CN1089316C

CN1089316C - 一种海水淡化方法及装置

Info

Publication number: CN1089316C
Application number: CN 95112245
Authority: CN
Inventors: 徐宝安
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-12-05
Filing date: 1995-12-05
Publication date: 2002-08-21
Anticipated expiration: 2015-12-05
Also published as: CN1151378A

Abstract

本发明公开了一种海水淡化的新方法及装置，由电极电场和导电隔板通过离子极化来实现，在阴、阳电极板间间隔放置与电极板平行的两个以上的导电隔板，形成多个制水工作室，海水从工作室的一端流入，经过工作室。从其另一端流出，出口处将水分离，从导电隔板两侧汇出盐水，从导电隔板间的中间部位收集淡水。本发明是区别于蒸馏法、电渗析法和反渗透法三大方法的又一种使海水淡化的新方法，工艺设备简单合理，无需对水进行严格的预处理，成本低，淡化水质好，淡化效率高，值得推广应用。

Description

一种海水淡化方法及装置

本发明涉及一种海水淡化的新方法，同时提供了一种淡化装置。

淡水资源紧张是全世界面临的严重问题之一，海水淡化是解决这一问题的根本途径。目前，海水淡化方法主要有蒸馏法、电渗析法、反渗透法、磁力淡化法等，但都不是太理想，蒸馏法成本高，工艺设备复杂，出水率低；电渗析法、反渗透法需要有离子或介质的透过，要求能量大，因而能耗高，并且对水的预处理要求条件苛刻，离子交换膜或反渗透膜易污染、维护量大；磁力淡化法主要靠磁场的洛仑兹力，一般洛仑兹力较小或太小，很难克服水流的惯性而发生作用，不足以使阴、阳离子很好地分离，淡化效果差、水质低、出水量小，本人曾经在这方面作出改进，在磁场的基础上增设电场来加大、阴、阳离子的运动速度，以改善淡化效果，这改进于1993年6月29日申报中国专利，申请号：92219235.9，名称：电磁式海水淡化装置。该装置需要电磁共同作用，既需要电设备，又需要磁设备，结构复杂，实施困难，并且与上同理，磁场的洛仑小，很难达到要求的强度，加之离子的淌度很小，在距离较大的情况下，即使加以电场力的辅助，也不能使阴、阳离子按设计的规迹运动，达到分离阴、阳离子从而使部分海水得到有效淡化的目的，淡化效果很差。

本发明的目的在于提供一种更好的海水淡化方法及装置，该方法成本低，能耗低，对水的预处理要求低，淡化效率高，淡化水质好，工艺设备简单合理，易于施行。

本发明的目的可以由以下方案来实现：

所述的海水淡化方法，是由电极电场和导电隔板通过离子极化来实现的，在阴、阳电极板间间隔放置与电极板平行的两个以上的导电隔板，形成多个制水工作室，海水从工作室的一端流入，经过工作室从其另一端流出，出口处将水分离，从导电隔板两侧汇出盐水，从导电隔板间的中间部位收集淡水。

该方法中，在海水流过制水工作室的过程中，在电场力的作用下，海水中的阴、阳离子分别向两边的导电隔板偏转运动，在导电隔板上极化，导电隔板的两侧形成阴、阳离子的高浓度区，导电隔板间的中间部位成了阴、阳离子的低浓度区，即淡水区，从而使部分海水得到淡化。

根据上述方法设计的一种海水淡化装置，包括海水进水口，阴、阳电极板、盐水出口和淡水出口，其阴、阳电极板间间隔放置与电极板平行的两个以上的导电隔板，导电隔板间以及与电极板间由绝缘导水分水夹框分隔并固定，形成矩阵结构，导电隔板间为制水工作室，导电隔板与电极板间为电极室，海水进水口位于制水工作室的一端，盐水出口和淡水出口位于制水工作室的另一端，盐水出口在导电隔板的端点部位，淡水出口在导电隔板间的中间部位。

由于离子的运动速度小，为了保证阴、阳离子的有效分离，达到有效淡化的目的，导电隔板间的距离小一些好，导电隔板的长度长一些好。

为了便于淡水和盐水的分流，淡水出口和盐水出口间有分流板，起导向分流作用。

本装置可几套并用，横向组装或纵向叠装使用都可以，扩大规模，以提高淡水产量。

在淡化过程中，电极上有电极反应：

在阳极：

OH^-减少，相对有过多的H⁺，因此阳极室呈酸性。

在阴极：

H⁺减少，相对有过多的OH^-，因此阴极室呈碱性。

本发明中，电极反应属一种不利反应，应尽量控制，将电极反应控制在电极室内。可增加导电隔板个数以及控制两极电压等，不能使导电隔板间的电压超过电解电压，防止导电隔板上出现电极反应。

由于酸、碱的腐蚀，电极和导电隔板应当具有抗腐蚀性能，电极可以是钛(或钼)镀铂电极、铅电极、二氧化钌电极、不锈钢电极、石墨电极等。导电隔板最好是电阻小的防腐蚀材料，如可以是钛薄板，不锈钢薄板、有机防腐蚀导电复合材料等。

导电隔板间以及电极板间的绝缘导水分水类框，使用常规的绝缘材料即可，选用抗腐蚀、抗老化的材料更好，常用的有塑料、环氧树酯、玻璃、陶瓷、橡胶、复合材料等。

下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

图1、本发明的原理示意图。

图2、本发明淡化装置的一横截面剖视图，为一双层结构装置，亦为一实施例。

图3、图2的A-A截面视图，反应海水的布水状况。

图4、图2的B-B截面视图，反应淡水的汇出状况。

图中，1电极、2电极骨架、3海水进水口、4海水布水管、5海水布水口、6环氧树酯导水分水类框、7钛镀铂导电隔板、8盐水出口、9盐水汇水管、10盐水汇出口、11淡水出口、12淡水汇水管、13淡水汇出口、14电极室、15制水工作室、16分流板。

如图1所示，在阴、阳电极板之间有多个导电隔板，在电场力的作用下，阳极室的阴离子向阳极移动，阴极室的阳离子向阴极移动，分别在两端电极上产生电解反应。导电隔板间的阴、阳离子作反向运动，分别移向两边的导电隔板，导电隔板两侧形成了阴、阳离子的密集区，一侧为阳离子，一侧为阴离子，海水流至导电隔板的末端时，导电隔板两侧形成的区域I为阴、阳离子高浓度区，为盐水区，导电隔板间的中间部位形成的区域II为阴、阳离子的低浓度区，为淡水区，从而达到海水淡化的目的。

如图2所示，电极1依附在电极骨架2上，电极板之间有导电隔板7，导电隔板之间以及与电极板之间由环氧树酯导水分水类框6分隔并固定，形成电极室14和制水工作室15。海水进水口3位于制水工作室的一端，在其另一端，淡水出口和盐水出口11、8处设有分流板16，起分流导流作用，便于淡水和盐水的分流。

海水从海水进口3进入淡化装置，通过海水布水管4流到各海水布水口5，布水口5最好设在工作水室15端部的中间部位，使海水从中间流入工作室中，且控制水流速度，有利于离子的定向移动，以便取得更好地淡化效果。在制水工作室15中，水中的阴、阳离子受电场力的作用，分别向两边的导电隔板移动，导电隔板7两侧便分别形成阴离子和阳离子的密集区，并且两侧的正、负电性相互吸引，使得阴、阳离子更集中、更密集，随着水流，一同携手流向出口，到分流板16处，经分流后，导电隔板两侧的高离子浓度水即盐水，便沿盐水出口8，经盐水汇水管9，最后由盐水汇出口10流出。同时，两导电隔板7中间的水中的阴、阳离子浓度就相应变低，为阴、阳离子的低浓度区即淡水区，该淡水便沿淡水出口11，经淡水汇水管12，最后从淡水汇出口13流出，从而得到淡水。

本淡化装置在使用过程中，由于阴极室显碱性，可形成Mg(OH)₂和CaCO₃的沉淀沉积，操作时，可间隔一段时间调换电极极性，改变电场方向，则Mg(OH)₂和CaCO₃便因改变环境而溶解，无需另外再清理或更换电极，并且使电极的性能得到保证。

综上所述可以看出，本发明具有以下优点：

(1)工艺设备简单合理，易于施行。

(2)原理可靠，方法简单，成本低，只需使离子移动，无需使离子穿透或介质透过，所需能量小，能耗低，并且无需对水进行严格的预处理，适应性能好。

(3)矩阵式多导电隔板的电场分离，同一隔板的两侧带有电性相反的离子，阴、阳离子更集中更密集，加上分流板的作用，本发明淡化水质好，淡化效率高。

(4)容易实现装置的组合使用，便于提高淡化水产量。

(5)本发明利用的是海水中的阴、阳离子在导电隔板上的极化现象，是区别于电渗析法和反渗透法的又一种使海水淡化的新方法，值得推广应用。

Claims

1、一种海水淡化方法，其特征在于由电极电场和导电隔板通过离子极化来实现，在阴、阳电极板间间隔放置与电极板平行的两个以上的导电隔板，形成多个制水工作室，海水从工作室的一端流入，经过工作室，从其另一端流出，出口处将水分离，从导电隔板两侧汇出盐水，从导电隔板间的中间部位收集淡水。

2、根据权利要求1所述淡化方法设计的一种海水淡化装置，包括海水进水口，阴、阳电极板、盐水出口和淡水出口，其特征在于阴、阳电极板间间隔放置与电极板平行的两个以上的导电隔板，导电隔板间以及与电极板间由绝缘导水分水夹框分隔并固定，形成矩阵结构，导电隔板间为制水工作室，导电隔板与电极板间为电极室，海水进水口位于制水工作室的一端，盐水出口和淡水出口位于制水工作室的另一端，盐水出口在导电隔板的端点部位，淡水出口在导电隔板间的中间部位。

3、根据权利要求2所述的海水淡化装置，其特征在于盐水出口和淡水出口间有分流板。