[發明專利]一種利用抽吸效應通風使海冰脫鹽淡化的裝置

在審

• 申請號: 201810943624.5
• 申請日: 2018-08-18
• 公開（公告）號: CN109205692A
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 杜文娟
• 申請（專利權）人: 杜文娟
• 主分類號: C02F1/00
• 分類號: C02F1/00;C02F1/04;C02F1/14;F25D3/00;F25D3/02;C02F103/08
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一種利用抽吸效應通風使海冰脫鹽淡化的裝置，其特點是該裝置包括隔溫層、脫鹽池和自動通風機構；脫鹽池內兩個圓柱鐵絲網中設圓形框架，脫鹽池中心的圓柱鐵絲網上部與含有弧形風帽的排氣管固連，且在池邊設氣隙和氣道；待脫鹽的海冰放置在圓形框架中且用隔溫層覆蓋；一方面，氣流流過弧形風帽，流速加快，壓強降低，隔溫層下的空氣被抽吸上來；另一方面，外界氣流通過氣隙和氣道進入隔溫層下的海冰中，對海冰進行熱交換，控溫排鹵，最后產生淡水。利用抽吸效應通風使海冰脫鹽淡化作業省略了用于海冰融冰中通風的設備和電力，自動通風機構根據鹵水量的大小自動控制通風機構的開合，減少了值守人員的工作量。

技術領域

本發明涉及一種海冰脫鹽淡化的裝置，尤其是涉及一種通過重力方法使海冰脫鹽淡化的裝置。屬于海水淡化技術領域。

背景技術

環渤海地區是我國淡水資源最缺乏的地區之一，渤海是我國冬季主要結冰海區，開發海冰資源用以解決環渤海地區的缺水狀況，是我國海水淡化研究領域的最新前沿課題。

海冰主要由多邊形的純水冰晶、鹵水胞、空氣和少量固體雜質組成。海冰中所含有的鹽分主要來自冰體內部的鹵水胞，鹵水胞為高濃度鹽水，在一般的低溫環境中（-30℃）也不會結冰，而以液體形式存在于海冰內部。海冰內部的冰晶之間還存在有縫隙，這為鹵水胞在重力作用下沿著這些縫隙流出冰體提供了條件。海冰重力脫鹽就是根據海冰的液-固兩相共生的結構特征，通過重力作用將海冰冰體中的鹵水胞排出去的方法。

中國發明專利申請200510092863.7公開了一種重力法海冰脫鹽設施，但這種設施存在缺陷，主要表現為堆積的海冰受空氣溫度變化影響很大，融化速度得不到控制。海冰重力脫鹽是指海冰內部的鹵水胞受重力作用而下滲流出冰體的過程，由于海冰內部的縫隙非常細小，因此鹵水胞的下滲速度很慢、滲出量也少。但海冰的融化受環境溫度，也就是空氣溫度的影響很大。當脫鹽設施中的海冰暴露在空氣之中時，如果中午時分的空氣溫度升至海冰的冰點溫度（-1.4℃）以上，海冰中的純水冰晶就會產生部分融化，這些融水會下滲到脫鹽設施的底部，并與受重力作用而下滲到此的鹵水混合在一起，此時若想把鹵水排出脫鹽設施，勢必要帶走很多淡水；若不進行排水，則重力脫鹽過程將無法實現。因此，合理地控制和減緩海冰融化速度，對于充分排出冰內鹵水胞、提高重力脫鹽率，對于減少淡水冰晶融化、提高淡水回收率都是非常重要的。

中國發明專利申請2010102414342（一種海冰或咸水冰脫鹽淡化的裝置和工藝）公布了一種用隔溫層覆蓋在海冰上，隔離海冰與外界氣溫的方法，其目的是控制融冰的溫度：為了加快鹵水胞的下滲速度，可以適時對隔溫層內的海冰進行通入溫暖的空氣，使冰塊內部的溫度發生變化，促進冰塊內部縫隙擴大，使鹵水能順利滲出海冰冰體；當冰塊中的純水冰晶將要融化時，停止溫暖空氣的輸入。該方法的優點是提高了淡水的回收率。但是該方法一方面需要通風設備和消耗電力；另一方面，在融冰后期，將出現數量較多的鹽度在1‰至1.3‰的低鹽度鹵水，該鹵水鹽度已經接近標準淡水的鹽度，且數量較大，作為廢水處理，十分可惜。

發明內容

針對上述專利申請2010102414342（一種海冰或咸水冰脫鹽淡化的裝置和工藝）的不足之處，本發明提出這樣一種裝置和方法：利用自然力對海冰進行通風融冰制作淡水；利用自然力將1‰至1.3‰的低鹽度鹵水改造成為淡水。此外，該裝置和方法還能夠在無人值守的情況下，利用自然力自動控制通風融冰的時間。

本發明設計思路：1、利用伯努利原理，驅使自然氣流進入海冰堆中進行熱交換。2、利用太陽能對高鹽度鹵水進行蒸餾，所取得的蒸餾水用來稀釋1‰至1.3‰的低鹽度鹵水，使之成為鹽度低于1‰的淡水。3、根據海冰中淡水冰晶在即將融化前鹵水量增大的現象，利用出鹵量大小，自動控制通風機構的開閉。