CN1923714A

CN1923714A - 利用海水结冰大规模制取淡水的方法及设施

Info

Publication number: CN1923714A
Application number: CN 200510044655
Authority: CN
Inventors: 薛廷芳; 郑祖斌
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-09-02
Filing date: 2005-09-02
Publication date: 2007-03-07

Abstract

一种利用海水结冰大规模制取淡水的方法及设施，其特征是该法包括从海上采海冰取淡水法，即在冬天结冰季节直接从海上采海冰融化后取淡水法、和/或海水内陆制冰取淡水法，即先将海水调运内陆在冬天结冰季节天然结冰后获取淡水的方法，利用海水结冰大规模制取淡水的设施，是指海水内陆储置设施，包括制成一种高位水池与低位水池相互串联配置的结构，高位水池的储水深度大于低位水池的深度，而低位水池的面积大于高位水池的面积，两者面积之比应大于2倍以上。本发明可获取大量淡水和冷源，有利节约能源。特别是采用高低位水池设施可以更多地获得海冰，即淡水，还有利促使荒原生态环境改观，并对当地工、农、林、牧、养殖业和社会发展产生积极深远的影响。

Description

利用海水结冰大规模制取淡水的方法及设施

技术领域

本发明海水淡化及利用的技术，尤其是利用海水结冰大规模制取淡水的方法及设施(设备)，涉及海冰淡化水的采收或制取方法。

背景技术

淡水是人类生存中最宝贵的资源，有关国计民生，但我国人均淡水资源量仅为世界的四分之一，而降水量的时空分布又严重不均，使我国北方和西北地区缺水情况极为严峻。甚至不少大城市也出现了缺水状况。据统计，全国610个中等以上城市，不同程度缺水的就达400多个。很多地区的缺水已经影响到其社会经济的可持续发展，如果缺水状况继续恶化，甚至会影响到人们在该地区的继续生存。总之，淡水资源在不少地方已经成为生存的关健。解决淡水资源最有效的方法是“开源”，而海水淡化、向陆地增加淡水的重要“开源”措施之一，深受全世界的重视。目前，以海水淡化制取淡水已工程化的技术有：蒸馏法和膜法两类。蒸馏法中实用的技术可以用多级闪蒸(MSF)和多效蒸馏(MED)为代表，其技术成熟，运行安全。但基建投入大，运行费用贵，能耗特高。目前除特殊条件下采用以外少有问津。膜法中可以用反渗透法(RO)为代表，其运行费用和能耗都比蒸馏法低，是海水淡化技术中近二十年来发展最快的。但是，RO法淡化海水的能耗和成本仍嫌太高，难以在我国大规模推广。其适用地域范围和对象有限。另，海水淡化技术尽管已经有半个世纪的发展历史，而且在全球范围内取得了巨大成功，但随着社会的发展和人类的需求都对研究开发更新、成本更低廉的淡化技术提出了更高的要求，人类的确需要探索另外的影响更大的淡化技术，或新的技术集成出现，从而对人类的生存、发展产生更深远的影响。此外，值得一提的是还有另一类的天然淡化方法是指利用海水结冰来获取淡水的方法，其原理是由于海冰是海水的冰晶，它是海水在冬天寒冷季节被天然淡化的产物，海冰融化后即为淡水。在我国北方的沿海渔村和海岛上，人们曾习惯在冬天凿取海冰储存到了夏天以海冰来制冷或以融化的海冰获取淡水，但这种最原始简易的手工作业方式不可能获得大量淡水。所谓冷冻结冰法(不论是天然或人工的)是指将海水冷冻到冰点以下，淡水结冰、分离、再融化为淡水过程，由天津大学王世昌主编的《海水淡化工程》2003年2月由化学工业出版社出版)一书提到“冷冻法有利用天然冰法和人工冷冻法两种，但二者都尚处于研究中”，目前还未见到有利用海水大规模制取淡水的成熟技术的报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以利用海水结冰大规模制取淡水的方法及设施，使得有利于发展海洋经济和利用海洋优势，开辟新的淡水来源，有利于从根本上解决或改善我国西北和北方地区缺乏淡水资源的严峻情况。

实现本发明的技术方案是：鉴于我国海域辽阔，每年寒冬季节在渤海和辽东半岛的黄海北部的沿岸区域，大部分近岸的海面上都会结海冰，有的甚至向海中延伸几十公里；海冰是海水在寒冷季节气温降低到-1.9℃以下的淡水结晶物，海冰在气温上升到冰点以上会天然融化成淡水；冰比水的密度小，因而海冰都结晶在海水表面，使得海冰和海水易于分离和开采。有鉴于上述思路，本发明方法的技术特征在于：利用海水在寒冬季节冻结后被天然淡化的海冰进行大规模(或大量)制取淡水的方法，该法包括直接从海上采海冰取淡水法，即在冬天(-1.9℃以下)结冰季节直接从海上采收海冰融化后取淡水法，和/或海水内陆制冰取淡水法，即先将海水调运内陆在冬天(-1.9℃以下)结冰季节天然结冰后获取淡水的方法。

本发明的上述技术解决方案还可进一步具体为以下几种技术特征：

一、所述的在冬天结冰季节直接从海上采收海冰融化后取淡水法，该法依序包括如下步骤：对海冰进行分割、捞取和输送上岸、运输至目的地储存和保存。

二、所述的对海冰进行分割步骤是指利用水刀、圆盘锯、皮带锯等机械设备进行切割以分割冰块。

三、所述的对海冰进行分割步骤也可以是指在海冰上打眼埋炸药，以“定向爆破”技术对冰进行定形爆破的办法来分割冰块。

四、所述的对海冰进行分割步骤还可以是指在海面即将结冰前，在近岸海域放置按规定的冰块尺寸制成的成形框架群以便让海水能结冰于框架的各腔孔中，在成形框架群的各腔孔内与冰接融的表面均覆以“高疏水”材料，框架内各腔孔的深度略大于当地海冰的厚度，框架内的各腔孔应制成上小下大的锥形孔结构，以便于向上提起框架时让成形冰块方便脱落和采收。

五、所述的对分割后的海冰进行捞取和输送上岸步骤是指：对近岸的冰块是采用滚子输送机(带)直接将近岸海冰冰块捞出输送至岸上，对远岸的冰块是先使用拖船大孔围网将冰块拖至近岸后再用输送机将冰块捞出输送至岸上。

六、所述的先将海水调运到内陆地区后让其在冬天(-1.9℃以下)结冰季节天然结冰后获取淡水法，该法依序包括如下步骤：修建大型海水储置设施，包括修建储置海水的大型浅底水池、小海、湖泊或水库，抽调海水上陆并调运至作为储置地设施的水池或小海、湖泊或水库中，在冬季天然结冰后，让冰与海水分离，海冰的储存和保存，剩余高浓度浓盐海水的处置和处理(可进一步浓缩和盐析后进行化工处理)等。

七、所述的抽调(汲取)海水上陆并调运至储置地步骤是指：将汲取抽调上陆的海水是通过输水管道或露天(明)渠道进行远距离大规模(廉价)调运输送至内陆储置地。所述的储置地设施可以是指修建位于北京西部和西北部或更远的远离海滨的内陆沙漠、戈壁或干旱地区的荒原地带的储存海水的大型水池、水库、湖泊或小海。旦这些大型水池、水库、湖泊或小海其储水的深度平均应在1.5～3m之间为宜，且这些储置地每年必须有足够冷的温度和足够长的寒冷时间冻结海水，使能得到0.5～0.6m以上厚度的(淡水)冰层。

八、所述的海水储置设施还可以是指制成一种高位水池与低位水池相互串联配置的结构，其中高位水池的储水深度大于低位水池的深度，而低位水池的面积大于高位水池的面积，两者面积之比应大于2倍以上(如2.5倍)，在高位水池的底部装有通往低位水池的排水管道及海水排放阀，在低位水池也装有通往外部的排水管道及海水排放阀以用来排放浓盐海水，而在高低位水池的靠近池底部处还都设有一个淡水排放阀，以用来排放融化后的淡水，利用高低位水池的好处是：与利用一般水池，湖泊或小海的相比，在相同面积下可获更多淡水且成本较低。

九、所述的高低位水池的池壁及池底基础材料为抗冻水泥另加拌适量纤维(化纤或其他无毒纤维)所修建而成，以提高水泥池壁抗裂强度，还可在池壁及池底的水泥层表面涂有疏水材料，以防止池壁表面吸入海水影响淡水质量，同时使池壁无冰冻结有利于采冰。

本发明的可行性：(可实施性)探讨：

第一种的直接采海冰取淡水法：我国的渤海沿岸和辽东半岛的黄海沿岸约1500公里海岸线的近岸范围内每年海冰的产生量在200亿m³以上，适合大规模开采的海冰厚度为0.4m～1.5m之间，可开采量每年在150亿m³以上，海冰的采收工作包括分割、捞取、运输至目的地储存和保存。

采收海冰的效益：可获得超大量的淡水，如果每年能从渤海和黄海采收150亿m³海冰，其质量为137.55亿吨(海冰密度为0.917t/m³)，于是可得淡水137.55亿立方米(m³)，这宗淡水资源不但可济北京、天津之急需、还可分济河北、山东、辽宁等一些极端缺水城市之急需。

海冰采收后的储存和保存：储存冰块的地点没有特殊要求。失效的水库、干涸的池沼、湖泊或废弃的洼地、矿井、地窖都可改造成“冰库”。只要不漏水、清洁无污染、有较好的防融化措施和收集融冰的设备皆可使用。

本发明还可节约大量能源：

1、海冰可作冷源利用：从海洋中采收的海冰进行冬储夏融，在夏季既可提供淡水、又能供冷。为使海冰能维持到炎热的盛夏供冷，应对储存后的冰进行隔热保存，保存时对冰堆四周和顶部进行隔热，四周及顶部加设隔热保温层，并用农用大棚覆盖。据估算1吨-10℃的冰化成20℃水所吸收的热量与能效比为2.6的2KW(千瓦)的空调机连续工作一天的制冷量所耗电能相当。若2KW(千瓦)空调机每天工作8小时，则1吨冰的制冷量与空调机三天的制冷量相当，10吨冰的制冷量就与2KW(千瓦)空调机一个月的制冷量相当。如果一个大中城市能有1亿吨冰制冷，则可节省该城市夏季空调制冷的全部电力能耗。

2、若137.55亿吨的海冰从0℃冰化成0℃水，其溶解热以79.7cal/g(卡/克)或79.7×10⁶cal/t(卡/吨)计，则可吸热10962×10⁸Mcal(兆卡)，即45890×10⁸MJ(兆焦耳)。相当于以热能效比为2.6的空调机制冷时的用电量：45890×10⁸÷2.6÷3.6≈4900×10⁸(KWh)

这4900亿度电等于一个5600万瓩电站连续发电一年的电能。据预测，我国2005年全年用电量约为2万多亿瓧时，华东用电量约5千多亿瓩时，所以137.55亿吨海冰的制冷量接近华东2005年的全年用电量，这还只是137.55亿吨海冰从0℃冰化成0℃水的制冷量。

3、节省大量制冷用原油的估算：根据日本利用冰雪能源的经验数据，如果对冷库冷却，终年保持0～4℃，则每吨冰雪的制冷可节省10升原油。若原油密度以0.9Kg/L(千克/升)计，按此推算，则从渤海和黄海采冰137.55亿吨，可为国家节省制冷用原油1.2亿吨以上。

海水天然淡化与人工“RO”法淡化的比较：海水在寒冷季节天然制冰，即海水天然淡化，不消耗人类提供的能源，可节省人工海水淡化所耗费的能量，尤其是电力能量，对国家建设十分有利，目前用于大量海水淡化最节能(包括节电和节热的总量)的技术是“反渗透(RO)膜滤法”。在大投入有高回收电能装备的情况下，“RO”法每淡化海水获1m³淡水所耗电能(电能高回收时)约为5.2KWh(千瓦时)。即“电耗淡化水比”为5.2KWh/m³(千瓦时/立方米)。当回收电能装备的投入较少，回收电能低时，则电耗淡化水比为8～14KWh/m³。这样，即使按高投入高回收电能时的“RO法”淡化海水获得137.55亿/m³淡化水，也将耗电712.4×10⁸KWh。从节能这一点看，海水天然淡化是人工“RO法”淡化所不能企及的。

综上所述，利用海上采冰法，进行冬储夏融，不但可获得大量淡水，同时又获得冷源，充分开发利用这个冷源，可节省大量的制冷能耗和费用，还可节约人工淡化海水所消耗的能量和费用。另，海上采冰法还具有：海冰是在海洋中自然形成的，不占用陆地，冰层达一定厚度即可采收，可开采的海冰量大，且不必处理结冰后的浓盐水等优点。

第二种的使用海水内陆制冰法，即先将海水调运内陆冬季结冰后取淡水工程包括：海水调运上陆工程、陆上储置海水工程、冰与海水分离工程，储冰工程，海水浓缩和盐析化工利用处理等，其中：

1、海水调运上陆工程可避免冰块固体运输的技术问题、运费高和季节性强等致命缺点，只要避开严寒结冰期，都可通过管道或露天(明)渠道进行大规模廉价输送，在我国华北，西北和内蒙地区，每年至少有8-9个月可进行输送，而冰块固体的大规模运输每年却只有1-2个月。

2、陆上储置海水工程。由于海水可远距离向内陆调运，所以可把海水冻结制冰的地点设置在远离海滨的内陆沙漠、戈壁、干旱的不毛之地或荒原地带，在那里修筑储存海水并能冻结制冰的大型浅底水池、水库、湖泊或小海。这样，既不占用现有的能产出价值的土地，又可以改造不毛之地，使其既能产出经济效益，又产出环境效益，一举两得。我们还可以根据需要将海水西调制冰获取淡水的工程延伸到河北省张北和康保地区、内蒙古的浑善达克沙地及毛乌素沙地周围，甚至扩展至腾格里沙漠、巴丹吉林沙漠或更远的荒漠地区。但海水西调工程应以不影响和干扰相关地区淡水河湖水系为条件，另这些地方每年必须有足够冷的温度和足够长的寒冷时间冻结海水，使我们能得到0.5-0.6m以上厚度的淡水冰层。海水结冰温度为-1.9℃以下。前面提到的海水西调的北京西部和西北部、几处沙地、沙漠都能满足这个要求，有的地方气温可达-20℃以下，每年寒冷时间甚至超过三个月。

3、冰与海水分离工程。冰与海水的分离，一种方法是采用成群的一般水池冻冰，在冰层达到足够厚度(如0.5m～0.6m)时，将冰下的浓盐海水抽调至集中的专用水库或湖泊中，供作综合开发利用以制取食盐并从卤水中分离出镁盐、钾盐和碘等。而保留在原水池中的冰，既可用切割法开采使用，也可用成形框架使其按规格尺寸冻结成形后采运，还可以不采收，而等到春季气温升高后任其融成淡水后泵出使用。

关于海水调运上陆工程中的单位能耗问题：根据测算，当以内径为3m的管子输送海水，管内海水单位流量为5.55m³/s，流速为0.7855m/s时，输送1m³的海水的单位能耗：以从天津北塘汲渤海水西调为例，取输送到离汲水口距离L＝200km，海拔H＝500m的北京西部、西北部地区、输水系统的能量效率η＝80％时，则1m³海水的单位能耗W＝1.825kwh/m³，即输送每1m³海水能耗不到2度电。另：当采用前述的“高低位水池”后，还能比一般水池、水库在灌入等量海水后能获得更多的冻冰或者说淡水。

按每年西调海水1亿立方米，采用一般水池群冻冰，得冰三分之一计，可获3056万立方米淡水和3333万立方米冰的冷源，若采用“高低位水池”群，则可获8860万立方米淡水和9960万立方米冰的冷源。

综合上述，内陆上制冰法与海上采冰法比较，除了可获取大量淡水和冷源外，更提高了能源效益和节约能源，特别是采用高低位水池设施用来使冰与海水分离的方法，可以更多地获得海冰，即淡水。同时，从低位水池排出的接近饱和的浓盐海水，可为后续的盐析化工加工处理提供了高品位的原料，既节约了生产能耗，又降低了成本。此外，本发明还有一种出人意料的极大好处是：有利改善海水储置地(北京西部和西北部)周边区域的气候，使生态环境朝良性循环方向发展，如以西调海水1亿立方米计，采用一般水池，储水深度为2米时，水池群将占地50平方公里，如增加西调海水量，则水池群面积更加扩大，这将增加当地的水蒸发量(根据推算，约有30～50％以上的海水将消耗于蒸发)，对改善干旱气候有利。在融冰季节，也将影响周边气候，使白天降温，夜间升温，气温日夜均衡，有利于“锋面”雨的形成。这些都将促使荒原生态环境改观，并对当地的工、农、林、牧、养殖业和社会发展产生积极深远的影响。

值得一提的是：海上采冰法所需的运输设备和基本建设费用和运行费用都很高，采冰、运冰和储冰的季节性很强，一切操作都要抡时间，防融防碎难度大，而内陆制冰取淡水法的缺点是需要大管径输水管道，并且管道铺设的长度很长，至北京西部就有200公里，至腾格里沙漠有1000公里，这么长管线的大管径管道，投入将是相当大的，但它和水电站一样，一次投入，长期受益。“陆上制冰法”的另一个缺点是大面积修建水池群的人力，物力、财力的消耗也相当可观。上述缺点虽然不可否认，可是当今发送达国家都十分重视发展利用海洋优势，宁愿以较高的成本从海洋中取水，以换取发展经济的宝贵时间和机会，何况在经济发达地区，水的价值远不是传统的、静止的价值观所能衡量的，在很多情况下过分调水，将有可能会给被调地区经济带来的长远损失将远远超过淡水本身之价值，因此一味地从外地调水无异于挖肉补疮，长时间地等待传统观念中的“廉价”水源，必定坐失良机，因小失大。

附图说明

图1是本发明所述高低位水池配置设施的结构示意图。

图2是图1的俯视图。图3是所述成形框架群的一种结构示意图。

在附图中，1～高位水池，2～高位水池池壁，3～高位水池池底，4～进水管，5～淡水排放阀，6～海水排放阀，7～低位水池，8～池底，9～(浓盐)海水排放阀，10～淡水排放阀。

具体实施方式

以下是采海冰制取淡水法的一种具体实例：在该法中海冰的采收工程包括分割，捞取运输至目的地储存和保存。为方便后续工序的运行，海冰的分割形状不能任意粗放，而有一定的要求，应使其面积的长、宽一致，并对冰块的重量有所限制。海冰分割方法有以下几种：

①、切割法：可用水刀、圆盘锯、皮带锯等机械进行切割。使用不同的切割机械其割隙深度可能不同。当割隙深度＜冰层厚度时，应在割隙被再次冻结前，使用小型“破冰船”或其他设备进行撞压，以分割冰块。

②、定形爆破法：在海冰面上打眼填埋炸药，以“定向瀑破”技术对冰进行定形爆破，打眼和埋药要合适，足够而最少，以保证冰块定形而炸药的污染为最小。本法不怕在埋药后冰眼再冻结。

③、成形框架法：海面即将结冰前，在不妨碍海上航行，养殖、捕渔及其他作业的近岸海域，放入按规定的冰块尺寸制成的成形框架群，这些框架以刚好能漂浮在海水表面之下为宜，海水结冰于框架的各孔内，框架内与冰接触的表面均覆以“高疏水材料”，如聚乙烯或其他廉价疏水材料等。框架的高度略比当地海冰厚度高些即可。框架内的孔应为上小下大的锥形孔，以利提起框架时冰块的脱落和采收。本法还可方便地使冰块边缘制成便于捞取和抓吊的形状。

冰块捞取的技术和装备：①近岸冰块捞取：由于“传送带”起端伸入海水中，在海面推冰块漂滑至传送带上，捞至岸上。②远岸冰块捞取：由于“传送带”不可能建的离岸太远，所以应使用拖船大孔围网将冰块拖至近岸的传送带上输送，由于冰块是漂浮着的，且拖网孔径较大，运动速度较慢，故所费动力不大。对运输至储置地储存和保存的冰块按照前述方法进行(略)。

以下是海水内陆制冰取淡水法的一种具体实施例：海水内陆制冰法包括海水调运上陆工程，陆上储置海水工程，冰与海水分离工程、储冰工程，对浓盐海水进一步浓缩和盐析化工处理等。调运海水上陆，只要避开严寒的结冰期都可通过输水管道或露天明渠或人工运河进行大规模廉价输运。可以把海水冻结制冰的地点设置在远离海滨的内陆沙漠，戈壁、干旱的荒原地带或不毛之地，在那里修建储存海水的大型浅底水池、水库、湖泊或小海，或池沼系统。这些地方必须有足够冷的温度和较长的寒冷时间冻结海水，使能得到0.5～0.6m以上厚度的淡水冰层。因海水结冰温度为-1.9℃以下，所以储存海水结冰的地方每年应至少有一个月以上是气温在-9℃以下，前述提到的海水西调北京西部和西北部其他省份几处沙地、沙漠都能满足这个要求，有的地方气温可达-20℃以下，每年寒冷时间甚至超过三个月。在陆上储置海水的湖泊水池，为使其结冰冰层厚，结冰量多，其储水的深度不宜深，平均深度应不大于2m。如按2m深计算，有50平方公里以上的实用荒原面积，即可容纳1亿立方米的海水。寒冷季节海水冻结到足够厚度时，应将海冰和未结冰的浓盐海水分离。

当使用高低位水池设施进行冰与海水的分离工程时，这种分离方法可以更多地获得海冰即淡水。参见附图，高位水池和低位水池串联，高位水池的储水深度比低位水池要深，但低位水池的面积比高位水池大。高位水池底部通往低位水池的管道上装有海水排放阀。低位水池底部通往外部的管道上也装有海水排放阀。从渤海来的海水由进水管先流入高位水池，需要的时候可打开海水排放阀，使海水自动流到低位水池。两池底的四个角都应做成圆角。两水池的底面都要有一定的坡度，以便排净海水。而在两池的侧面靠近池底处都有一个排放阀，用来排放融化后的淡水。这两个淡水阀也可不设，在融冰季节浓盐海水已排净的情况下，淡水经由海水排放阀放出，但应根据池外管网系统的实际布置分流浓盐海水和淡水的阀门。各池池壁的基础材料为抗冻抗裂水泥，另加拌适量纤维，可用化纤或其他纤维，以提高水泥抗裂强度。但纤维和水泥都应能抗海水腐蚀和对水无污染。

池中海水的灌入或排放应根据冰层厚度适时进行操作。冰的冻结速度与冰层厚度有关，冰层愈厚，冻结速度愈慢。当高位水池结冰厚度达0.45m时，就要把冰下的浓盐海水全部排放到低位水池中。低位水池的面积比高位水池大，其结冰面积大，水深约为0.435m，在寒冷季节能快速结冰，当冰层厚度达0.4m时，就应把低位水池冰下浓度更高的浓盐海水全部排放到池外，集中进行后续处理和加工。从上述的操作进程可知，低位水池的海水比高位水池的海水盐浓度要高，而低位水池结冰后排出池外的海水盐浓度则更高。这种“高低位水池”比一般水池、水库在灌入等量海水后能获得更多的冻冰或者说淡水，同时从低位水池排出的接近饱和的浓盐海水，为后续的盐析化工提供了高品位的原料，这既节约了生产能耗，又降低了成本。

两池中冰的采收。可用前述海冰采收工程进行采收，由于池子在陆地上，采收会更易操作，也可不采，而等到春季气温升高冰融成淡水后泵出应用。

采用“高低位水池”可获得更多淡水的分析测算：取高位水池的实际储水深度H＝1.5m，低位水池的实际储水深度H＜0.5m，高低位水池的池宽分别为B和2.5B，两水池的长度均为L(见图1、2)。以上是示意举例，只要高、低位水池的面积比符合1∶2.5，具体的宽长可根据实际的地形地貌而定。

我们企望在高位、低位水池中能冻结尽可能多的冰而又无过饱和的盐析出。以上例举的“高低位水池”，其高位，低位水池的面积比、高度差，水池的储水深度、结冰厚度和排放盐水的操作，都是根据这个要求确定的，可供具体实施时作参考，本例冰下浓盐海水均为自流排放，如因地形制约，也可泵出，但耗能增加。“高低位水池”与一般的水池相比可获得更多淡水且成本较低，它是一种十分节能的海水淡化做法。对它所排放的浓盐海水的后处理和加工，不但产盐也产卤水，自卤水中分离出镁盐、钾盐和碘的成本也不高。本法每西调海水1亿立方米，可获8860万立方米淡水和9960万立方米冰的冷源，并且在冰冻季节之前，大量海水积存于大面积水池群中，将使当地的水蒸发量大为增加，对改善当地及周边地区的干旱气候有利。

本法存在的问题是当高位水池储水高度取1.5m时，西调1亿立方米海水，高位水池有效占地面积为66.67平方公里，加上低位水池总占地面积达233.35平方公里，虽然这些都是荒漠之地，但在这么大的地面上修建水池群，工程量是相当浩大的。

Claims

1、一种利用海水结冰大规模制取淡水的方法，其特征在于：该方法是指：利用海水在寒冬季节冻结后被天然淡化的海冰进化行大规模或大量制取淡水的方法，该法包括直接从海采海冰取淡水法，即在冬天结冰季节直接从海上采海冰融化后取淡水法、和/或海水内陆制冰取淡水法，即先将海水调运内陆在冬天结冰季节天然结冰后获取淡水的方法。

2、根据权利要求1所述的利用海水结冰大规模制取淡水的方法，其特征在于所述的在冬天结冰季节直接从海上采收海冰融化后取淡水的方法，该法依序包括如下步骤：对海冰进行分割、捞取和输送上岸、运输至目的地储存和保存。

3、根据权利要求1或2所述的利用海水结冰大规模制取淡水的方法，其特征在于所述的对海冰进行分割的步骤是指利用水刀、圆盘锯、皮带锯等机械设备进行切割以分割冰块。

4、根据权利要求1或2所述的利用海水结冰大规模制取淡水的方法，其特征在于所述的对海冰进行分割的步骤也可以是指在海冰上打眼填埋炸药，以“定向爆破”技术对冰面进行定形爆破的办法来分割冰块。

5、根据权利要求1或2所述的利用海水结冰大规模制取淡水的方法，其特征在于所述的对海冰进行分割的步骤也可以是指在海面即将结冰前，在近岸海域放置按规定的冰块尺寸制成的成形框架群以便让海水能结冰于框架的各腔孔中，在成形框架群的各腔孔内与冰接触的表面均覆以“高疏水”材料，框架内各腔孔的深度略大于当地海冰的厚度，框架内各腔孔应制成上小下大的锥形孔结构以便于向上提起框架时让成形冰块方便脱落和采收。

6、根据权利要求1或2所述的利用海水结冰大规模制取淡水的方法，其特征在于所述的对分割后的海冰进行捞取和输送上岸的步骤是指：对近岸的冰块是采用滚子输送机直接将近岸海冰冰块捞出输送至岸上，对远岸的冰块是先使用拖船大孔围网将冰块拖至近岸后再用输送机将冰块捞出输送至岸上。

7、根据权利要求1所述的利用海水结冰大规模制取淡水的方法，其特征在于所述的先将海水调运到内陆地区后让其在冬天结冰季节天然结冰后获取淡水的方法，该法依序包括如下步骤：修建大型海冰储置设施，包括修建储置海水的大型浅底水池、小海、湖泊或水库、抽调海水上陆并调运至作为储置地设施的水池或小海、湖泊或水库中，在冬季天然结冰后，让冰与海水分离，海冰的储存和保存，剩余浓盐海水的处置和处理。

8、根据权利要求1或7所述的利用海水结冰大规模制取淡水的方法，其特征在于所述的汲取海水上陆并调运至储置地的步骤是指：将汲取抽调上陆的海水是通过输水管道或露天渠道进行远距离大规模廉价调运输送至内陆储置地，所述的储置地设施可以是指修建位于北京西部和西北部的远离海滨的内陆沙漠、戈壁或干旱的地区、或荒原地带的储存海水的大型水池、水库、湖泊或小海，这些大型水池、水库、湖泊或小海其储水的深度平均应在1.5～3m之间为宜，且这些储置地每年必须有足够冷的温度和足够长的寒冷时间冻结海水，使能得到0.5～0.6m以上厚度的淡水冰层。

9、一种如权利要求1或7所述的利用海水结冰大规模制取淡水的设施，其特征在于其中所述的海水储置设施，可以是指制成一种高位水池与低位水池相互串联配置的结构，其中高位水池的储水深度大于低位水池的深度，而低位水池的面积大于高位水池的面积，两者面积之比应大于2倍以上，在高位水池的底部装有通往低位水池的排水管道及海水排放阀，在低位水池也装有通往外部的排水管道及海水排放阀以用来排放浓盐海水，而在高、低位水池的靠近池底部还都设有一个淡水排放阀以排放融化后的淡水。

10、根据权利要求9所述的利用海水结冰大规模制取淡水的设施，其特征在于所述的高低位水池的池壁及池底基础材料为抗冻水泥另加拌适量纤维如化纤或其他无毒纤维所修建而成，在池壁及池底的水泥层表面还涂有疏水材料。