專利名稱：海水淡化工程的工藝技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于海水淡化工藝技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
海水淡化技術(shù)是人類最終解決干旱、荒漠化和水資源在各個生產(chǎn)、消費領(lǐng)域的短缺現(xiàn)象，從而徹底解決人類發(fā)展問題的重要的戰(zhàn)略技術(shù)，有人預(yù)言21世紀(jì)是水的世紀(jì)，是新的、爭奪水資源的戰(zhàn)爭導(dǎo)火索。
海水淡化領(lǐng)域已經(jīng)具備生產(chǎn)規(guī)模的辦法有膜滲透法，包括反滲透膜、納濾膜和功能性陶瓷材料制成的脫鹽膜；蒸發(fā)法，包括低溫多效蒸發(fā)和真空閃蒸技術(shù)；另外還有研究中的冷凍法、水合法、電滲析和來自電滲析、電磁效應(yīng)所進(jìn)行的辦法。沒有一個固定的生產(chǎn)工藝和技術(shù)路線，更沒有一個系統(tǒng)的綜合利用這個過程的能量消耗、回收和海水中所有同時產(chǎn)生的資源進(jìn)行整合利用的工藝路線。而完善這一路線是實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化所必須的。
從人類已經(jīng)獲得的淡水資源的生產(chǎn)成本和能耗指標(biāo)來說，目前海水淡化領(lǐng)域的所有技術(shù)獲得的淡水，綜合成本都高于采集地下水。僅利用降水和地表水的現(xiàn)有資源，這就為人類利用水資源發(fā)展經(jīng)濟(jì)帶來了不少困難。實際上海水淡化所獲得的淡水價格和能源消耗，應(yīng)該不高于原有淡水的供應(yīng)價格。而要做到這一步，必須對海水淡化技術(shù)路線進(jìn)行重新設(shè)計，對工藝過程進(jìn)行優(yōu)化。
海水淡化過程有其固定的能量循環(huán)和資源利用的規(guī)律，只有合理的運用自然能源，如太陽能和風(fēng)能資源、在海水預(yù)處理過程中引進(jìn)可以有效降低海水中溶質(zhì)含量的生物代謝和地質(zhì)過濾(無機離子交換)技術(shù)，使海水中的電導(dǎo)率大幅度降低，總固含量大幅度降低，才能使海水淡化真正產(chǎn)業(yè)化，才能保證淡水資源的實際代價同采集地下水的價格相同，才能真正克服人類面臨的荒漠化和干旱的威脅。本工藝路線正是這樣一種海水淡化過程的整體設(shè)計思想的體現(xiàn)。
發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有海水淡化領(lǐng)域技術(shù)的不足，本發(fā)明采用海水中溶質(zhì)和水結(jié)合時氫鍵締合過程的力學(xué)分析，引導(dǎo)溶質(zhì)離子脫離氫鍵作用力的控制，使溶質(zhì)離子和溶質(zhì)分子(如硼的化合物)在一個力學(xué)場內(nèi)脫離水分子氫鍵的締合力的束縛，在離心力的作用下，同淡水分離，然后通過分流解決淡水和溶質(zhì)的異路收集路線，并分別進(jìn)行淡水的功能改造，如按照要求生產(chǎn)工農(nóng)業(yè)用水、純凈水、礦化礦泉水、陽離子水等。同時把海水中占99％左右的12種含量可以達(dá)到利用水平的溶質(zhì)進(jìn)行綜合利用，獲得聯(lián)動的經(jīng)濟(jì)效益。提取原鹽、金屬鎂和鎂的化合物，鈣的化合物，溴素和溴制劑等。這種生產(chǎn)技術(shù)路線，保證了海水淡化的經(jīng)濟(jì)效益，保證了淡水的低成本，甚至負(fù)成本的運行模式，是海水淡化領(lǐng)域必須綜合評價的一個技術(shù)問題。
以往的海水淡化技術(shù)只考慮技術(shù)本身的運行條件，忽略了這一行業(yè)的系統(tǒng)化處理的特點，如反滲透法生產(chǎn)淡水，姑且不說這種方法生產(chǎn)的淡水是一種基本上無營養(yǎng)可言的非飲用水，也不去說這種淡水在工業(yè)上利用的成本會有多高，只從生產(chǎn)過程產(chǎn)生的污染來看，就應(yīng)該引起行業(yè)內(nèi)的重視。這種技術(shù)投加的化學(xué)藥劑使得綜合利用很難實現(xiàn)，使得濃水形成的濃縮液無法按照原有的組成獲得原鹽。必然造成生產(chǎn)綜合成本的升高。影響了對海水淡化行業(yè)的重視。
本發(fā)明從海水淡化技術(shù)應(yīng)用的實際效果出發(fā)，強調(diào)了最佳方案和溶質(zhì)脫除的最小能耗、最低投資和溶質(zhì)綜合利用的可能性，減少了環(huán)境污染，杜絕了整個海水淡化過程中任何一種不合理的設(shè)置。
本發(fā)明海水淡化工程的工藝技術(shù)由四個階段組成，具體如下一、水預(yù)處理工藝本工藝設(shè)置的目標(biāo)是利用海水在采用多介質(zhì)過濾、分子篩吸附、耐鹽植物的代謝過程，以及利用溶質(zhì)離子本身的絮凝、滅菌等方法對海水進(jìn)行預(yù)處理的過程，最大限度地降低海水中溶質(zhì)含量，降低電導(dǎo)率，為溶質(zhì)和溶劑的分離作好準(zhǔn)備工作。如海水電導(dǎo)率測定為25600微西門子，如果立即進(jìn)入電滲析就會導(dǎo)致無法正常工作，電滲析一般要求固含量在5000毫克/升以下的海水進(jìn)入，而固含量超過10000毫克的海水進(jìn)入納濾、電滲析或反滲透都將使得脫鹽過程復(fù)雜化。因此本發(fā)明對預(yù)處理過程提出的要求是海水通過預(yù)處理后，脫除40％左右的鈉、氯、鎂、鈣、溴、硫酸根(包括亞硫酸根)、碳酸根(包括碳酸氫根)、鉀、鍶、氟離子以及硼酸或氫氧化硼，獲得電導(dǎo)率10000微西門子/厘米左右的水質(zhì)的初級產(chǎn)品的水平，以進(jìn)入下一個處理環(huán)節(jié)，為一次性達(dá)到淡水的世界通用標(biāo)準(zhǔn)做好準(zhǔn)備工作。
本發(fā)明具體的工藝要求是(1)利用物理吸附的工藝除掉海水中的生物物質(zhì)、色素、塵埃、懸浮物、膠質(zhì)等影響淡水物理性質(zhì)的有害成分，采用多介質(zhì)過濾和過濾層進(jìn)行第一道過濾；(2)利用分子篩—沸石無機離子交換系統(tǒng)對已經(jīng)初濾的海水進(jìn)行離子交換，骨架結(jié)構(gòu)有利于進(jìn)行堿金屬和堿土金屬離子的交換，主要是堿金屬的鉀、鈉離子和堿土金屬的鈣、鎂離子，這四種離子占海水中溶質(zhì)的比例較高，如鈉占1.07％，鎂占0.129％。海水中總固含量為3.45％，如果可以通過無機離子交換脫除這部分溶質(zhì)，只這兩種離子就脫除了總?cè)苜|(zhì)的34.75％；(3)利用對前兩步處理已經(jīng)脫去部分溶質(zhì)的半成品進(jìn)行動態(tài)去離子化的工藝處理，使用磁控技術(shù)，利用梯級磁場的磁塞的斥力和吸引力分別在海水預(yù)處理的特定的容器內(nèi)進(jìn)行海水中離子的排斥和吸引兩種過程，然后將產(chǎn)生的濃水進(jìn)入原鹽生產(chǎn)系統(tǒng)，將淡水或去離子水進(jìn)入海水溶質(zhì)分離系統(tǒng)。
二、海水溶質(zhì)和溶劑分離系統(tǒng)本系統(tǒng)主要工藝技術(shù)目標(biāo)是在海水進(jìn)行預(yù)處理的基礎(chǔ)上，將海水中的溶質(zhì)同淡水溶劑徹底分離，成為符合各種標(biāo)準(zhǔn)的淡水資源。
本發(fā)明中海水中溶質(zhì)的分離是通過以下工藝依次實現(xiàn)的。
在進(jìn)入分離系統(tǒng)時按照預(yù)處理過程產(chǎn)生的水樣化驗的結(jié)果，確定采取溶質(zhì)分離的工藝。
測定電導(dǎo)率在15000微西門子/厘米以上時，將半成品淡水進(jìn)入磁力離心分離機或者離心膜分離機進(jìn)行溶質(zhì)分離。
磁力離心分離機是利用磁力和離心力兩種動力，對海水中的溶質(zhì)進(jìn)行精確和徹底的分離。在預(yù)處理已經(jīng)將部分溶質(zhì)，特別是堿金屬和堿土金屬離子處理到總量底50％左右，其他溶質(zhì)的存在可以在重復(fù)預(yù)處理階段的工藝中除去，但是使用離心磁力強制分離海水中剩余的溶質(zhì)，有助于降低成本，提高淡水產(chǎn)率。
磁力離心分離機是利用靜磁場或者電磁場形成的旋轉(zhuǎn)能量，通過離心機的高速加速運轉(zhuǎn)，使溶質(zhì)中帶電離子以相當(dāng)快的速度向電性相反的一個電極、或者一個磁極運動，完成海水中所有溶質(zhì)的分向流動。并通過不同的路徑排出。因為要求水的純度不同，還可以使用離心—膜處理機分離海水中的溶質(zhì)，同反滲透相比，后者的能耗因為只發(fā)生在液體的一側(cè)，而大大降低。
磁力離心分離設(shè)施，可以采用磁場磁極的吸引和排斥作用，在離心過程中增加溶質(zhì)脫離海水的動力，也可以采用陰陽電極板輔助吸引和排斥離子的辦法來提高分離速度和質(zhì)量。
通常采取的具體工藝是高速磁力離心設(shè)備中設(shè)置一個安裝在轉(zhuǎn)鼓上的納濾膜，轉(zhuǎn)鼓外面接受處理過的純水，在高速離心力的作用下，海水通過納濾膜或低壓反滲透膜進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓外的空腔內(nèi)，收集成為淡水產(chǎn)品；或者離心機四壁裝有陰陽磁極，在離心力的推動下，沿著切線位置實現(xiàn)一個旋轉(zhuǎn)磁場，陽離子如鈉、鉀、鈣、鎂離子，在旋轉(zhuǎn)中被陰磁極所吸附，陰離子被陽極所吸附，而未被吸附的淡水則從溢流口排出。這樣一個過程可以陸續(xù)進(jìn)行，因為離心機轉(zhuǎn)速可以達(dá)到很高，因此離心分離過程很快。淡水產(chǎn)出速度也很快，通常流量可以達(dá)到每小時40噸左右，而且不象反滲透那樣，產(chǎn)生大量的濃水。
三、溶質(zhì)濃縮系統(tǒng)本系統(tǒng)設(shè)立的目標(biāo)是對溶質(zhì)進(jìn)行處理，獲得綜合經(jīng)濟(jì)效益，實現(xiàn)無污染排放。實現(xiàn)全過程的低成本甚至負(fù)成本的目的。
海水被分離的溶質(zhì)中含有約80種元素，其中12種占據(jù)總量的99％，處于主導(dǎo)地位，它們是鈉、鉀、鈣、鎂、鍶、硼、氯、溴、硫酸根、碳酸根、氟、硅。另有營養(yǎng)性物質(zhì)也應(yīng)該引起足夠的重視，如磷、氮等。這些溶質(zhì)是資源的一部分，也是海水淡化過程中必須收集處理的一部分。按照本發(fā)明所采用的技術(shù)和工藝過程處理這些占海水中3.45％左右的溶質(zhì)不但實現(xiàn)了資源回歸，而且可以獲得可觀的副產(chǎn)品收入，特別是原鹽和鎂、鈣、溴、鉀等基本化工原料的生產(chǎn)回收，使得整個工程可以實現(xiàn)淡水成本的零價位甚至負(fù)價位。
本發(fā)明利用太陽能相變貯能技術(shù)將海水淡化形成的濃縮過程變成全天候操作的原鹽生產(chǎn)和鹽化工生產(chǎn)的固定系列生產(chǎn)方式。
在預(yù)處理和溶質(zhì)分離過程形成的濃水，被全部保留在原鹽生產(chǎn)和鹽化工生產(chǎn)的基地上，其溶質(zhì)總含量約8％-13％，其中主要成分是海水中的最重要的溶質(zhì)。
采用磁分離技術(shù)，使這部分濃水濃縮到可以進(jìn)行結(jié)晶析出的濃度，實現(xiàn)全天候?qū)饪s液進(jìn)行結(jié)晶和蒸發(fā)，蒸發(fā)產(chǎn)生的水蒸氣重新收集成為淡水，當(dāng)濃縮液中溶質(zhì)含量超過15-20％時，投入晶種，原鹽不斷結(jié)晶出來。所產(chǎn)生的濃縮液在6波美度時首先析出氧化鐵，16波美度時析出硫酸鈣結(jié)晶，28波美度時析出主產(chǎn)品氯化鈉，維持這個過程到濃水中的大部分氯化鈉分離后，繼續(xù)濃縮到32波美度析出硫酸鎂，35波美度時，氯化鉀和氯化鎂的混合物析出，由于兩個產(chǎn)品的溶解度不同，加入部分淡水可以順利除去氯化鎂，保留氯化鉀的粗品，再精制可以得到氯化鉀的工業(yè)品。與此同時，濃水中的溴含量從0.008％富集到0.65-0.75％，主要以溴化鈉和溴化鎂的形式存在，使用通入氯氣的辦法可以得到溴素。
這個過程獲得的淡水是通過蒸發(fā)—冷凝過程產(chǎn)生的，其電導(dǎo)率可以達(dá)到1000微西門子以內(nèi)，通?？梢赃_(dá)到20微西門子，因此可以直接進(jìn)入淡水產(chǎn)品的貯存池內(nèi)。
這個過程的收益包括原鹽、溴素和氯化鉀、氯化鎂是比較好的選擇。
四、淡水純化過程使用本技術(shù)產(chǎn)生的淡水，需要根據(jù)不同的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行純化或?qū)I(yè)化再處理，可生產(chǎn)不同用途的淡水。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種海水淡化工程的工藝技術(shù)路線的工藝過程是由海水預(yù)處理工藝、海水溶質(zhì)和溶劑分離系統(tǒng)、溶質(zhì)濃縮結(jié)晶系統(tǒng)、淡水純化過程四個工藝流程組成，其特征是海水預(yù)處理工藝是對海水進(jìn)行過濾、吸附和絮凝、滅菌等預(yù)處理；海水溶質(zhì)和溶劑分離系統(tǒng)是利用海水溶質(zhì)帶電離子在一個磁塞串聯(lián)系統(tǒng)形成的力學(xué)場內(nèi)，被磁約束力所反射，使帶電分子和離子在弱場區(qū)聚集，而淡水在梯度磁場強場區(qū)聚集，在離心力的推動下，實現(xiàn)濃水和淡水的分流，依靠導(dǎo)流技術(shù)將比重、受力形式各不相同的兩種液體，分別排出；溶質(zhì)濃縮結(jié)晶系統(tǒng)是對溶質(zhì)濃縮后再對濃縮液進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，獲得各種海洋化工產(chǎn)品，蒸發(fā)產(chǎn)生的水蒸氣重新收集成為淡水；淡水純化過程是對本技術(shù)產(chǎn)生的淡水，需要根據(jù)不同的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行純化或?qū)I(yè)化再處理。
本發(fā)明具備以下有益效果1、海水淡化技術(shù)發(fā)展到今天，一個重要的指標(biāo)就是成本和效益，對于膜分離法、電滲析、納濾、冷凍法、水合法等技術(shù)的綜合評議表明，對國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來實惠的淡水資源來自綜合生產(chǎn)成本低于目前采集地下水的價格，北京從密云水庫采集庫區(qū)淡水每立方米0.68元，天津采集潘家口水庫的淡水也在0.8元以下，所有已有的技術(shù)都無法達(dá)到這個價位，而水的成本直接關(guān)系到中國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的質(zhì)量，因此必須推出這種先進(jìn)的綜合利用方案，把淡水成本降低到地下水采集的價格，本工藝技術(shù)路線的淡水綜合成本，應(yīng)該是負(fù)成本。也就是說，免費提供淡水資源，還應(yīng)該有盈余，這主要是同工藝路線不可分割的海水中所有同時出現(xiàn)的產(chǎn)品的產(chǎn)出有關(guān)，應(yīng)該盡量提供推廣這種技術(shù)路線的平臺，拋棄耗能高、占地大、成本貴、水質(zhì)不適宜飲用的一些生產(chǎn)辦法。
2.由于上述的原因，我國應(yīng)該考慮東部發(fā)達(dá)地區(qū)水資源短缺的改善著眼點可以轉(zhuǎn)移到海水淡化方面?！皷|水西補”而不完全采用“南水北調(diào)”是可能的，大海的水取之不盡、用之不竭，是徹底解決我國人均水資源不足的水資源庫。
3.利用本發(fā)明所表明的技術(shù)和工藝路線，可以安定沿海和內(nèi)陸食用咸苦水的居民，維護(hù)國家團(tuán)結(jié)、和諧、穩(wěn)定；可以避免國際上因為水資源而引發(fā)的戰(zhàn)爭。擴大我國在世界范圍內(nèi)水工程項目的競爭力。
4.本工藝技術(shù)路線可根據(jù)需要可以依次生產(chǎn)純凈水、礦化水、堿性水和磁性水，分別用于飲用、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)使用、各種生活用水。對于提高工業(yè)企業(yè)、農(nóng)業(yè)的效益，提高人民生活質(zhì)量有很大好處。
5.本技術(shù)路線占地面積小、投資小、能耗低，符合中國國情。
圖1是利用海水淡化技術(shù)全天候生產(chǎn)原鹽和淡水的工藝技術(shù)路線的工藝流程示意圖。
圖2是圖1的海水預(yù)處理工藝的工藝流程示意圖。
圖3是圖1的海水溶質(zhì)和溶劑分離系統(tǒng)的工藝流程示意圖。
圖4是圖1的溶質(zhì)濃縮結(jié)晶系統(tǒng)的工藝流程示意圖。
圖5是圖1的淡水純化過程的工藝流程示意圖。
具體實施例方式
按照上述的工藝技術(shù)，海水通過三種方法進(jìn)入工作面，一是通過潮水漲落的位差，利用橡膠壩攔住退潮的海水，使其進(jìn)入預(yù)處理系統(tǒng)；二是通過風(fēng)力提水機在海邊完成機械運動式提取海水的過程；三是通過近海陸地上挖掘滲水井采集海水，通過管網(wǎng)進(jìn)入預(yù)處理池，然后經(jīng)過多介質(zhì)過濾，并通過消毒手段殺死藻類及其他有害于海水淡化過程的海洋微生物活體組織、細(xì)菌等，使海水淡化的處理過程規(guī)范化。
1海水預(yù)處理工藝(圖2所示)采用多介質(zhì)過濾、分子篩(分子篩，Zeolite是鈉、鉀、鈣、鋇的硅鋁酸鹽)吸附使海水的電導(dǎo)率降低、絮凝、滅菌等方法對海水進(jìn)行預(yù)處理除去懸浮物、藻類、微生物、色素和采用磁鏡構(gòu)成的約束離子的不均勻磁場脫除2價堿土金屬離子、部分1價堿金屬離子，使進(jìn)入溶質(zhì)分離系統(tǒng)的溶質(zhì)總含量降低到60％左右。
2海水溶質(zhì)和溶劑分離系統(tǒng)(圖3所示)海水中的溶質(zhì)離子分別帶有正電荷和負(fù)電荷，在一個磁鏡串聯(lián)的反向力學(xué)場內(nèi)，溶質(zhì)離子被磁鏡的反射作用排斥，遠(yuǎn)離磁鏡組合，成為濃水，而淡水則進(jìn)入靠近磁鏡的區(qū)域，顯示兩種位差的分離，這種受控狀態(tài)決定了，海水中連接水分子氫鍵締合位置的溶質(zhì)離子和帶電的分子在不均勻磁場中處于底部?；蛘弑戎匕l(fā)生變化。在離心強制加速分離的作用下，溶質(zhì)徹底被分離，淡水脫離溶質(zhì)成為從上部排出的水產(chǎn)品，而下部則將分離出來的溶質(zhì)和水的混合液體排出來進(jìn)入溶質(zhì)濃縮結(jié)晶系統(tǒng)。如果顯示淡水電導(dǎo)率偏高，電磁閥接受指令會限制淡水出口的流速，這樣帶電分子或離子將會更快的進(jìn)入弱場區(qū)?；蛘甙讶院胁糠秩苜|(zhì)的淡水導(dǎo)流往下一個磁鏡分離溶質(zhì)系統(tǒng)。在分離狀態(tài)不明顯時，可以啟動離心機使離子的分離加速進(jìn)行。
3溶質(zhì)濃縮結(jié)晶系統(tǒng)(圖4所示)濃水是含溶質(zhì)成分富集的液體，在比重、表面張力、黏度，特別是電化學(xué)特征上具有自己的特點，采用聚焦太陽能相變貯能技術(shù)和太陽池貯能技術(shù)進(jìn)行即原鹽的生產(chǎn)。該系統(tǒng)使用聚焦太陽能是利用菲涅爾折射聚焦太陽光實現(xiàn)光熱轉(zhuǎn)換形成的。同時利用的能源還有太陽池高濃度鹽鹵造成的貯能效應(yīng)通過熱管超導(dǎo)熱交換系統(tǒng)完成濃水的濃縮和結(jié)晶過程。當(dāng)濃縮液中溶質(zhì)含量超過15-20％時，投入晶種，原鹽不斷結(jié)晶出來。然后進(jìn)行優(yōu)勢分離，把原鹽單獨處理，其他海洋鹽化工產(chǎn)品另行生產(chǎn)處理。
4淡水純化過程(圖5所示)使用本技術(shù)產(chǎn)生的淡水，需要根據(jù)不同的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行純化或?qū)I(yè)化再處理，以適應(yīng)不同的消費群體。納濾設(shè)備可以使用低壓反滲透膜將已經(jīng)達(dá)到各類水資源標(biāo)準(zhǔn)的淡水進(jìn)行純化，生產(chǎn)純凈水，用于鍋爐運行、醫(yī)藥工業(yè)、蓄電池工業(yè)及需要高純水的工業(yè)過程；礦化設(shè)備將已經(jīng)達(dá)標(biāo)的飲用水通過石英沙、麥飯石、天青石石屑構(gòu)成的濾層獲得礦化礦泉水，一般屬于鍶礦泉水和偏硅酸型礦泉水；堿性水發(fā)生器通過電解后的兩個電極的不同電性的分流，獲得堿性水用于飲用，獲得酸性水用于皮膚清潔；磁化裝置通過旋轉(zhuǎn)磁場對淡水進(jìn)行磁化處理獲得適合飲用和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)使用的磁化水。
預(yù)處理過程是進(jìn)一步降低海水中溶質(zhì)的過程，同膜法不同，反滲透、納濾等膜交換法必須把全部去離子過程放到通過反滲透膜或納濾膜中進(jìn)行，微濾、超濾都無法完成這個過程。采用磁塞建立的對離子有強烈約束力的反向場磁塞(磁鏡)的力量，使海水中的離子反射到容器的底部，成為富集鹽分的濃縮混合液排出到濃縮原鹽和鹽化工部分的生產(chǎn)線，而磁鏡附近獲得的是失去離子的淡水，這樣在海水淡化的準(zhǔn)備階段就產(chǎn)生了大量分離出離子或溶質(zhì)的混合淡水，使這部分混合水中的溶質(zhì)總量降低35-40％。電導(dǎo)率達(dá)到10000-15000微西門子左右。
溶質(zhì)分離過程使用永磁稀土高磁通量的材料，建立梯級磁鏡(磁塞)的場系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)中，經(jīng)過串聯(lián)的磁鏡的連續(xù)約束離子的作用，使離子遠(yuǎn)離磁鏡，聚集在容器的底部，通過離心作用，很容易地脫離溶劑，進(jìn)入原鹽生產(chǎn)和鹽化工生產(chǎn)的過程。排出的淡水可以重復(fù)這一過程，最后按照水質(zhì)要求結(jié)束操作，加工成為純凈水、礦化礦泉水、磁性水(磁化水)、堿性水等產(chǎn)品，分別供應(yīng)各種用途使用。
濃水經(jīng)過太陽能相變貯能和太陽池濃鹽鹵吸熱貯能所接受的太陽能量，全天候?qū)饪s液進(jìn)行蒸發(fā)、濃縮，并從6波美度開始，分離氧化鐵，16波美度時分離析出碳酸鈣，20波美度時分離出硫酸鈣。此時要經(jīng)過固液分離，把液體部分濾去已經(jīng)結(jié)晶的上述成分，繼續(xù)濃縮到28波美度，就開始析出氯化鈉，控制波美度到32度時硫酸鎂析出，35度時氯化鉀和氯化鎂聯(lián)合析出，由于二者溶解度不同，加入部分淡水可以分離出氯化鎂，獲得氯化鉀的粗品。與此同時，濃水中的溴含量從0.008％富集到0.65-0.75％，主要以溴化鈉和溴化鎂的混合物的形式存在，使用通入氯氣的辦法可以獲得溴素粗品，精制后后純度可以達(dá)到99％以上。整個濃水利用后折合成淡水生產(chǎn)的副產(chǎn)品計算，可以獲得近10元的純收入/噸淡水產(chǎn)出。淡水生產(chǎn)成本不高于1元/立方米。
權(quán)利要求
1.一種海水淡化工程的工藝技術(shù)，是由海水預(yù)處理工藝、海水溶質(zhì)和溶劑分離系統(tǒng)、溶質(zhì)濃縮結(jié)晶系統(tǒng)、淡水純化過程四個工藝流程組成，其特征是海水預(yù)處理工藝是通過對海水進(jìn)行過濾、吸附、絮凝、滅菌和去離子化等方法對海水進(jìn)行予處理；海水溶質(zhì)和溶劑分離系統(tǒng)是利用海水溶質(zhì)帶電離子在一個磁塞串聯(lián)系統(tǒng)形成的力學(xué)場內(nèi)，被磁約束力所反射，使帶電分子和離子在弱場區(qū)聚集，而淡水在梯度磁場強場區(qū)聚集，在離心力的推動下，實現(xiàn)濃水和淡水的分流，依靠導(dǎo)流技術(shù)將比重、受力形式各不相同的兩種液體，分別排出；溶質(zhì)濃縮結(jié)晶系統(tǒng)是對溶質(zhì)濃縮后再對濃縮液進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，獲得海洋化工產(chǎn)品，蒸發(fā)產(chǎn)生的水蒸氣重新收集成為淡水；淡水純化過程是對本技術(shù)產(chǎn)生的淡水，需要根據(jù)不同的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行純化或?qū)I(yè)化再處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海水淡化工程的工藝技術(shù)，其特征是海水預(yù)處理工藝是采用多介質(zhì)過濾、分子篩吸附和絮凝、滅菌和利用磁鏡的反射離子及帶電分子的作用等方法對海水進(jìn)行預(yù)處理，對海水溶質(zhì)進(jìn)行予分離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海水淡化工程的工藝技術(shù)，其特征是海水溶質(zhì)和溶劑分離系統(tǒng)是利用磁塞串聯(lián)的對稱反射離子和帶電分子的梯度磁場的約束力，反射溶質(zhì)中的離子和帶電分子，而水分子因為不帶電，不被反射而同溶質(zhì)分離；系統(tǒng)中形成兩個區(qū)域，離磁塞較近的區(qū)域吸收淡水分子，排斥溶質(zhì)帶電離子，發(fā)生沿著離心力方向的分流；形成淡水和濃水兩種產(chǎn)品，依靠導(dǎo)流技術(shù)將比重、受力形式各不相同的兩種液體，分別排出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海水淡化工程的工藝技術(shù)，其特征是溶質(zhì)濃縮結(jié)晶系統(tǒng)是濃水經(jīng)過聚焦太陽能相變貯能和太陽池貯能產(chǎn)生的自然能量，對不同濃度和波美度的濃水分別進(jìn)行濃縮、結(jié)晶，回收原鹽和以氯化鉀、氯化鎂、溴素、氯化鈉為主的鹽化工產(chǎn)品，使得海水淡化過程獲得最低價位的淡水。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海水淡化工程的工藝技術(shù)，其特征是淡水純化過程是需要根據(jù)不同的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行純化或?qū)I(yè)化再處理，以生產(chǎn)供不同使用需求的各種淡水。
全文摘要
本發(fā)明是一種磁約束力、磁塞反射離子和帶電分子為主要能量的海水淡化技術(shù)形成的一套完整的技術(shù)，它同時利用自然能源，主要是太陽能和風(fēng)能的貯能技術(shù)實現(xiàn)海水在淡化過程中的能量來源。具有生產(chǎn)成本低、工藝過程的能量循環(huán)互補性強、投資小，效益好的特點。本工藝過程由海水預(yù)處理工藝、海水溶質(zhì)和溶劑分離系統(tǒng)、溶質(zhì)濃縮結(jié)晶系統(tǒng)和淡水純化過程四個工藝流程組成。本技術(shù)可以廣泛使用于海水和苦咸水淡化，分質(zhì)供水，處理中水和完成溶質(zhì)濃縮和重結(jié)晶的全過程，生產(chǎn)各種淡水產(chǎn)品和各種海洋化工產(chǎn)品。本發(fā)明可實現(xiàn)海水淡化淡水低于地下水和水庫水的價格完成工程供水，甚至實現(xiàn)負(fù)成本。
文檔編號B01D9/00GK1721338SQ20051004327
公開日2006年1月18日 申請日期2005年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月29日
發(fā)明者孫伯魯 申請人:孫伯魯