CN205472999U - 一种多级浓缩海水燃料提取系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种多级浓缩海水燃料提取系统，用于从海水中提取含氘离子的液体燃料，其包括：相互串接的初级海水提取装置和多级海水精滤装置，所述初级海水提取装置和多级海水精滤装置中分别设有过滤器，通过管路将海水依次贯穿初级海水提取装置和多级海水精滤装置，分别经过多级反渗透膜装置过滤出海水中的淡水和杂质，分离出含有氘离子的海水浓缩液作为液体燃料。
Description
技术领域
本实用新型涉及提取系统，特别是多级浓缩海水燃料的提取系统。
背景技术
能源的开发和创新是世界性难题，目前，已被人们开发利用的能源有石油、煤、矿石、太阳能、水力、风力等，主要广泛应用还是石油和煤等深藏资源，这些能源总有用尽之时，并且数百年的燃烧使用，也给整个地球带来了很多的废气废物的污染，在利用自然界的资源的同时，给自然界带来了更多的环境污染。
科学发现，太阳是一个不断进行热核反应的恒星，它依靠氘原子不间断的产生聚变核反应，产生了大量的光和热，给太阳系的各个恒星送去，同时，还以太阳风的形式携带大量的氘原子形成宇宙尘埃并向宇宙散发，氘原子是一种高能粒子氢的同位素，是核聚变最好的燃料，太阳风带到地球的氘原子大部分都散落在海上，经过数亿年的积累，海洋中的氘原子/离子的存量已非常巨大，如何对利用海洋资源，寻找环保能源是各国科学家们的一大课题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，提供了一种多级浓缩海水燃料提取系统，通过多级过滤和反渗透工艺对淡水进行分离，从海水中提取出含有高浓度氘离子的液体燃料。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种多级浓缩海水燃料提取系统，用于从海水中提取含氘离子的液体燃料，其包括：相互串接的初级海水提取装置和多级海水精滤装置，所述初级海水提取装置和多级海水精滤装置中分别设有过滤器，通过管路将海水依次贯穿初级海水提取装置和多级海水精滤装置，分别经过多级反渗透膜装置过滤出海水中的淡水和杂质，分离出含有氘离子的海水浓缩液作为液体燃料。
优选地，所述提取系统进一步包括离心装置，其与海水精滤装置相串联，对经过精滤后的海水浓缩液进行离心处理，将海水浓缩液中的杂质离心分离，获得液体燃料成品。
优选地，所述初级海水提取装置包括第一海水容器，粗滤装置、第一过滤器、动力传动泵和浓缩液容器，所述动力传动泵包括低压泵和高压泵，低压泵设置于第一海水容器与粗滤装置之间，高压泵设置于粗滤装置与第一过滤器之间，通过管道从第一海水容器中引出海水，经粗滤装置过滤杂质后，经高压泵升压后导入第一过滤器中初步过滤出淡水，将提取的海水浓缩液导入浓缩液容器中，以备进行精滤处理。
优选地，所述多级海水精滤装置包括第二海水容器、第二淡水容器、第二过滤器、电机和第二高压泵，其中，电机与高压泵电连接，第二海水容器通过管道与高压泵连通，第二过滤器的一端通过进水管与高压泵连通，另一端通过第一出水管与淡水容器连通，电机向高压泵提供电源，海水由海水容器传送至高压泵，经高压泵压缩产生高压海水导入第二过滤器进行海水过滤，将淡化过滤后的淡水由第一出水管导出至淡水容器中，滤出的海水浓缩液由第二出水管从第二过滤器导入下一级的海水精滤装置进行精滤。
优选地，所述过滤器为反渗透膜装置，所述反渗透膜装置中，反渗透膜为醋酸纤维素膜、芳香族聚酰肼膜或芳香族聚酰胺膜。
优选地，所述高压泵与粗滤装置之间设置有过压保护装置和电磁阀装置，通过过压保护装置控制进入高压泵的水压，当从粗滤装置导出的水压超过设定压力值时，过压保护装置发送电信号驱动电磁阀装置控制高压泵停止运行。
优选地，所述第二过滤器包括相互嵌套的外管和内管，内管中设有过滤膜，高压海水从外管和内管之间的间隙流入，通过外管向内管压缩海水，经过滤膜过滤出淡水后从第一出水管传输至第二淡水容器中，海水浓缩液从第二出水管传输至下一级海水精滤装置进行深度浓缩处理。
优选地，所述第二过滤器还进一步包括安装阀，其内置于外管中，并嵌套于内管的两端，以将内管固定于外管中，所述安装阀上开设有进水孔和两个出水孔，所述进水管由进水孔插入过滤器的内管中，第一出水管从第二过滤器的内管中经由安装阀的一出水孔伸出，将海水通过过滤膜进行高压过滤生成淡水，并由第一出水管传输至淡水容器中，第二出水管从第二过滤器的外管中经由另一出水孔伸出，并将海水浓缩液从第二出水管传输至下一级海水精滤装置。所述由高压泵输出的海水压力达到0.5-3MPa。
本实用新型多级浓缩海水燃料提取系统，充分地利用了海水资源，发现了海水中丰富的氘离子含量，利用了反渗透技术，将海水中的淡水进行分离，提取出含有氘离子的海水浓缩物，海水浓缩物中氘离子是核反应的最佳原料，当其溶解性固体含量达到一定值时，氘离子浓度达到液体燃料的标准。反渗透工艺在淡水提取中已广泛利用，但人们还没有利用淡水提取后的海水浓缩物，而作为废水进行处理，另外，将提取系统串联设置为多级，便于计算海水浓缩液的分离浓缩次数，控制反应过程和氘离子的浓度，分级控制浓缩提取过程，可抽取各级的浓缩液进行检测含氘量，获得氘浓度可控、纯度高的海水浓缩液，成为液体燃料。
附图说明
图1为本实用新型一种多级浓缩海水燃料提取系统的结构示意图；
图2为本实用新型一种多级浓缩海水燃料提取系统的第二过滤器的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和具体的实施例，对本实用新型的技术方案进行详细说明。
为了有效利用海水中氘元素，通过多重过滤和反渗透工艺浓缩提取出含有氘离子的海水分离物，其可作为高效的液体燃料，通过核聚变反应释放出巨大能量，替代了石油、煤等传统能源，获得一种全新的环保能源。
为了获得所述高纯度的液体燃料，参照图1所示，本实用新型一种多级浓缩海水燃料提取系统，用于从海水中提取含氘离子的液体燃料，其包括：相互串接的初级海水提取装置1和多级海水精滤装置2，所述初级海水提取装置1和多级海水精滤装置2中分别设有过滤器，通过管路将海水依次贯穿初级海水提取装置1和多级海水精滤装置2，分别经过多级反渗透膜装置2过滤出海水中的淡水和杂质，如氯化物、金属盐等，分离出含有氘离子的海水浓缩液作为液体燃料。通过多级浓缩海水燃料提取系统对其进行多级海水和淡水的分离，逐步提高海水浓缩液的氘离子的含量浓度。
所述初级海水提取装置1主要通过对海水进行过滤和反渗透处理，对海水中的杂质和大部分淡水进行初级分离，包括第一海水容器10，粗滤装置11、第一过滤器12、动力传动泵13、浓缩液容器14以及将各设备相互连通的管道和各种与之连接的控制仪表，其中，所述第一海水容器10用于收纳海水原料，所述动力传动泵13包括低压泵130和第一高压泵131，低压泵130设置于第一海水容器10与粗滤装置11之间，低压泵130海水从第一海水容器10中抽吸海水传送至粗滤装置11中过滤海水中的大颗粒杂质，高压泵131设置于粗滤装置11与第一过滤器12之间，所述第一过滤器12为反渗透膜装置，通过管道从第一海水容器10中引出海水，经粗滤装置11过滤杂质后，经第一高压泵131升压后导入第一过滤器12的反渗透膜初步过滤出淡水，将提取的海水浓缩液导入浓缩液容器14中，以备进行精滤处理。所述浓缩液容器14可通过管路与下一级的海水精滤装置2相连通。所述反渗透膜装置中，反渗透膜为醋酸纤维素膜、芳香族聚酰肼膜或芳香族聚酰胺膜。所述第一高压泵131与粗滤装置11之间设置有过压保护装置15和电磁阀装置16，通过过压保护装置15控制进入第一高压泵131的水压，当从粗滤装置11导出的水压超过设定压力值时，管道有压力表检测，控制管道中的压力范围为3-5MPA，超过所述压力，过压保护装置15发送电信号驱动电磁阀装置16控制第一高压泵131停止运行。
在本实用新型中，所述多级海水精滤装置2为两级，可以理解，也可以根据浓缩液的氘离子浓度需要设置若干级。所述多级海水精滤装置2包括第二海水容器20、第二淡水容器21、第二过滤器22、电机23和第二高压泵24，其中，所述第二海水容器20与初级海水提取装置1的浓缩液容器14相连通，电机23与第二高压泵24电连接，电机23驱动第二高压泵24将第二海水容器20中的海水浓缩液高压抽吸第二过滤器22中过滤，所述第二过滤器22也为反渗透过滤装置，在第二过滤器22中，将海水中淡水经反渗透析出，将淡化过滤后的淡水由第一出水管22a导出至第二淡水容器21中，海水浓缩液从第二出水管22b导出至下一级的海水精滤装置2中进行再次精滤。所述由第二高压泵24输出的海水压力达到0.5-3MPa。
参照图2所示，所述第二过滤器22包括相互嵌套的外管220和内管222，内管222中设有过滤膜，所述第一出水管22a贯通第二过滤器22的内管222，第一出水管22a外缠绕着过滤膜，高压海水从外管220和内管222之间的间隙流入第二过滤器22中，通过外管220向内管222压缩海水，经过滤膜过滤出淡水后从第一出水管22a传输至第二淡水容器21中。滤出的海水浓缩液由第二出水管22b从第二过滤器22导入下一级的海水精滤装置2进行精滤。经过多级海水精滤过程，对海水浓缩液进行深度过滤和浓缩提取，成倍地提高海水浓缩液中的氘离子的浓度。通过双管道分离海水浓缩液和副产品，并对海水浓缩液进行多次循环过滤、渗透，成倍地提高海水浓缩液中的氘离子TDS值(溶解性固体总量)，以获取所需的液体燃料。
所述第二过滤器22还进一步包括安装阀224，其内置于外管220中，并嵌套于内管222的两端，以将内管222固定于外管220中，所述安装阀224上开设有进水孔和两个出水孔，所述进水管由进水孔插入第二过滤器22的内管222中，第一出水管22a从第二过滤器22的内管222中经由安装阀224的一出水孔伸出，将海水通过过滤膜进行高压过滤生成淡水，并由第一出水管22a传输至第二淡水容器21中，第二出水管22b从第二过滤器22的外管220中经由另一出水孔伸出，并将海水浓缩液从第二出水管22b传输至下一级海水精滤装置。所述安装阀224不仅起到固定内管22和外管220之间相互稳固嵌套的作用，而且，还开设出水孔和进水口，便于将进水管和海水出水管、淡水出水管分别与外管和内管相互贯通，以将分离后的淡水和海水浓缩液分别导出。
在本实用新型的优选实施例中，所述多级浓缩海水燃料提取系统还可以进一步包括离心装置3，其与海水精滤装置2相串联，对经过精滤后的海水浓缩液进行离心处理，将海水浓缩液中的杂质离心分离排出，获得液体燃料成品。
将含有氘离子的海水反复循环浓缩，成倍地提高海水中的氘离子的溶解性固体总量，当滤除淡水后的海水浓缩液的溶解性固体总量等于或大于3万毫克/升时，优选为大于4万毫克/升时，所述液体燃料的PH值等于或大于50，达到所需液体燃料的TDS值和PH值的标准，获得所述液体燃料。通过对海水浓缩液中的TDS值进行检测，以判定其是否达到燃料的标准。
我公司将从广东台山川岛海域采集海水进行制备浓缩液。为了确认浓缩液的含氘量，将已制备好的浓缩液分装于5个容量为10毫升的测验瓶，经中国工程物理研究院材料研究所进行测验，测验结果令人满意。所送去的浓缩液最低的为1.3％，最高的为99.7％，平均值为49.02％，典型值为22.7％，检测结果表明，海水中是含有氘原子的，经过浓缩处理，是可以提高含氘量的，而且这个含氘量是可以控制的，同时证明多级浓缩海水燃料提取系统是可有效地提取海水中含氘离子的海水浓缩液，并逐级提高其含氘量，达到所需燃料的标准。
本实用新型多级浓缩海水燃料提取系统，充分地利用了海水资源，发现了海水中丰富的氘离子含量，利用了反渗透技术，将海水中的淡水进行分离，提取出含有氘离子的海水浓缩物，海水浓缩物中氘离子是核反应的最佳原料，当其溶解性固体含量达到一定值时，氘离子浓度达到液体燃料的标准。反渗透工艺在淡水提取中已广泛利用，但人们还没有利用淡水提取后的海水浓缩物，而作为废水进行处理，本实用新型中，对其进行反向利用，在海水的开发利用领域提出了全新的发展方向，将海水转换成液体燃料，替代了传统的石油、煤、火力等各种能源，海水转换获得的液体燃料，不仅取材广泛，价格低廉，提炼简易，而且，具有无污染无排放，能量转化率高等优点，可广泛应用于发电、汽车、飞机、轮船等动力上，是能源开发的一大突破。另外，将提取系统串联设置为多级，便于计算海水浓缩液的分离浓缩次数，控制反应过程和氘离子的浓度，分级控制浓缩提取过程，可抽取各级的浓缩液进行检测含氘量，获得氘浓度可控、纯度高的海水浓缩液，成为液体燃料。
Claims (9)
1.一种多级浓缩海水燃料提取系统，用于从海水中提取含氘离子的液体燃料，其特征在于包括：相互串接的初级海水提取装置和多级海水精滤装置，所述初级海水提取装置和多级海水精滤装置中分别设有过滤器，通过管路将海水依次贯穿初级海水提取装置和多级海水精滤装置，分别经过多级反渗透膜装置过滤出海水中的淡水和杂质，分离出含有氘离子的海水浓缩液作为液体燃料。
2.根据权利要求1所述的多级浓缩海水燃料提取系统，其特征在于：所述提取系统进一步包括离心装置，其与海水精滤装置相串联，对经过精滤后的海水浓缩液进行离心处理，将海水浓缩液中的杂质离心分离，获得液体燃料成品。
3.根据权利要求1所述的多级浓缩海水燃料提取系统，其特征在于：所述初级海水提取装置包括第一海水容器，粗滤装置、第一过滤器、动力传动泵和浓缩液容器，所述动力传动泵包括低压泵和高压泵，低压泵设置于第一海水容器与粗滤装置之间，高压泵设置于粗滤装置与第一过滤器之间，通过管道从第一海水容器中引出海水，经粗滤装置过滤杂质后，经高压泵升压后导入第一过滤器中初步过滤出淡水，将提取的海水浓缩液导入浓缩液容器中，以备进行精滤处理。
4.根据权利要求1所述的多级浓缩海水燃料提取系统，其特征在于：所述多级海水精滤装置包括第二海水容器、第二淡水容器、第二过滤器、电机和第二高压泵，其中，电机与高压泵电连接，第二海水容器通过管道与高压泵连通，第二过滤器的一端通过进水管与高压泵连通，另一端通过第一出水管与淡水容器连通，电机向高压泵提供电源，海水由海水容器传送至高压泵，经高压泵压缩产生高压海水导入第二过滤器进行海水过滤，将淡化过滤后的淡水由第一出水管导出至淡水容器中，滤出的海水浓缩液由第二出水管从第二过滤器导入下一级的海水精滤装置进行精滤。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的多级浓缩海水燃料提取系统，其特征在于：所述过滤器为反渗透膜装置。
6.根据权利要求5所述的多级浓缩海水燃料提取系统，其特征在于：所述反渗透膜装置中，反渗透膜为醋酸纤维素膜、芳香族聚酰肼膜或芳香族聚酰胺膜。
7.根据权利要求3所述的多级浓缩海水燃料提取系统，其特征在于：所述高压泵与粗滤装置之间设置有过压保护装置和电磁阀装置，通过过压保护装置控制进入高压泵的水压，当从粗滤装置导出的水压超过设定压力值时，过压保护装置发送电信号驱动电磁阀装置控制高压泵停止运行。
8.根据权利要求4所述的多级浓缩海水燃料提取系统，其特征在于：所述第二过滤器包括相互嵌套的外管和内管，内管中设有过滤膜，高压海水从外管和内管之间的间隙流入，通过外管 向内管压缩海水，经过滤膜过滤出淡水后从第一出水管传输至第二淡水容器中，海水浓缩液从第二出水管传输至下一级海水精滤装置进行深度浓缩处理。
9.根据权利要求8所述的多级浓缩海水燃料提取系统，其特征在于：所述第二过滤器还进一步包括安装阀，其内置于外管中，并嵌套于内管的两端，以将内管固定于外管中，所述安装阀上开设有进水孔和两个出水孔，所述进水管由进水孔插入过滤器的内管中，第一出水管从第二过滤器的内管中经由安装阀的一出水孔伸出，将海水通过过滤膜进行高压过滤生成淡水，并由第一出水管传输至淡水容器中，第二出水管从第二过滤器的外管中经由另一出水孔伸出，并将海水浓缩液从第二出水管传输至下一级海水精滤装置。
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Cited By (1)
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| CN105502718A (zh) * | 2016-01-06 | 2016-04-20 | 广州同合能源科技有限公司 | 一种多级浓缩海水燃料提取系统 |
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2016
- 2016-01-06 CN CN201620018975.1U patent/CN205472999U/zh active Active
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