專利名稱：海水磁淡法的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種淡化海水或苦咸水的方法，尤其是一種利用磁體磁場來淡化海水或苦咸水，并能使淡化海水或苦咸水的設備結(jié)構極其簡單、造價極其低廉、使用極其方便、在淡化的過程中不耗能的海水磁淡法。
目前被廣泛使用的傳統(tǒng)海水或苦咸水淡化法的設備、工藝流程的名稱有很多，但按其實質(zhì)內(nèi)容分主要有蒸餾法、電滲析法和反滲透法。最近又出現(xiàn)了冷凝法，它是利用以下原理當不飽和水溶液的溫度降至凝固點時，溶液中開始析出冰，溶液的濃度不斷增大，溶液凝固點不斷降低，最后溶液的濃度達到該溶質(zhì)溶液的飽和濃度時，冰和溶質(zhì)一起析出。由于這種淡化方法的能耗和淡化成本太高，所以其設備一直未投入生產(chǎn)。蒸餾法是給海水加熱使海水中的水分子先蒸發(fā)再冷凝，淡化水與鹽分離的淡化方法。電滲析法是將具有選擇透過性的陽膜與陰膜交替排列，組成多個相互獨立的隔室；隔室的海水被淡化與隔室的海水被濃縮相間相隔，在外加電場的作用下，淡水與濃縮水得以分離的淡化方法。反滲透法是利用外加壓力使海水的水分子透過只允許溶劑透過、不允許溶質(zhì)透過的半透膜，將海水與淡水分隔開的淡化方法。所有這些傳統(tǒng)的淡化方法，淡化時都要耗費大量的能源且淡化設備的結(jié)構復雜、制造困難、維修保養(yǎng)成本高。在傳統(tǒng)的淡化方法中，反滲透法能耗最低。它的能耗僅為電滲析法的二分之一，蒸餾法的四十分之一。但目前世界上已有準確報道的海水反滲透法淡化設備能耗最低耗電量也達6kwh/T，這還不包括維護設備運行的能耗。三種傳統(tǒng)的淡化方法設備投資都很高，萬噸水廠設備投資額都在8～10億圓人民幣。
本發(fā)明的目的是提供一種新的海水或苦咸水的淡化方法——海水磁淡法，它利用磁體磁場來淡化海水或苦咸水，并能使得淡化海水或苦咸水的設備結(jié)構極其簡單、造價極其低廉、使用極其方便、在淡化的過程中不耗能。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的把能輸送海水或苦咸水的管涵或相同功能結(jié)構的中空結(jié)構改成有兩磁極相對磁體給其提供磁感線垂直于水流方向磁場的管涵或相同功能結(jié)構。給管涵或相同功能結(jié)構提供磁場的磁體與磁體側(cè)壁、管涵或相同功能結(jié)構內(nèi)壁、外加擋板構成的最簡單的淡化結(jié)構單元按其具有的磁體個數(shù)和磁體位置可分為雙磁體淡化單元，單磁體側(cè)壁淡化單元和單磁體中間淡化單元。雙磁體淡化單元是兩個磁體緊靠管涵或相同功能結(jié)構內(nèi)的兩個相對內(nèi)壁、或一個內(nèi)壁與一個外加擋板、或兩個外加擋板。單磁體側(cè)壁淡化單元是一個磁體在管涵或相同功能結(jié)構內(nèi)緊靠管涵或相同功能結(jié)構一內(nèi)壁、或一個外加擋板。單磁體中間淡化單元是一個磁體的兩磁極在磁體本身的一側(cè)壁與一個外加擋板內(nèi)、或磁體本身的一側(cè)壁與一個管涵或相同功能結(jié)構一側(cè)內(nèi)壁、或磁體本身的兩側(cè)壁內(nèi)的中間。在三種淡化結(jié)構單元中，磁極的垂直縱向橫截面均為“三角形”、或弧線“三角形”、或其它“三角形”，并且水流最早接觸的磁感線對應的磁極的棱所對應的磁極垂直縱向橫截面“三角形”的頂點向其所對應的邊所作的垂線與水流的軸線平形或重合。在雙磁體淡化單元和單磁體側(cè)壁淡化單元中，磁體多為磁極垂直縱向橫截面為“直角三角形”的磁體、或斜邊為弧線的“直角三角形”，但也可以是其它“三角形”。磁極垂直縱向橫截面“直角三角形”的一直角條邊、或“三角形”的一條邊所對應的磁極側(cè)面應緊靠管涵或相同功能結(jié)構內(nèi)壁、或側(cè)壁、或外加擋板，使海水或苦咸水不在其間流動；如果磁極與側(cè)壁相離，在兩磁極間與側(cè)壁、兩磁極與側(cè)壁之間應有非導磁材料的填充塊以防止海水或苦咸水在其間流動。磁極垂直縱向橫截面“直角三角形”的另一條直角邊、或“三角形”的另一條邊所對應的磁極側(cè)面與海水或苦咸水的流向相“垂直”，并使磁極最早接觸水流的是這條邊對應頂角所對應的磁極棱的磁感線，該頂角應盡可能小。磁極垂直縱向橫截面“直角三角形”的斜邊、或“三角形”的第三邊所在的兩磁極間側(cè)邊能讓海水或苦咸水水平縱向流動。在雙磁體淡化單元中，兩磁體的水平縱向即管涵或相同功能結(jié)構的軸向位置和垂直縱向位置相同。在單磁體中間淡化單元中，磁極的垂直縱向橫截面多為“等腰三角形”，或弧線“等腰三角形”，但也可以是其它“三角形”；磁極的垂直縱向橫截面“等腰三角形”的底、或“三角形”的一條邊所對應的磁極側(cè)面與海水或苦咸水的流向相“垂直”；磁極最早接觸水流的是這條邊對應頂角所對應的磁極的棱的磁感線；該頂角應盡可能?。辉谶^該頂點向其對應邊所作的垂線上可加一其高為兩磁極間內(nèi)空高、長為該頂點到對應邊垂線段長、厚盡量薄、是導體而非導磁材料的擋板；兩磁極間和兩磁極間兩側(cè)邊能讓海水或苦咸水在其中軸向流動。在三種淡化結(jié)構單元中，磁極側(cè)邊可讓海水或苦咸水在其中流動，也可以不讓其流動。海水流向為從磁極迎著水流的棱的磁感線到與水流方向相“垂直”的磁極側(cè)面的磁感線。在兩磁極間、或兩磁極間側(cè)邊與水流方向相“垂直”的磁極側(cè)面的同一水平縱向處有管涵；管涵高為淡化結(jié)構單元同處內(nèi)空腔高，寬為兩磁體間、或磁極與側(cè)壁、或磁極與管涵或相同功能結(jié)構內(nèi)壁的寬度。在三種淡化結(jié)構單元中，磁體既可用電磁鐵也可用永磁鐵。
在雙磁體淡化單元中，假定兩磁體的磁感線方向相反，在同一磁體的讓海水或苦咸水流動的兩磁極間側(cè)邊與兩磁極間的界面是一有磁場和沒有磁場的界面。由于界面是傾斜的，如果沒有磁場，將要進入兩磁極間的離子將先后逐步要跨過界面。當海水進入雙磁體淡化單元兩磁體中的一個磁體的區(qū)域流動，海水中的離子跨過界面時，跨過界面的陰、陽離子中的一種離子、假設是陽離子、在磁場的作用下，將被迫回到界面沒有磁場的一側(cè)；由于界面是傾斜的、加之兩磁體的磁感線方向相反，在界面沒有磁場一側(cè)的陽離子將顯靜電荷并在與緊挨界面的兩磁極間側(cè)邊的面成面電荷分布。而與陽離子帶不同電荷的陰離子，在磁場的作用下將繼續(xù)在兩磁極間運動顯靜電荷，并與在界面沒有磁場的一側(cè)顯靜電荷的陽離子在兩磁極間產(chǎn)生電場。隨著進入兩磁極間的陰離子和在界面沒有磁場一側(cè)的陽離子增多，在兩磁極間的電場會越來越強，只需占在淡化結(jié)構單元海水中的離子數(shù)的千億分之一到萬億分之一的離子，就能使電場的電場強度E＝磁體的磁感強度B×海水流速V。此時當陰離子要跨越界面進入兩磁極間時，在與緊挨界面的兩磁極間側(cè)邊的面成面電荷分布的陽離子就會拽著陰離子，使陰離子不能跨越界面。當陽離子跨越界面進入有磁場區(qū)時，就會使電場減弱，磁場對陽離子的向外推的作用大于電場對陽離子的向內(nèi)拽的作用，使陽離子又跨越界面回到無磁場區(qū)。因此海水中的陰、陽離子都不能進入這個磁體的兩磁極間，同樣的道理，海水中的陰、陽離子都不能進入另一磁體的兩磁極間，使從兩磁體兩磁極間流出的海水中的雜質(zhì)濃度降到原來的千億分之一到萬億分之一。我國東部大海含鹽量為3.5％，我國飲用水標準含雜質(zhì)量為0.05％。因此從兩磁體的兩磁極間流出的“海水”是純水。當海水在單磁體側(cè)壁淡化單元、或單磁體中間淡化單元中流動時，同樣的機理，兩磁極間流出的也是純水。
由于采用上述原理結(jié)構，海水磁淡法不僅能把海水或苦咸水淡化成飲用水標準的淡化水而且淡化海水或苦咸水的設備結(jié)構極其簡單、造價極其低廉、使用也極其簡便、在淡化海水或苦咸水的過程中不耗能。
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的說明圖一.海水磁淡法的雙磁體淡化單元實施例中的磁體與管涵壁等相互位置水平示意二.海水磁淡法的單磁體側(cè)壁淡化單元實施例中的磁體與管涵壁等相互位置水平示意三.海水磁淡法的單磁體中間淡化單元實施例中的磁體與管涵壁等相互位置水平示意四.圖一、圖二實施例中的磁體軸測五.圖三實施例中的單側(cè)壁磁體的軸測六.圖三施例中的雙側(cè)壁磁體的軸測圖在圖中1.擋板 2.磁體 3.磁體 4.擋板 5.管涵 6.擋板 7.磁體 8.管涵 9.擋板 10.擋板 11.管涵 12.磁體 13.管涵 14.擋板 15.側(cè)壁 16.磁極 17.填充塊 18.磁極 19.側(cè)壁 20.兩磁極及兩磁極間側(cè)邊 21.磁極 22.磁極 23.側(cè)壁 24.兩磁極及兩磁極間側(cè)邊 25.磁極 26.磁極 27.兩磁極及兩磁極間側(cè)邊 28.側(cè)壁在圖一中，兩個三角形既代表磁體(2)(3)本身，也代表磁體(2)(3)磁極垂直縱向橫截面的三角形。磁體(2)與磁體(3)除側(cè)壁與磁極相互位置不同外、其它尺寸完全相同；在淡化結(jié)構單元中，磁體(2)(3)的水平縱向及垂直縱向的位置也完全相同。磁體(2)(3)為單側(cè)壁磁體。兩磁體(2)(3)分別在擋板(1)(4)內(nèi)側(cè)緊靠擋板(1)(4)；在磁體(2)與擋板(1)、磁體(3)與擋板(4)之間，海水或苦咸水不能流動。擋板(1)(4)可以是管涵或類似結(jié)構內(nèi)壁、也可以是外加擋板、也可以是磁體(2)(3)本身側(cè)壁；兩磁體(2)(3)“平形”相隔一段距離，其間可以讓海水或苦咸水流動。在兩磁體(2)(3)之間的后尾處有管涵(5)，管涵(5)的高為雙磁體淡化單元同處內(nèi)空腔高、寬為兩磁體間的間距。圖中的箭頭方向為海水或苦咸水的流動方向。磁體(2)(3)磁極垂直縱向橫截面三角形與管涵(5)相鄰的邊所對應的磁體(2)(3)磁極側(cè)面與海水或苦咸水的流向相“垂直”，磁體(2)(3)磁極最早接觸水流的是這條邊對應頂角所對應的磁體(2)(3)磁極的棱的磁感線。
在圖二中，三角形既代表磁體(7)本身，也代表磁體(7)磁極垂直縱向橫截面的三角形。磁體(7)為單側(cè)壁磁體，磁體(7)分別在擋板(6)(9)之間并緊靠擋板(6)；磁體(7)與擋板(6)之間，海水或苦咸水不能流動。擋板(6)(9)可以是管涵或類似結(jié)構的內(nèi)壁、也可以是外加擋板、也可以是磁體(7)本身的側(cè)壁；磁體(7)與擋板(9)間隔一定距離且海水或苦咸水可以在其間軸向流動；在磁體(7)與擋板(9)之間的后尾處有管涵(8)，管涵(8)高為單磁體側(cè)壁淡化單元同處內(nèi)空腔高、寬為磁體(7)與擋板(9)間的間距。圖中的箭頭方向為海水或苦咸水的流動方向。磁體(7)磁極垂直縱向橫截面三角形與管涵(8)相鄰的邊所對應的磁體(7)磁極側(cè)面與海水或苦咸水的流向相“垂直”，磁體(7)磁極最早接觸水流的是這條邊對應頂角所對應的磁體(7)磁極的棱的磁感線。
在圖三中，三角形既代表磁體(12)本身，也代表磁體(12)磁極垂直縱向橫截面的三角形。磁體(12)可以是單側(cè)壁磁體、也可以是雙側(cè)壁磁體。磁體(12)在擋板(10)(14)的中間；磁體(12)與擋板(10)、擋板(14)之間有一定的間距，海水或苦咸水都能在其間軸向流動。擋板(10)(14)可以是管涵或類似結(jié)構內(nèi)壁、也可以是外加擋板、也可以是磁體(12)本身側(cè)壁。在磁體(12)與擋板(10)、磁體(12)與擋板(14)之間的后尾處分別有管涵(11)(13)，管涵(11)(13)的高為單磁體中間淡化單元同處內(nèi)空腔高、寬分別為磁體(12)與擋板(10)、磁體(12)與擋板(14)間的間距。圖中的箭頭方向為海水或苦咸水的流動方向。磁體(12)磁極垂直縱向橫截面三角形與管涵(11)(13)相鄰的邊所對應的磁體(12)磁極的側(cè)面與海水或苦咸水的流向相“垂直”，磁體(12)磁極最早接觸水流的是這條邊對應頂角所對應的磁體(12)磁極棱的磁感線。
在圖四中，磁體是在雙磁體淡化單元、單磁體側(cè)壁淡化單元中常用的磁體。磁體只有一個側(cè)壁(15)，側(cè)壁(15)在磁體的左側(cè)并連接兩磁極(16)(18)；兩磁極(16)(18)和側(cè)壁(15)的外輪廓為“〔”形，兩磁極(16)(18)“平行”相對；磁極(16)(18)的垂直縱向橫截面為三角形；在兩磁極(16)(18)與側(cè)壁(15)、兩磁極(16)(18)間與側(cè)壁(15)之間有填充塊(17)，填充塊(17)使海水或苦咸水不能在兩磁極(16)(18)與側(cè)壁(15)、兩磁極(16)(18)間與側(cè)壁(15)之間流動；海水或苦咸水能在兩磁極(16)(18)間、兩磁極(16)(18)間沒有側(cè)壁的側(cè)邊流動。
在圖五中，磁體為單磁體中間淡化單元中的磁體。磁體只有一個側(cè)壁(19)，側(cè)壁(19)在磁體的左側(cè)并連接兩磁極(21)(22)；兩磁極(21)(22)和側(cè)壁(19)的外輪廓為“〔”形，兩磁極(21)(22)“平行”相對；磁極(21)(22)的垂直縱向橫截面為三角形；在兩磁極(21)(22)與側(cè)壁(19)、兩磁極(21)(22)間與側(cè)壁(19)之間是兩磁極及兩磁極間側(cè)邊(20)，海水或苦咸水能在兩磁極(21)(22)間的兩個側(cè)邊和兩磁極(21)(22)間的兩個側(cè)邊流動。
在圖六中，磁體為單磁體中間淡化單元中的常用磁體。磁體有兩個側(cè)壁(23)(28)，側(cè)壁(23)(28)在磁體的水平橫向兩側(cè)并連接兩磁極(25)(26)；兩磁極(25)(26)和兩側(cè)壁(23)(28)的外輪廓為矩形，兩磁極(25)(26)“平行”相對；磁極(25)(26)的垂直縱向橫截面為三角形；在兩磁極(25)(26)與側(cè)壁(23)、兩磁極(25)(26)間與側(cè)壁(23)之間是兩磁極及兩磁極間側(cè)邊(24)，在兩磁極(25)(26)與側(cè)壁(28)、兩磁極(25)(26)間與側(cè)壁(28)之間是兩磁極及兩磁極間側(cè)邊(27)，海水或苦咸水能在其間流動。
權利要求
1.一種海水或苦咸水淡化方法。能輸送海水或苦咸水的管涵或相同功能結(jié)構為中空結(jié)構；磁體兩磁極之間的兩側(cè)或一側(cè)是側(cè)壁，兩磁極和側(cè)壁構成的外輪廓線是封閉或半封閉連貫的幾何圖形。其特征是在能輸送海水或苦咸水的管涵或相同功能結(jié)構上有給其提供磁感線垂直于水流方向磁場的兩磁極相對磁體與磁體側(cè)壁、管涵或相同功能結(jié)構內(nèi)壁、外加擋板構成的淡化結(jié)構。
2.根據(jù)權利要求1所述的給其提供磁感線垂直于水流方向磁場的兩磁極相對磁體與磁體側(cè)壁、管涵或相同功能結(jié)構內(nèi)壁、外加擋板構成的淡化結(jié)構。其特征是給管涵或相同功能結(jié)構提供磁場的磁體與磁體側(cè)壁、管涵或相同功能結(jié)構內(nèi)壁、外加擋板構成的最簡單的淡化結(jié)構單元按其具有的磁體個數(shù)和磁體位置可分為雙磁體淡化單元，單磁體側(cè)壁淡化單元和單磁體中間淡化單元。雙磁體淡化單元是兩個磁體緊靠管涵或相同功能結(jié)構內(nèi)的兩個相對內(nèi)壁、或一個內(nèi)壁與一個外加擋板、或兩個外加擋板。單磁體側(cè)壁淡化單元是一個磁體在管涵或相同功能結(jié)構內(nèi)緊靠管涵或相同功能結(jié)構一內(nèi)壁、或一個外加擋板。單磁體中間淡化單元是一個磁體的兩磁極在磁體本身的一側(cè)壁與一個外加擋板內(nèi)、或磁體本身的一側(cè)壁與一個管涵或相同功能結(jié)構一側(cè)內(nèi)壁、或磁體本身的兩側(cè)壁內(nèi)的中間。在三種淡化結(jié)構單元中，磁極的垂直縱向橫截面均為“三角形”、或弧線“三角形”、或其它“三角形”，并且水流最早接觸的磁感線對應的磁極的棱所對應的磁極垂直縱向橫截面“三角形”的頂點向其所對應的邊所作的垂線與水流的軸線平形或重合。在雙磁體淡化單元和單磁體側(cè)壁淡化單元中，磁體多為磁極垂直縱向橫截面為“直角三角形”的磁體、或斜邊為弧線的“直角三角形”，但也可以是其它“三角形”。磁極垂直縱向橫截面“直角三角形”的一直角條邊、或“三角形”的一條邊所對應的磁極側(cè)面應緊靠管涵或相同功能結(jié)構內(nèi)壁、或側(cè)壁、或外加擋板，使海水或苦咸水不在其間流動；如果磁極與側(cè)壁相離，在兩磁極間與側(cè)壁、兩磁極與側(cè)壁之間應有非導磁材料的填充塊以防止海水或苦咸水在其間流動。磁極垂直縱向橫截面“直角三角形”的另一條直角邊、或“三角形”的另一條邊所對應的磁極側(cè)面與海水或苦咸水的流向相“垂直”，并使磁極最早接觸水流的是這條邊對應頂角所對應的磁極棱的磁感線，該頂角應盡可能小。磁極垂直縱向橫截面“直角三角形”的斜邊、或“三角形”的第三邊所在的兩磁極間側(cè)邊能讓海水或苦咸水水平縱向流動。在雙磁體淡化單元中，兩磁體的水平縱向即管涵或相同功能結(jié)構的軸向位置和垂直縱向位置相同。在單磁體中間淡化單元中，磁極的垂直縱向橫截面多為“等腰三角形”，或弧線“等腰三角形”，但也可以是其它“三角形”；磁極的垂直縱向橫截面“等腰三角形”的底、或“三角形”的一條邊所對應的磁極側(cè)面與海水或苦咸水的流向相“垂直”；磁極最早接觸水流的是這條邊對應頂角所對應的磁極的棱的磁感線；該頂角應盡可能小；在過該頂點向其對應邊所作的垂線上可加一其高為兩磁極間內(nèi)空高、長為該頂點到對應邊垂線段長、厚盡量薄、是導體而非導磁材料的擋板；兩磁極間和兩磁極間兩側(cè)邊能讓海水或苦咸水在其中軸向流動。在三種淡化結(jié)構單元中，磁極側(cè)邊可讓海水或苦咸水在其中流動，也可以不讓其流動。
3.根據(jù)權利要求1所述的給其提供磁感線垂直于水流方向磁場的兩磁極相對磁體與磁體側(cè)壁、管涵或相同功能結(jié)構內(nèi)壁、外加擋板構成的淡化結(jié)構。其特征是在兩磁極間、或兩磁極間側(cè)邊與水流方向相“垂直”的磁極側(cè)面的同一水平縱向處有管涵；管涵高為淡化結(jié)構單元同處內(nèi)空腔高，寬為兩磁體間、或磁極與側(cè)壁、或磁極與管涵或相同功能結(jié)構內(nèi)壁的寬度。
4.根據(jù)權利要求1所述的給其提供磁感線垂直于水流方向磁場的兩磁極相對磁體與磁體側(cè)壁、管涵或相同功能結(jié)構內(nèi)壁、外加擋板構成的淡化結(jié)構。其特征是在淡化結(jié)構中的磁體既可用電磁鐵也可用永磁鐵。
全文摘要
一種淡化海水或苦咸水的方法。把能輸送海水或苦咸水的管涵或相同功能結(jié)構改成有兩磁極相對磁體的管涵或相同功能結(jié)構。當海水或苦咸水在管涵或相同功能結(jié)構中流動時，兩磁極相對磁體的兩磁極間的磁場和在磁極間顯凈電荷的離子在兩磁極間形成的電場將阻止兩磁極間外的離子進入兩磁極間；使從磁極間流出淡化水，而從兩磁極間兩側(cè)邊導出濃海水。
文檔編號C02F103/08GK1762842SQ20051005612
公開日2006年4月26日 申請日期2005年3月21日 優(yōu)先權日2005年3月21日
發(fā)明者羅國平 申請人:羅國平