CN109052431A - 一种海水制盐系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种海水制盐系统及方法，包括：用于存放海水的晒盐池；罩设于晒盐池上的玻璃大棚；设置于玻璃大棚内且用于产生湿热上升空气的风机盘管；设置于晒盐池内的地暖盘管；设置于玻璃大棚顶部且用于将湿热空气从玻璃大棚内部冷凝并收集起来的冷却风道。还包括设置于玻璃大棚内的鼓风机以及用于产生电能的光伏电池系统。本发明中光伏电池系统可实现电﹑热双联供，并且本发明可以通过调节水面温度、相对湿度、海水表面风速、海水蒸发面积以及净蒸发量五个方面产生增益效果促进盐场单亩盐池的年产盐总量，而且本发明制盐不受季节和天气影响，可以控制场地风速﹑场地相对湿度和温度等现有人力不能控制的因素，可实现全天候制盐。
Description
技术领域
本发明属于海水制盐技术领域，具体涉及一种海水制盐系统及方法。
背景技术
制盐工业在国民经济总占有重要的经济地位，是国民经济重要的组成部分，盐对于人来说是生活必须品，每个人都必须摄入盐才能生存，盐不仅是维持人体正常发育不可缺少的物质，也是每日三餐必需的调味品，他的功能主要是可以调节人体内水分的分布，维持体内细胞内外的渗透压，从而促进体液的正常循环；盐也是化学工业的基本原料，比如可以作为基本原料添加在橡胶﹑塑料里。在其他工业部门和农牧渔业也有广泛地使用，可以说盐涉及到国民经济各个行业领域，其需求量也是非常巨大的，由此可见盐对于人们和一个国家的重要性，为保证盐的产量满足市场上盐的需求和质量，有效提高盐的产量是至关重要的。
现代制盐的方法主要分两类，第一种方法是用真空方式制盐，大致流程是通过膜透析法制备高浓度的卤水，再通过真空蒸发罐不断蒸发结晶，这是一种能够节约能耗的生产方法，可以大大节约能耗成本。第二种方法是通过海水晒盐的方法，古时候也俗称“盐田法”，这种方法是用太阳光蒸发海水水分，将粗盐从海水中提取出来，再进行进一步的深加工分别得到我们平时吃的食用盐和工业制造使用的工业盐。
海水晒盐这种方法是一种较为原始的制盐方法，因为这是一种古老的至今仍广泛沿用的方法，它也是一种非常普遍和被大众接受的制盐方法，因为海水晒盐不需要过多的能源消耗和多余的人工操作，可以节约能耗成本和人工成本，而且使用太阳能不会对产品造成任何污染，即可以保证产品为纯粹的绿色产品，这也是普遍被大众所接受和认可的原因之一，但是这种原始的晒盐方法也存在很多的缺点，使得其在几百年中一直没有技术性的突破﹑改进和发展，以下提出主要四点海水晒盐的不足之处，主要不足之处涉及到前期成本投入阶段﹑中期晒盐阶段﹑后期产盐阶段。第一，自古以来用来晒盐的盐场占地面积都非常大，少则几千亩，多则几十万亩，所以前期资金投入﹑人力投入﹑后期运行和维护投入也很高，而且在如此大规模的制盐场地实施改进也是一件非常困难的事情，其操作难度可想而知。第二，海水晒盐的方法非常受气候的影响，不同季节的太阳光强度﹑场地风速﹑场地相对湿度和温度都会对晒盐产生影响，而且这些因素都是人力所不能控制的。第三，晒盐的盐池是开放式的，没有任何遮挡设施，因为晒盐原理将海水经日晒蒸发水分到一定程度结晶，逐渐析出粗盐，所以每当遇到下雨天气，雨水又会重新进入盐池，又需要经过一段时间的太阳日晒才能蒸发出来，这一过程如此反复下去非常影响粗盐的产量。第四，海水晒盐的盐池产盐速度非常慢，平均每块盐池每年能采两次粗盐，所以导致了该方法的产量低，只能通过增加其规模，也就是盐池的数量来增加产量，这也是盐场占地面积大的原因之一。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种海水制盐系统，提高海水晒盐的产盐量。
本发明的技术方案为：一种海水制盐系统，包括：
用于存放海水的晒盐池；
罩设于晒盐池上的玻璃大棚；
设置于玻璃大棚内且用于产生湿热空气的风机盘管；
设置于晒盐池内的地暖盘管；
设置于玻璃大棚顶部且用于将湿热空气从玻璃大棚内部冷凝并收集起来的冷却风道。
本发明中晒盐池通过玻璃大棚遮挡，可以隔离雨水，不受降雨影响，可以增大净蒸发量；而且本发明通过加热地暖盘管提高盐池温度加速海水池的挥发，风机盘管产生的湿热空气增加盐池表面的空气流通速度，由于冷却风道安装在大棚顶端，可以与上升的湿热空气充分接触，湿热空气进入冷却风道冷凝产生淡水，并从玻璃大棚内部冷凝并储存在淡水罐内，降低玻璃大棚内的相对湿度。
作为优选，还包括设置于玻璃大棚内的鼓风机。本发明中鼓风机可以增大盐池表面风速，也可以促进海水蒸发。
作为优选，还包括用于产生电能的光伏电池系统。本发明中光伏电池系统吸收太阳光并产生光生伏特效应产生持续的电流，通过外接电路接上负载设备以供驱动，光伏电池系统产生的电也可以输出至其他设备，例如可以作为企业供电，也可并网增收。
作为优选，还包括用于将电能转换为热能的热泵以及用于储存热量的相变储能罐。本发明可以通过热泵将光伏电池系统产生的电能转换为热量，并输送至相变储能罐进行储存，利用相变储能罐将热量收集起来，相变储能罐具有能量密度高的特点，能够存储大量能量，再通过热泵主机的调控将能量通过热量的形式传导出来作为双重热源供给玻璃大棚内的风机盘管和地暖盘管，不仅如此，热泵主机的调控能够长时间保证风机盘管和地暖盘管温度稳定，从而使海水池内的海水持续蒸发。
作为优选，还包括设置于冷却风道处的循环风扇。风机盘管产生的湿热空气增加盐池表面的空气流通速度，可以配合循环风扇来促进玻璃大棚内空气的循环，提高玻璃大棚内的空气循环效率。
作为优选，还包括用于储存淡水的淡水回收箱以及用于将冷却风道内的淡水排入淡水回收箱的排水管。
作为优选，还包括用于检测环境参数的传感器。其中传感器为温度传感器、湿度传感器、光照传感器等。
本发明还提供了一种海水制盐方法，包括以下步骤：
(1)将海水存放于罩设有玻璃大棚的晒盐池内；
(2)晒盐池内通过地暖盘管高晒盐池温度加速海水池的挥发；
(3)玻璃大棚内通过风机盘管产生湿热空气增加盐池表面的空气流通速度，最后湿热空气从玻璃大棚顶部的冷却风道冷凝并将淡水收集起来；
(4)湿热空气经由冷却风道冷却为淡水，经由排水管排至淡水回收箱内。
作为优选，通过鼓风机吹拂海水表面，增大盐池表面风速，促进海水蒸发。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
本发明中光伏电池系统可实现电﹑热双联供，并且本发明可以通过调节水面温度、相对湿度、海水表面风速、海水蒸发面积以及净蒸发量五个方面产生增益效果促进盐场单亩盐池的年产盐总量，而且本发明制盐不受季节和天气影响，可以控制场地风速﹑场地相对湿度和温度等现有人力不能控制的因素，可实现全天候制盐；其中：
水面温度：通过地暖盘管加热蒸发海水池，提高水面温度从而加快蒸发速度，提升粗盐产量；
相对湿度：通过冷却风道的冷凝作用和鼓风机的强制通风作用下使大棚内水蒸气快速液化，降低水面湿度，水面与大气的水汽压差越大加速水面蒸发，提升粗盐产量；
海水表面风速：通过鼓风机不断用热风吹拂海水池表面，加速水面表面风速从而加速蒸发速率，提升粗盐产量；
海水蒸发面积：通过用鼓风机吹拂海水池作用于海水池表面，不断形成细小的波浪，间接地增加了蒸发表面积，提升粗盐产量；
净蒸发量：通过搭建玻璃大棚使海水池隔离雨水，不受降雨影响，大大增加了净蒸发量，可根据气象降雨量数据推断粗盐提升的产量。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明另一种实施方式的示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括：
用于存放海水的晒盐池；
罩设于晒盐池上的玻璃大棚1；
设置于玻璃大棚1内且用于产生湿热空气的风机盘管2；
设置于晒盐池内的地暖盘管3；
设置于玻璃大棚1顶部的冷却风道4将湿热空气从玻璃大棚1内部冷凝并将淡水收集起来至玻璃大棚1外部。
本发明中晒盐池通过玻璃大棚1遮挡，可以隔离雨水，不受降雨影响，可以增大净蒸发量；而且本发明通过加热地暖盘管3提高盐池温度加速海水池的挥发，风机盘管2产生的湿热空气增加盐池表面的空气流通速度，由于冷却风道4安装在大棚顶端，可以与上升的湿热空气充分接触，湿热空气进入冷却风道4冷凝产生淡水，并且淡水从玻璃大棚1内部引导至玻璃大棚1外部的淡水回收箱7，降低玻璃大棚1内的相对湿度。其中本发明中的冷却风道3的结构形式有多种，例如可以在设置为排气通道形式，在排气通道内设置冷却管，当然本发明也可以有其他的结构形式。
如图1和图2所示，本发明中还包括设置于玻璃大棚1内的鼓风机5以及设置于冷却风道4处的循环风扇6。本发明中鼓风机5可以增大盐池表面风速，也可以促进海水蒸发。风机盘管2产生的湿热空气增加盐池表面的空气流通速度，可以配合循环风扇6来促进玻璃大棚1内空气的循环，提高玻璃大棚1内的空气循环效率。
如图1和图2所示，本发明还包括用于储存淡水的淡水回收箱7以及用于将冷却风道4内的淡水排入淡水回收箱7的排水管8，其中排水管8可以采用软管。
如图2所示，本发明还可以包括用于产生电能的光伏电池系统。本发明中光伏电池系统吸收太阳光并产生光生伏特效应产生持续的电流，通过外接电路接上负载设备以供驱动，光伏电池系统产生的电也可以输出至其他设备，例如可以作为企业供电，也可并网增收。
如图2所示，本实施例中还包括用于将电能转换为热能的热泵以及用于储存热量的相变储能罐。本发明可以通过热泵将光伏电池系统产生的电能转换为热量，并输送至相变储能罐进行储存，利用相变储能罐将热量收集起来，相变储能罐具有能量密度高的特点，能够存储大量能量，再通过热泵主机的调控将能量通过热量的形式传导出来作为双重热源供给玻璃大棚1内的风机盘管2和地暖盘管3，不仅如此，热泵主机的调控能够长时间保证风机盘管2和地暖盘管3温度稳定，从而使海水池内的海水持续蒸发。
以上提供的技术方案通过改变周围一系列的环境因素在理论上可以提高盐场每亩盐池的产盐总量，为了有效提升至规定盐产量的和控制产盐的速率，本发明还可以通过精确控制每个环境因素变量达到此目的，例如可以改变环境因素变量为基准而进行操作。
增加盐产量实际上也可以说是提高海水蒸发量，因为海水蒸发越多越快，粗盐结晶析出的速度就越快，所以由此本发明可以首先需要知道海水蒸发量的计算公式以及它的因变量有哪些因素，由公式(1)可以得出蒸发量的影响因素有蒸发系数﹑表面水分压力﹑空气水份压力﹑水面蒸发表面积﹑当地大气压修正值这五个因素，而通过拆分公式(1)得到更细化的热力学公式(2)﹑公式(3)﹑公式(4)﹑公式(5)，由公式(2)﹑公式(3)﹑公式(4)﹑公式(5)可以得出蒸发量实际上是受水面温度﹑空气温度﹑表面风速﹑实际大气压、相对湿度﹑蒸发表面积这六个环境因素影响；
蒸发量＝蒸发系数*(表面水分压力-空气水分压力)*水面蒸发表面积*大气压修正 公式(1)
表面水分压力＝表面湿空气参数(T)*100 公式(3)
空气水分压力＝空气参数(T)*相对湿度 公式(4)
本发明也可以通过搭建一套智能系统平台来及时监控和调节这些我们能够控制的环境因素，比如，安装检测仪器时刻检测玻璃大棚内空气相对湿度﹑风速﹑水面和大棚空气温度﹑大棚内大气压等这些因素，并及时将这些参数反馈至智能系统平台，然后平台可以根据需要的蒸发量自动改变或调节可以改变的因素，例如，通过改变循环风扇的功率加快或减弱大棚内空气的循环强度，从而控制大棚内相对湿度和风速；通过改变地暖盘管的运行功率来控制加热海水的温度提升值；也可以通过控制风机盘管的功率调节大棚内的空气温度。
Claims (9)
1.一种海水制盐系统，其特征在于，包括：
用于存放海水的晒盐池；
罩设于晒盐池上的玻璃大棚；
设置于玻璃大棚内且用于产生湿热空气的风机盘管；
设置于晒盐池内的地暖盘管；
设置于玻璃大棚顶部且用于将湿热空气从玻璃大棚内部冷凝并收集起来的冷却风道。
2.如权利要求1所述的海水制盐系统，其特征在于，还包括设置于玻璃大棚内的鼓风机。
3.如权利要求1所述的海水制盐系统，其特征在于，还包括用于产生电能的光伏电池系统。
4.如权利要求1所述的海水制盐系统，其特征在于，还包括用于将电能转换为热能的热泵以及用于储存热量的相变储能罐。
5.如权利要求1所述的海水制盐系统，其特征在于，还包括设置于冷却风道处的循环风扇。
6.如权利要求1所述的海水制盐系统，其特征在于，还包括用于储存淡水的淡水回收箱以及用于将冷却风道内的淡水排入淡水回收箱的排水管。
7.如权利要求1所述的海水制盐系统，其特征在于，还包括用于检测环境参数的传感器。
8.一种海水制盐方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将海水存放于罩设有玻璃大棚的晒盐池内；
(2)晒盐池内通过地暖盘管高晒盐池温度加速海水池的挥发；
(3)玻璃大棚内通过风机盘管产生湿热空气增加盐池表面的空气流通速度，最后湿热空气从玻璃大棚顶部的冷却风道冷凝并被收集起来；
(4)湿热空气经由冷却风道冷却为淡水，经由排水管排至淡水回收箱内。
9.如权利要求8所述的海水制盐方法，其特征在于，通过鼓风机吹拂海水表面，增大盐池表面风速，促进海水蒸发。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20181221 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |