[發明專利]一種基于電催化脫氯耦合光熱蒸發淡化海砂的方法

有效

• 申請號: 202211462113.4
• 申請日: 2022-11-16
• 公開（公告）號: CN115818998B
• 公開（公告）日: 2023-10-03
• 發明（設計）人: 李猛;張奔;姜丁銘;王佳程;茍倩誌;陳昭宇
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: C04B20/02
• 分類號: C04B20/02;C04B14/06;C25B1/13;C25B9/00;C25B11/065;C25B11/056;C25B11/077;C25B11/031;C25B11/04;F22B1/00;B07B1/28
• 代理公司: 重慶恩洲知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 50263
• 代理人: 易真珍

本發明屬于海砂淡化領域，具體涉及一種基于電催化脫氯耦合光熱蒸發淡化海砂的方法。所述方法基于一種電催化脫氯耦合光熱蒸發淡化海砂的系統進行，所述系統依次設置初篩模塊10、深度除氯模塊20和淋洗模塊30；所述初篩模塊10由提斗傳送帶11和振動篩砂器12構成；所述深度除氯模塊20由電催化脫氯耦合光熱蒸發裝置21構成；所述淋洗模塊30由噴洗脫水一體機31和蓄水池32構成。

技術領域

本發明屬于海砂淡化領域，具體涉及一種基于電催化脫氯耦合光熱蒸發淡化海砂的方法。

背景技術

海砂作為建筑材料具有成本低廉、儲量豐富、開采方便等優點，但是由于長時間在海水中浸泡，其表面附著有一層成分復雜的有機生物質膜，在用作建筑材料時，膜內結合的氯離子緩慢釋放會對建筑材料產生嚴重的腐蝕，導致建材壽命嚴重下降。因此，在應用海砂之前需要對氯離子進行凈化和含量檢測，以確保其性能達標。

對于海砂的淡化，現階段的處理技術有自然堆置法、淡水沖洗法、機械法、混合法和摻加阻銹劑法。然而現存的海砂淡化原理與工藝流程有幾點主要問題：(1)以淡水沖洗法為例，該方法為目前工業生產過程中最普遍應用的方法，其缺陷在于耗水量、耗電量大，占地面積大；(2)傳統除氯離子的方法無法去除海砂表面生物膜，導致氯離子去除不徹底；(3)由于淡水主要來源于江河淡水或市政淡水，在耗水量、耗電量均巨大的前提下，還帶來了生產成本高昂的問題。

綜上所述，亟需提出一種新的海砂淡化方案以滿足工業化生產的需求。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種基于電催化脫氯耦合光熱蒸發淡化海砂的系統和方法。具體技術方案如下。

一種基于電催化脫氯耦合光熱蒸發淡化海砂的系統，所述系統依次設置初篩模塊10、深度除氯模塊20和淋洗模塊30；所述初篩模塊10由提斗傳送帶11和振動篩砂器12構成；所述深度除氯模塊20由電催化脫氯耦合光熱蒸發裝置21構成；所述淋洗模塊30由噴洗脫水一體機31和蓄水池32構成。

進一步，所述電催化脫氯耦合光熱蒸發裝置21包括底部為橫向布置的三電極的電解池22，所述電解池22中充滿中性的電解液；所述三電極為工作電極、對電極和參比電極；其中工作電極采用碳基底多孔材料并半浸沒于電解液中，對電極采用Pt片并浸沒于電解液液面下，參比電極為飽和甘汞電極。

進一步，所述工作電極材料為在碳氈表面負載SnO₂，所述SnO₂表面形貌為多孔花瓣狀。

進一步，所述電催化脫氯耦合光熱蒸發裝置21還包括在所述電解池22頂部設置玻璃板23進行封口，所述玻璃板23的設置角度為20-40°。

一種基于電催化脫氯耦合光熱蒸發淡化海砂的方法，利用上述的系統進行操作，具體步驟包括：

步驟1)將原狀海砂經提斗傳送帶送入振動篩砂機進行初篩去除大顆粒雜質；

步驟2)經過初篩的海砂再經提斗傳送帶送入電催化脫氯耦合光熱蒸發裝置，所述電催化脫氯耦合光熱蒸發裝置的工作電極浸沒于電解液下的部分將電解液電解以產生臭氧破壞海砂表面的生物膜促使其中氯離子充分釋放，所述工作電極露出于電解液上的部分吸收太陽能進行光熱轉化促進電解液的水分蒸發產生水蒸氣，所述水蒸氣再在海砂表面液化放熱；

步驟3)經過步驟2)操作的海砂再由噴洗脫水一體機進行淋洗，去除溶解氯，所述噴洗脫水一體從蓄水池中取用淡水。

進一步，海砂經臭氧和光熱蒸發脫氯的時間為60-100min。

進一步，海砂經噴洗脫水一體機淋洗的次數為1次。