[發明專利]海水場析淡化法

無效

• 申請號: 200810048242.2
• 申請日: 2008-06-29
• 公開（公告）號: CN101333017A
• 公開（公告）日: 2008-12-31
• 發明（設計）人: 羅國平
• 申請（專利權）人: 羅國平
• 主分類號: C02F1/48
• 分類號: C02F1/48;C02F103/08
• 代理公司: 暫無信息
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1.一種海水(或苦咸水)淡化方法。奇片和偶片分別接電源的兩端。其特征是：用一定 規律(或平行、或成一定角度、或其它)成環狀排列若干網片(即：金屬網片，下同)，使片 間(即：兩金屬網片之間，下同)有電場、相鄰片間內的電場相反且不相等、片間內的電場 依次強弱交替；使海水(或苦咸水)沿與電場線相垂直且平行于網片流經片間。以任一片間 為起點順沿依次編號，把流經逢偶數片間的海水(或苦咸水)和流經逢奇數片間的海水(或 苦咸水)分別引向兩盛水容器(或相同功能結構)。利用以上機理實現淡化功能的結構叫做 淡化器。

2.根據權利要求1所述的海水(或苦咸水)淡化方法。其特征是：典型結構的淡化器是 由網片、芯件、上柱管、下柱管、漏斗管、鎖扣管、S襯和內套等構成。把金屬網裁剪成矩 形網片。在場析淡化器中有若干塊、數量為偶數的網片。網片目數越大越好；一般情況下， 目數約在800目左右。網片最好采用表面有絕緣層的金屬絲(類似漆包線)編織的編織網， 也可為穿孔網或其它編織網。在網片為編織網時，要把同塊網片中的所有金屬絲“斷頭”焊 接在同一金屬絲上；該金屬絲與網片四周和網面平齊。通過噴漆(或其他手段)使網片與海 水(或苦咸水)及其它金屬構件可能會電導通的部位電不導通。在電源電壓低于相應的電極 電位數據時，網片可不作防與海水(或苦咸水)電導通處理。把所有網片排成一圓環狀(也 可以是方環狀或其他環狀，以下均只指圓環狀)；使這些網片的內、外軸向邊圍成兩圓柱體 (下面把網片圍成的內空圓柱體稱為：片柱；以任一網片為起點順沿依次編號，把逢偶數和 逢奇數的網片分別稱為：偶片、奇片)。在排列時，使網片在片柱橫截面半徑和軸線平面上， 片柱中所有的鄰距只等于兩個不等數值中的一個(鄰距指一網片與一相鄰網片在所有網片同 一對應位置點的距離，以下把較寬的鄰距和較窄的鄰距分別稱為：寬距和窄距)，與同一網 片相關的兩鄰距不相等；寬距與窄距的比值在2～10之間，一般情況下為2～5；在片柱內外徑 不變的情況下，片柱中的網片數量越多越好。做一由一芯管和一套管構成的芯件。芯件是這 樣實現的：芯管是軸向長度比網片軸向長度約長2～5cm的鋼管，芯管的兩端焊有直徑等于芯 管外徑的圓片。套管內徑等于芯管外徑，內空軸向長度等于芯管軸向長度，兩端均有底的管 套。套管軸向外側面在距上端口2.1～5.1cm處到下端口的區段上有與片柱中網片軸向邊對應 的軸向長方體形凹槽卡口(上端指迎著水流的一端，下端指背著水流的一端，下同)，卡口 的軸向長度比網片軸向長度約短0.1cm，卡口寬度等于網片厚度，卡口深度約等于0.2cm。 套管壁薄處約為0.1cm。套管套在芯管上。套管是這樣實現的：通過吹塑(或注塑、或其他工 藝)用高強度有彈性的塑料先做出有一底的直柱體部分和一圓片(制作時要預留相接重疊部 分)，先把有底的直柱體部分套在芯管外，在相接部分涂上膠水，再安上圓片并使相接部分 粘接在一起。芯管和套管均可用高強度塑料制作。芯件也可通過注塑(或吹塑、或其他工藝) 用高強度塑料一次完成做成一整體。做一上柱管。上柱管由一上管、一上管法蘭盤、一環管、 一環管法蘭盤和一圓環構成。上柱管是這樣實現的：上管是一根軸向長度比網片軸向長度約 長5～10cm的鋼管，上管內徑比片柱外徑約大0.2cm；圓環是一外徑等于上管外徑且正中間有 一圓孔的鋼片；環管是一軸向長度約5～10cm的、外徑等于圓環圓孔直徑的鋼管。圓環焊在 上管上端口上，環管下端口焊在圓環圓孔上，環管法蘭盤焊在環管上端口上，上管法蘭盤焊 在上管下端口上。做一只S襯。S襯由一S管、一S外管和若干只輻條構成。S襯是這樣實 現的：S管是高約為2～5cm、內徑等于套管外徑、上端口焊有直徑等于S管外徑鋼圓片的鋼 管；S外管是一只外徑等于上管內徑的鋼管；S外管的軸向長度比S管的軸向長度約長2～5cm； 輻條是寬度等于S管的高、長等于S外管內半徑減S管外半徑的矩形鋼片。輻條呈放均勻射 狀地焊在S管外側面上，輻條的另一端焊接S外管內壁上；輻條下端與S外管下端齊平。S 管和S外管軸線重合。S襯制作好后要做浸塑(或噴漆、或其它措施)處理。S襯也可通過 注塑(或其他工藝)用高強度彈性小的塑料制造。S襯中也可不要S外管，此時輻條長等于 上管內半徑減S管外半徑，輻條外端直接焊在上管內壁上，其下端軸向位置與原有S外管下 端軸向位置相同。通過注塑(或其他工藝)用高強度有彈性的塑料做一內襯。內襯外徑等于 上管內徑，內襯的軸向長度等于網片的軸向長度，內襯上端內埋有兩只彼此間電不導通的金 屬環，金屬環與上管、S襯之間電不導通。在組裝淡化器時，通過焊接導線(或其它方法) 使一只金屬環只與奇片電路相通，另一只金屬環只與偶片電路相通，兩金屬環分別與電源兩 端相接通。內襯上端(包括金屬環)應預留金屬環上焊點的凹點、能放入連接網片和金屬環 導線的相應凹槽和暗孔(表述非常復雜、做時非常簡單，所以不加贅述)。內襯內側上有與 片柱中網片軸向邊相對應的軸向長方體形凹槽卡口，卡口的寬等于網片的厚度，卡口上端在 距內襯上端約0.1cm左右處，卡口下端在內襯下端，卡口約深0.2cm。內襯壁最薄處約0.1cm。 在能保證網片與上管電不導通或上管采用非金屬材料時，內襯也可不要，而直接使上管內壁 上有能取代內襯卡口作用的凹槽；此時通過焊接導線(或其它)，使電源兩端直接與相應網 片電路相接。做一下柱管。下柱管由一下管、一斜管、一正管、一下管法蘭盤、一斜管法蘭 盤和一斜臺體構成。下柱管是這樣實現的：下管是一軸向長度約為5～25cm、內外徑等于上管 內外徑的鋼管；下管法蘭盤的尺寸和其上的螺栓孔的孔徑和位置與上管法蘭盤相同；斜臺體 是一無大、小底的、厚度等于下管壁厚的、大底面與下管下端口同形同尺寸的內空斜圓斗形 結構，斜臺體上有三個端口，斜臺體的上端是大底面端口，下端除小底面端口(其中心在距 下管中軸線約三分之二下管直徑處)外，還有中心在下管中軸線上的中心端口；斜管是軸向 長度約為5～10cm的鋼管；正管是軸向長度約為5～10cm的鋼管。下管法蘭盤焊在下管上端口 上，斜臺體大底端口焊在下管下端口上；斜管上端口焊在小底面端口上，斜管法蘭盤焊在斜 管下端口上，斜管中軸線通過小底面中心并與下管中軸線平行；正管上端口焊在中心端口上， 正管中軸線與下管中軸線重合。通過注塑(或其他工藝)用高強度彈性小的塑料制一漏斗管。 漏斗管由一外翻邊、一正臺體、數量等于窄間數量的通管(窄間指：窄距兩只網片之間)、一 內管構成。正臺體是無大、小底的內空正圓斗形結構，正臺體大底面直徑等于下管內徑；正 臺體內表面與正臺體中軸線成25°～65°的角度，一般情況下成45°；圓形外翻邊的外徑等于上 管法蘭盤的外徑，外翻邊內徑等于下管內徑，外翻邊上有螺栓孔，在保證窄間下端與通管上 端相對、相應網片能插入通管凹缺的情況下，螺栓孔的孔徑尺寸和位置與上管法蘭盤上螺栓 孔的孔徑尺寸和位置相同；內管的外徑等于小底面直徑、外徑等于正管內徑、軸向長度比正 管下端口到下管上端口的軸向位置距離減去正臺體軸向高度約長1～2cm，內管在距內管下端 口1～2cm到下端口處攻有外螺紋。正臺體和內管的壁厚均約為0.2～0.3cm。正臺體大底面端 口外接外翻邊，外翻邊的表面與上管中軸線相垂直，內管上端口接小底面端口，正臺體、內 管中軸線在下管中軸線上，小底面中心在該中軸線上；通管在正臺體上表面上；通管的上端 口與外翻邊上端齊平，通管壁最厚約2mm，通管的上端口內側與網片相對處有深約0.1cm的 凹缺，網片下端能正好放入其內；當網片下端放入凹缺后，通管內空腔軸向橫截面與窄間(也 可以是寬間，二者只能取其一，以下只指窄間。寬間指：寬距兩只網片之間)內空腔軸向橫 截面是同形狀、同尺寸，并與窄間相對、相通，通管的下端口接正臺體上表面，通管內空腔 下端是與通管內輪廓線同形同尺寸的上下相通開口。做一鎖扣管。鎖扣管是在內徑比內管外 徑略小、外徑等于正管外徑、軸向長度約為1.5～2.5cm的鋼管下端口焊上法蘭盤，在鋼管內 壁攻上與內管上外螺紋相嚙合的內螺紋。完成上述工作后，再把上述構件組裝成一淡化器。 淡化器是這樣組裝的：把內襯上端朝下放在平地上，芯件上端朝下放在的內襯中心；使內襯 卡口與套管卡口相對；把網片兩軸向邊與內襯卡口、套管卡口對好，把網片插入內襯卡口和 套管卡口內，并一直插到底。插好所有的網片后，通過焊接(或其他手段)把金屬環與相應 的網片連成電通路。把內襯放進上管內(注意把其上端口朝管內)，把芯件上端放入S管內， 把S襯安裝在上管內，在上管法蘭盤和下管法蘭盤分別放上膠皮墊圈，把組裝在一起的芯件、 內襯、上柱管和網片端起，把窄間與通管相對，對好上管法蘭盤、翻邊和下管法蘭盤上的螺 栓孔，并把網片下端插入通管內的凹缺內；把內管放入正管內，用螺栓使上管法蘭盤、漏斗 管翻邊和下管法蘭盤連接在一起；在正管上放上膠皮墊圈，把鎖扣管上在內管上。通過噴漆 (或采用防腐材料、或其他手段)，對淡化器內所有會與海水(或苦咸水)相接觸的金屬構 件作防銹蝕。淡化器構件中的塑料應采用防腐塑料。上管法蘭盤、漏斗管翻邊和下管法蘭盤 間的膠皮墊在漏斗管翻邊不硬時可以不要。連接金屬環與電源的導線的引出方法路徑很多， 這里不再贅述。使用金屬環、導線等連接網片與電源電通路的措施也可用其它措施取代。以 上沒有指明的厚度、長度和角度等數據或數據范圍均為沒有特定要求、并且需要依據具體材 料情況和具體淡化器才能確定，所以，這些具體數據或數據范圍的具體定值只有在設計淡化 器時確定。在進行海水(或苦咸水)淡化時，環管接進水管，斜管和鎖扣管分別接兩出水管， 兩金屬環引出導線分別接電源兩端。電源可以是直流電源也可以是交變電源。

3.根據權利要求1所述的海水(或苦咸水)淡化方法。其特征是：在設計淡化器時，淡 化器中構件的相關尺寸數據可循下列途徑確定：首先，依據E與E₀比值等于窄距與寬距比值， 確定窄間與寬間橫截面積比值(窄間與寬間橫截面積比值＝窄距與寬距比值)。其次，依據設 計所要達到的每秒淡化水量、窄間與寬間橫截面積比值確定環管流量(環管流量＝環管流速 ×環管內空橫截面積)；依據環管流量和事先設定的上管內流速確定片柱內、外半徑(注意 要考慮網片壁厚)。第三，依據片柱內、外半徑確定網片寬度，用試探法設定網片軸向長度 和窄距(注意窄距一般不宜過0.5cm，且越小越好)。依據窄距、窄間與寬間橫截面積比值確 定網片數量。第四，依據每秒淡化水量、網片數量、海水含鹽量確定淡化電流。淡化電流＝ (∑1.93×10⁵×每秒淡化水量×海水含鹽量比×鹽中某種鹽含量比×單離子帶電荷量)/ 〔(1-海水含鹽量比)×該種鹽的摩爾質量×窄間數量〕(計算其它鹽時可用NaCl替代計算， 使用值適當放大。窄間數量＝1/2網片數量)。第五，依據淡化電流、海水電阻確定片間電壓， 片間電壓＝(淡化電流×海水電阻)/(1-k)(k為窄距與寬距比值；海水電阻＝2×海水電阻 率×窄間平均鄰距×窄間數量/(網片面積×網片孔網比)(確定海水電阻實際數值時，要盡 可能按實際因素調整海水電阻數值)。第六，依據片柱內、外半徑及淡化器結構需要確定套 管、上柱管、下柱管、漏斗管、鎖扣管、芯管、S管、S外管和內襯……等構件的相關尺寸 數據。第七，在確定斜管和正管半徑尺寸時，使斜管截面積+內管截面積＝環管截面積；斜 管和內管截面積比值可依設計濃海水與淡化水比值確定，也可依據窄間和寬間截面積比值確 定。第八，要盡量使構件中的鋼管采用標準件。鋼材料也可用其它材料替代。