[發明專利]一種自適應海水淡化裝置

有效

• 申請號: 201810468027.1
• 申請日: 2018-05-16
• 公開（公告）號: CN108658178B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 王小兵;呂雷綱;龔浩宇;李棟;王多琦;劉陽;張浩;季鈺帆;魏永奇;蔡思雅;霍瑩
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C02F1/469
• 分類號: C02F1/469;C02F103/08
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司 11467
• 代理人: 馮燕平

本發明屬于海水淡化技術領域，提供了一種自適應海水淡化裝置，包括供電系統、海水鹽度監測裝置、紅外線測距儀、控制系統和電容法去離子裝置，電容法去離子裝置包括殼體、第一電極板、第二電極板以及用于調整第一電極板和第二電極板的間距的調整裝置，紅外線測距儀用于測量兩個電極板之間的間距，海水鹽度監測裝置、電極板、調整裝置、紅外線測距儀和控制系統均與供電系統連接，控制系統根據海水鹽度監測裝置和紅外線測距儀傳遞的信號控制調整裝置，以調整兩個電機板的間距。本發明根據海水鹽度監測裝置自動監測海水的鹽度，通過調整裝置使兩個電極板之間的間距自適應海水鹽度變化，從而降低能耗，提升脫鹽效率。

技術領域

本發明涉及海水淡化技術領域，尤其涉及一種自適應海水淡化裝置。

背景技術

海水淡化(Sea water deKalination)是人類追求了幾百年的夢想。由于世界上70％以上的人口都居住在離海洋120公里以內的區域，海水淡化技術可以緩解部分地區水資源匱乏的問題。

全球海水淡化技術超過20余種，包括反滲透法、多級閃蒸、電滲析法、壓汽蒸餾、露點蒸發法、水電聯產、熱膜聯產以及利用核能、太陽能、風能、潮汐能海水淡化技術等等，以及微濾、超濾、納濾等多項預處理和后處理工藝。

其中電容去離子技術(Capacitor DiKcharge Ignition，簡稱CDI)是由電化學原理衍生出來的一種電吸附除鹽技術，該技術是通過在電極的兩端施加一定強度的靜電場，在靜電場作用下溶液中的帶電離子會向帶有相反電荷的電極處移動，從而達到吸附去除離子的作用。目前的CDI裝置兩電極板之間距離是固定的，額定工作電壓是直流1.2～2.0V，CDI正常工作的條件是：對于一定鹽度的海水，兩電極板之間對應著恒定的電流密度式中i為電流密度，I為電極板之間電流，A電極板的表面積。

根據CDI的工作原理，電流密度計算模型：

式中i為電流密度，A/m²；L為電極板間距離，m；K為溶液電導率，S/m；φ_電源為電源電位，V；φ_電極為電極板電位，V。

海水的鹽度計算模型為：

S＝1.3888K-0.02478Kt-6171.9

式中K為鹽度；T攝氏溫度。

海水的鹽度不是固定的，尤其暴雨時節，如長江對近海海水有明顯沖淡左右，海水鹽度有0.2％。由上式可知，海水鹽度和溫度的變化，直接導致海水電導率的變化。由電流密度計算模型可知：要維持CDI正常工作，兩電極電位差應保持恒定，因此必須維持為恒定值，才能保證電流密度為恒定值。然而，目前的CDI都是固定電極板間距，不能自適應海水鹽度變化。

發明內容

針對現有技術中存在不足，本發明提供了一種自適應海水淡化裝置，能自適應不同含鹽度的海水自動調整電容法去離子裝置中兩個電極板的間距，在減小能耗的同時提升脫鹽效率。

本發明是通過以下技術手段實現上述技術目的的。

一種自適應海水淡化裝置，包括供電系統、海水鹽度監測裝置、紅外線測距儀、控制系統和電容法去離子裝置；

所述電容法去離子裝置包括殼體、第一電極板、第二電極板以及用于調整第一電極板和第二電極板的間距的調整裝置，所述第一電極板和第二電極板平行設置與殼體內，并與殼體的內壁滑動密封連接，所述調整裝置與第一電極板和第二電極板連接，所述殼體的側面靠近底部設有進水口，所述進水口位于第一電極板和第二電極板之間，所述進水口與引流管連通，所述海水鹽度監測裝置設于所述引流管上，用于監測從引流管中流入殼體內的海水鹽度，所述殼體上設有用于使將脫鹽后的海水流出的出水口；