[實用新型]磁滲析機

無效

• 申請號: 01274741.6
• 申請日: 2001-12-28
• 公開（公告）號: CN2514901Y
• 公開（公告）日: 2002-10-09
• 發明（設計）人: 魏海京
• 申請（專利權）人: 魏海京
• 主分類號: B01D61/24
• 分類號: B01D61/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型涉及一種滲析裝置，特別涉及一種利用磁場和離子交換膜分離溶液中的電解質，從而實現溶液的淡化、濃縮、精制或純化的裝置。

由冶金工業出版社2001年出版的《膜法水處理技術》(書號ISBN?7-5024-2394-X)一書可知：“電滲析是膜分離技術的一種，它是在直流電場作用下，以電位差為推動力，利用離子交換膜的選擇透過性，把電解質從溶液中分離出來，從而實現溶液的淡化、濃縮、精制或純化的目的。在水處理方面，……目前已成為一種重要的膜法水處理方法”(見該書27頁)。在利用電滲析進行水處理時，由于水是一種強極性電介質(相對介電常數ε₁＝80)，在電場中水分子必然要被極化(取向極化)，因此外電場對正負離子的作用力大大被削弱。如果要提高外電壓來增大電場力的作用，超過一定的限度，則水分子又會被電解，電流的效率會更低。因而電滲析裝置都只能在低電流密度狀態下運行，而且電能的有效利用率相對很低，特別是分離高濃度咸水時能耗太高。例如在常溫下從海水(濃度為35000mg/L)中獲取一立方米淡水，理論功值只耗能0.72k.w.h；如果采用反滲析方式，耗能3-4k.w.h；而用電滲析方式要耗能30k.w.h以上，超過理論功值幾十倍(以上數據見該書第7頁)。因此電滲析裝置通常只用在中低濃度咸水除鹽，在海水淡化和高濃度咸水淡化領域因能耗太高而大受限制。另外，電滲析裝置運行時必需配備直流電源(整流裝置或直流發電裝置)；兩極室處于高電位差下，電極板易結垢和漏電，因此極室里的極水必須單獨循環，而且還得定期酸洗或倒極運行等；因此電滲析裝置運行的配套設施較多，運行工藝較復雜，這些都影響其廣泛應用。

本實用新型的目的在于克服電滲析裝置能耗過高及其他弱點，提供一種能淡化海水和高濃度咸水而又結構合理、比較節省能源、安全可靠、使用簡便的滲析裝置，使膜滲析分離技術在更廣的領域得到應用。

為達此目的，本實用新型采用的技術方案主要在于用磁滲析代替電滲析，具體如下：

同心的兩個(也可以是多對)高導磁材料制作的園環(半徑一大一小小)固定在也用高導磁材料制作的一塊園盤的一面；園盤另一面中心垂直園盤接轉動軸置于軸坐和支架上(也可直接或通過變速裝置聯接在原動機轉軸上)，可由原動機帶動園盤和園環一起高速轉動。沿大園環的內圈和小園環的外圈固定若干塊永磁體(也可設置為電磁體)，磁極取向都沿徑向一致，使兩環之間形成一圈徑向磁場(磁力線都指向軸心或都由軸心向外)；導磁園環和園盤形成磁路。由陰、陽離子膜、隔板和壓板等交替迭壓而成的有若干相間的濃、淡室和兩側極室的園環狀膜組件固定在一塊絕緣硬板上，進、出水口也固定在硬板上；絕緣硬板用支架固定。膜組件兩邊極室中各置有一塊電極板，兩塊電極板由外導線聯成短路狀態。園環形膜組件可從一側(導磁園盤末聯轉軸的那一側)嵌入環形徑向磁場中，使兩者中心軸線重合在同一軸線上；環形膜組件內、外側與磁極之間留一定間隙，與導磁園板之間也留一定間隙，保證環形磁場能繞環形膜組件自如旋轉。運行時，原動機帶動磁場繞環形膜組件高速旋轉；原水由進水口壓入膜組件的水道中以低速循環。水體相對磁場作高速切割磁力線運動，則水體中正負離子在洛侖茲力作用下，沿軸向的兩相反方向運動，由于陰、陽離子膜的選擇透過性，使一些水道中的水體被淡化，相鄰水道中的水體被濃縮；濃、淡水分別由相應的出水口引出，實現滲析分離的目的。

本裝置是利用磁場對運動電荷的洛侖茲力實現滲析分離，水分子在此滲析過程中不可能發生極化，較之電滲析最大的優點就是避免了水分子的極化帶來的一切不良影響。水是一種順磁質，其相對磁導率接近于一，磁場在水體中幾乎不受影響；磁場對正負離子的作用力不會象電場那樣會因為水分子的存在而減弱。本裝置實質上可看成是一個特殊的“磁流體發電機”，膜組件中的水體在充當“電樞”的過程中實現了滲析，“發電機外電路”由電極板通過導線短路，“發電”的能量幾乎全部轉為“內電路”滲析所需的能量，能量轉化合理、高效。另外，本裝置如用永磁體，則可省去電滲析必需的直流電源設備；由于本裝置兩電極板接成短路狀態，因此極室的“極水”無需單獨循環；為防止離子膜和極板結垢，只要讓磁場反向旋轉，濃、淡水出口互變，就可方便實現“倒極”運行；只要調整磁場轉速和膜組件中水體的流速就可以使除鹽率和產水量達到合適的要求，適用于海水和各種濃度溶液的除鹽需要，使用簡便。本裝置有完整的磁路，無電磁污染和其他污染。磁體可長期使用，水道檢修和更換十分方便。

下面結合附圖對本實用新型的實施方式作進一步的詳細說明：

附圖1為A-A剖視圖；圖2為B-B剖視圖。