[發(fā)明專利]基于超聲波的海水脫鹽和自然空調(diào)制冷裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910553527.X
• 申請(qǐng)日: 2019-06-25
• 公開（公告）號(hào): CN110407289B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高蓬輝;劉星言;張東海
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F1/38
• 分類號(hào): C02F1/38;C02F1/22;F24F5/00;C02F103/08
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 周敏

本發(fā)明公開的一種基于超聲波的海水脫鹽和自然空調(diào)制冷裝置及方法，涉及海水淡化技術(shù)領(lǐng)域。所述裝置海水凍結(jié)裝置、海水分離裝置以及自然空調(diào)制冷裝置，海水凍結(jié)裝置包括海水凍結(jié)室，設(shè)置于凍結(jié)室上方的第一超聲波發(fā)生器以及凍結(jié)室內(nèi)部的一組凹孔板；海水分離裝置包括分離室，分離室內(nèi)設(shè)置有下表面為孔板結(jié)構(gòu)的第一環(huán)形坡道；自然空調(diào)制冷裝置包括制冷室以及設(shè)置于制冷室一側(cè)的第二風(fēng)扇和第二超聲波發(fā)生器，制冷室內(nèi)設(shè)置有第二環(huán)形坡道。本發(fā)明利用超聲波的熱效應(yīng)和空化效應(yīng)，使冰體結(jié)構(gòu)松散形成為孔道，冰體表面融溶，加速冰體脫鹽；同時(shí)分離出的淡水冰體和熱空氣進(jìn)行熱交換，其冷量得到回收利用，實(shí)現(xiàn)自然空調(diào)制冷，達(dá)到了節(jié)能環(huán)保可持續(xù)的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及海水淡化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種在超聲作用下的海水脫鹽和自然空調(diào)制冷裝置及方法。

背景技術(shù)

在我國(guó)的南方沿海地區(qū)正面臨著水質(zhì)型和資源型缺水的雙重壓力，解決水資源的短缺問題已經(jīng)迫在眉睫。而海水淡化已經(jīng)成為了解決沿海地區(qū)水資源緊缺的根本途徑。

目前海水淡化技術(shù)研究主要集中在蒸餾法、化學(xué)脫鹽法、電滲析法和反滲透法。但是，蒸餾法通過加熱海水蒸發(fā)再冷凝制取蒸餾水，雖然操作簡(jiǎn)便但能耗大、效率低。化學(xué)脫鹽在處理中低濃度的礦化度的水時(shí)具有一定優(yōu)勢(shì)，但在面對(duì)高礦化度的海水時(shí)不具優(yōu)勢(shì)。反滲透法和電滲析法消耗電能較大，后期維護(hù)成本高。

因此，鑒于以上問題，有必要提出一種效率高、能耗低、節(jié)能環(huán)保的海水脫鹽裝置和方法，以解決水資源短缺問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明公開了一種基于超聲波的海水脫鹽和自然空調(diào)制冷裝置及方法，利用超聲波的熱效應(yīng)和空化效應(yīng)，使冰體結(jié)構(gòu)松散形成為孔道，冰體表面融溶，加速冰體脫鹽，脫鹽效果好。同時(shí)分離出的淡水冰體和熱空氣進(jìn)行熱交換，其冷量得到回收利用，達(dá)到了節(jié)能環(huán)保可持續(xù)的目的。

根據(jù)本發(fā)明的目的提出的一種基于超聲波的海水脫鹽和自然空調(diào)制冷裝置，包括脫鹽裝置和自然空調(diào)制冷裝置，所述脫鹽裝置包括海水凍結(jié)裝置和海水分離裝置，所述海水凍結(jié)裝置包括海水凍結(jié)室以及設(shè)置于凍結(jié)室上方的第一超聲波發(fā)生器，所述凍結(jié)室側(cè)壁設(shè)置有液體噴口和冷氣流噴口、底部連通冰體傳輸管道、內(nèi)部設(shè)置有一組呈放射狀、可旋轉(zhuǎn)的凹孔板。

所述海水分離裝置包括分離室，所述分離室內(nèi)設(shè)置有下表面為孔板結(jié)構(gòu)的第一環(huán)形坡道，所述第一環(huán)形坡道入口端連通冰體傳輸管道，出口端連通自然空調(diào)制冷裝置的冰體入口，所述分離室的底部設(shè)置有濃鹽水出口。

所述自然空調(diào)制冷裝置包括制冷室以及設(shè)置于制冷室一側(cè)的第二風(fēng)扇和第二超聲波發(fā)生器，所述制冷室內(nèi)部設(shè)置有第二環(huán)形坡道，所述第二環(huán)形坡道入口端連通冰體入口，出口端連通制冷室底部的淡水出口，所述制冷室處于第二風(fēng)扇風(fēng)道上的兩個(gè)對(duì)稱設(shè)置的側(cè)壁上均設(shè)置有通風(fēng)孔。

優(yōu)選的，所述液體噴口設(shè)置于凹孔板斜上方，所述凹孔板逆著液體流向旋轉(zhuǎn)，所述凹孔板共12個(gè)，其上凹孔均為半徑為2.5cm的半圓。

優(yōu)選的，所述海水分離裝置還包括設(shè)置于分離室外的第一風(fēng)扇，所述分離室處于第一風(fēng)扇風(fēng)道上的兩個(gè)對(duì)稱設(shè)置的側(cè)壁上均設(shè)置有通風(fēng)孔。

優(yōu)選的，第一環(huán)形坡道與第二環(huán)形坡道均為開放式空間，包括底部坡道和兩側(cè)擋板，每一螺旋圈在水平面上的投影均為矩形，每一螺旋圈中的每一直行分坡道與水平面的夾角均為15°～20°。

優(yōu)選的，所述第一環(huán)形坡道為從上至下螺旋半徑漸小的漏斗形；所述第一環(huán)形坡道下表面孔板結(jié)構(gòu)中孔洞直徑為0.3cm。

優(yōu)選的，所述通風(fēng)孔的直徑為10～15cm。

優(yōu)選的，所述第一超聲波發(fā)生器和第二超聲波發(fā)生器的頻率均為20～40kHz。