專利名稱：海冰控溫融凍脫鹽裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備淡水的設(shè)備和方法，特別涉及一種通過海冰淡化制備淡水的設(shè)備和技術(shù)方法，屬于間接海水淡化。
背景技術(shù)：
隨著全球淡水資源的日益短缺，尋找和擴(kuò)大新水源以增加淡水資源總量已經(jīng)成為迫在眉睫的世界性課題。而且隨著陸地水源開發(fā)利用強(qiáng)度的不斷加大，可供人類開采使用的地表水和地下水越來越少，向大海要水已經(jīng)成為世界各缺水國(guó)水資源開發(fā)利用的基本戰(zhàn)略。目前，國(guó)內(nèi)外主要的海水直接淡化方法有蒸餾法和膜法。這類技術(shù)主要通過利用物理化學(xué)方法脫除海水原水中的大部分鹽類，使處理后的產(chǎn)水達(dá)到生活用水標(biāo)準(zhǔn)。但海水直接淡化利用技術(shù)不僅需要較高的設(shè)備投資，也需要較大的能源投入，因而其造水成本也比較高。
環(huán)渤海地區(qū)是我國(guó)北方的重要經(jīng)濟(jì)地帶，亦是京津唐、遼中南、山東半島大都市區(qū)集中發(fā)展的地帶?？焖俪鞘谢斐蛇@一地區(qū)淡水人均擁有量大幅度減少，大部分城市和地區(qū)的人均水資源量已低于500m3，其中大連、天津、北京、青島、等城市的人均水資源量甚至低于180m3，處于嚴(yán)重短缺狀況。環(huán)渤海地區(qū)已成為我國(guó)淡水資源最缺乏的地區(qū)之一。
環(huán)渤海地區(qū)冬季氣候寒冷，在冷空氣和寒潮的侵襲下，部分海區(qū)的海水發(fā)生凍結(jié)，形成較大面積的季節(jié)性海冰區(qū)。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，渤海重冰年海冰的潛在儲(chǔ)量可達(dá)到1000億立方米，如果這部分海冰能夠通過技術(shù)方法被處理成淡水，將為我國(guó)北方缺水地區(qū)提供新型后備淡水資源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種海冰固態(tài)脫鹽的裝置，即將海冰置入具有日光溫室特點(diǎn)的控溫凍融脫鹽裝置內(nèi)，實(shí)現(xiàn)固態(tài)脫鹽；本發(fā)明另一個(gè)目的在于提供一種海冰固態(tài)脫鹽的方法。
海冰是海水熱量損失到臨界狀態(tài)(溫度低于海水的冰點(diǎn))并持續(xù)冷卻的產(chǎn)物，即海水凍結(jié)物。海冰鹽度是指海冰融水鹽度。由于海水在自然凍結(jié)過程中將大量鹽分排出冰體，所以海冰鹽度大大低于海水。通常渤海海水鹽度為28‰～32‰，海冰鹽度達(dá)到4‰～11‰，即海水經(jīng)過自然凍結(jié)過程可除掉80％左右的鹽分。
海冰主要由多邊形的純冰晶、鹵水、空氣和少量固體雜質(zhì)組成。純冰晶就是淡水；鹵水是海水凍結(jié)時(shí)因鹽水分離作用所形成的高濃度鹽水，它構(gòu)成海冰鹽度的主體部分。海冰結(jié)構(gòu)的基本特征就是不含鹽分的六角形冰晶體，按晶架結(jié)構(gòu)緊密的排列在一起，鹵水和空氣被封閉于二個(gè)或多個(gè)冰晶體晶壁之間，形成了所謂的“鹵水胞(鹽水泡或鹽囊)”，鹵水胞呈球形或長(zhǎng)筒形。海冰中這種主要為液—固兩相共生的混合體結(jié)構(gòu)奠定了海冰脫鹽淡化的基礎(chǔ)，如果通過某種方法將海冰冰體中的鹵水除去，海冰就可以變成淡水了。
一般情況下，淡水鹽度小于1‰，其冰點(diǎn)溫度約為0℃；渤海海水鹽度為28‰～32‰，其冰點(diǎn)溫度約為-1.7℃；海冰內(nèi)部鹵水鹽度大于50‰，在常低溫條件(0℃～-30℃)下不凍結(jié)，始終保持液態(tài)。由于海冰冰體中的鹵水不凍結(jié)，而且其比重明顯高于純冰晶，因此這種液態(tài)鹵水就會(huì)受重力作用而產(chǎn)生向下移動(dòng)的趨勢(shì)。鹵水的下移是沿著冰晶體之間的縫隙進(jìn)行的，如果冰晶體之間的縫隙沿重力方向由上至下相互連通(既多個(gè)鹵水胞單元彼此打通相連形成所謂的“鹽水通道”)，鹵水就可以在重力作用下排出冰體，海冰就可以由微咸水轉(zhuǎn)化為淡水。
本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下一種海冰控溫融凍脫鹽裝置，該裝置由如下部分組成熱源供應(yīng)部分、強(qiáng)制通風(fēng)部分、輸入輸出部分、熱水循環(huán)部分、脫鹽池(5)、鹽水井(6)、溫度控制部分、日光溫室(8)和淡化海冰存儲(chǔ)池(9)；所述的熱源供應(yīng)部分是指可供應(yīng)裝置運(yùn)轉(zhuǎn)的熱能裝置包括位于溫室外部的太陽能熱水器(1a)、位于溫室內(nèi)部的鍋爐(1b)、位于溫室頂部或溫室內(nèi)部的利用市電或農(nóng)電熱能裝置(1c)；所述的強(qiáng)制通風(fēng)部分是內(nèi)部通風(fēng)裝置(2a)、內(nèi)外通風(fēng)裝置(2b)和內(nèi)外換氣裝置(2c)；內(nèi)部通風(fēng)裝置(2a)位于脫鹽池(5)上方，內(nèi)外通風(fēng)裝置(2b)位于日光溫室(8)的墻壁上，內(nèi)外換氣裝置(2c)位于日光溫室(8)的墻壁上；所述的輸入輸出部分是指安置在溫室進(jìn)料口(8a)的輸入裝置(3a)和出料口(8b)的輸出裝置(3b)；所述的熱水循環(huán)部分是指與太陽能熱水器(1b)相連接的儲(chǔ)水罐(4a)、水箱(4b)、循環(huán)熱交換管路(4c)、循環(huán)泵(4d)和鋪設(shè)在脫鹽池底部的熱交換管道(4e)；所述的脫鹽池(5)是指安置在日光溫室(8)內(nèi)地表以下的長(zhǎng)方或正方形池子；所述的鹽水井(6)是指安置在脫鹽池(5)內(nèi)的長(zhǎng)方或正方形池子(6a)，以及與池子(6a)相連接的、通往裝置外的鹽水回收管路(6b)；所述的溫度控制部分是指安置在日光溫室(8)內(nèi)的溫控繼電器(7a)，其包括兩個(gè)溫控探頭(7b)、(7c)分別與通風(fēng)裝置(2a)和循環(huán)泵(4d)相連。
其中所述的強(qiáng)制通風(fēng)部分的通風(fēng)裝置(2a)是指通風(fēng)扇，其對(duì)應(yīng)于脫鹽池正上方，其設(shè)置高度距離地表不低于1m，一般在溫室高度的1/2～2/3之間，可采用高低錯(cuò)落的方式排列，通風(fēng)扇的扇葉直徑為40～60cm。
其中所述的熱水循環(huán)部分中熱交換管道(4e)鋪設(shè)在脫鹽池(5)中，距脫鹽池底部一般為0.2m，管間距不超過0.8m。
其中所述的脫鹽池(5)為設(shè)置在溫室內(nèi)地表面之下、脫鹽池的頂部與溫室地面高度相同，脫鹽池(5)設(shè)計(jì)深度一般不超過1m，其容積可隨溫室大小進(jìn)行調(diào)整，一般不小于40m3；脫鹽池(5)底面的坡度為千分之一，脫鹽池(5)底面的最低點(diǎn)設(shè)置在脫鹽池一角的鹽水井(6)。
其中所述的鹽水井(6)設(shè)置在脫鹽池(5)一角、開口向上、鹽水井上部高度與脫鹽池相同，下部深度比脫鹽池底面高度低1m，鹽水井容積不大于脫鹽池的1/10，一般不小于3m3；鹽水井井壁與脫鹽池底部交匯處設(shè)有排鹽孔，其孔徑一般為40mm，孔間距0.15m；排鹽回收管路(6b)和鹽水井底部相連接，排鹽回收管的管徑為160mm～200mm，并與溫室外鹽水存儲(chǔ)池相連接。
本發(fā)明提供一種海冰控溫融凍脫鹽的方法，該方法為取海冰置入室內(nèi)脫鹽池中，通過熱源供應(yīng)部分、強(qiáng)制通風(fēng)部分和熱水循環(huán)系統(tǒng)調(diào)節(jié)室溫和冰溫，使海冰溫度保持在-1.5～2℃；室溫保持在4～6℃，收集鹵水；待鹵水鹽度≤1‰時(shí)，收集海冰即得淡化海冰。
上述方法中，其中取海冰脫鹽池中調(diào)節(jié)冰溫是指將海冰置于室內(nèi)不透水的水泥池中，在池底、池壁、或池面通過熱交換管道、熱風(fēng)機(jī)、空調(diào)裝置或其它加熱裝置進(jìn)行加熱。
上述方法中，其中室內(nèi)是指密閉溫室內(nèi)，室溫是指溫室內(nèi)氣溫，冰溫是指溫室內(nèi)脫鹽池中海冰冰體溫度。
其中絕大多數(shù)運(yùn)行時(shí)間溫室是密閉的，溫度變動(dòng)需要通風(fēng)時(shí)方啟動(dòng)內(nèi)外通風(fēng)裝置；其中當(dāng)海冰溫度保持在-1.5～2℃；室溫保持在4～6℃時(shí)，使海冰有限溶解(微融)，冰體內(nèi)部的鹵水在重力作用下滲出，收集鹵水。
本發(fā)明具有以下特點(diǎn)1、主要依靠自然能源(太陽輻射)，系統(tǒng)耗能量很小。
2、經(jīng)過合理控溫脫鹽時(shí)間(5～7天)，淡化海冰水鹽度低于1‰。
3、原料冰利用率高，脫鹽后的淡水冰量可達(dá)到原料海冰量的65％以上。
4、屬于物理脫鹽過程，無需添加化學(xué)試劑且所排出鹵水可進(jìn)行回收曬鹽，環(huán)境友好。
5、系統(tǒng)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)量小，運(yùn)行安全，易于推廣。
本發(fā)明主要根據(jù)海冰內(nèi)冰晶體與鹵水胞排列的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，基于利用自然能源以降低脫鹽成本的考慮，通過對(duì)海冰冰溫的控制，促進(jìn)海冰冰體內(nèi)鹽水通道的形成或使之?dāng)U充，以利于快速排鹽。在冰點(diǎn)溫度下的海冰生成、生長(zhǎng)或維持過程中，鹵水在重力作用下沿冰晶體間隙向下移動(dòng)，但由于冰晶體間隙很小而且并非都是縱向的，鹵水胞的下移速度很慢，在沒有外力強(qiáng)制的自然凍結(jié)狀態(tài)下，海冰的鹽度從8‰降到4‰大約需要2個(gè)月左右的時(shí)間，而如果使用海冰控溫凍融脫鹽裝置，則可以大大縮短排鹽時(shí)間。本發(fā)明利用農(nóng)業(yè)氣象學(xué)中的“溫室效應(yīng)”原理，即利用日光溫室可儲(chǔ)存太陽能轉(zhuǎn)化熱量以及可控制溫室內(nèi)溫度的特點(diǎn)，在保證海冰的冰晶體基本上是處于固體凍結(jié)狀態(tài)的前提下，通過動(dòng)態(tài)調(diào)溫使冰體溫度在海水冰點(diǎn)附近做小幅度振蕩，從而使海冰冰晶有限溶解，冰晶體間隙加大并連接貫通，鹽水通道形成，進(jìn)而使鹵水在重力和靜水壓的作用下隨微量海冰融水沿鹽水通道排出，如果海冰融化，則鹵水會(huì)在海冰融水中迅速擴(kuò)散，就無法實(shí)現(xiàn)海冰高效快速固態(tài)脫鹽的目的。


圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，其中(1a)為位于溫室外部的太陽能熱水器、(1b)為位于溫室內(nèi)部的小型鍋爐、(1c)為利用市電農(nóng)電熱能裝置；(2a)為內(nèi)部通風(fēng)裝置、(2b)為內(nèi)外通風(fēng)裝置、(2c)為內(nèi)外換氣裝置；(3a)為輸入裝置、(3b)為輸出裝置；(4b)為水箱、(4c)為循環(huán)熱交換管路和(4e)為底部的熱交換管道；(5)為脫鹽池；(6)為鹽水井、(6a)為長(zhǎng)方或正方形池子，(6b)為鹽水回收管路；(7a)為溫控繼電器，(7b)、(7c)為溫控探頭；(8)為日光溫室、(9)為淡化海冰存儲(chǔ)池。
圖2是系統(tǒng)能源供應(yīng)循環(huán)及控溫脫鹽部分結(jié)構(gòu)示意圖(4a)為儲(chǔ)水罐、(4b)為水箱、(4c)為循環(huán)熱交換管路、(4d)為循環(huán)泵和(4e)為底部的熱交換管道圖3是系統(tǒng)控溫脫鹽及排鹽回收部分結(jié)構(gòu)示意圖其中(1)為脫鹽池底面，(2)為脫鹽池，(3)為水平面，(4)為排鹽回收管路，(5)為鹽水井圖4是控溫脫鹽及排鹽回收部分正面示意圖其中(1)為水平面 (2)為正面傾斜角α (3)為脫鹽池底面 (4)為排鹽孔 (5)為鹽水井 (6)為排鹽回收管路 (7)為濃鹽水圖5是控溫脫鹽及排鹽回收部分?jǐn)嗝媸疽鈭D其中(1)為濃鹽水 (2)為排鹽孔 (3)為脫鹽池底面 (4)為斷面傾斜角β (5)為水平面 (6)為鹽水井 (7)為排鹽回收管路圖6為系統(tǒng)脫鹽回收部分結(jié)構(gòu)示意圖其中(1)為排鹽回收管路 (2)為脫鹽池底面 (3)為正面傾斜角α (4)為排鹽孔(5)為鹽水井 (6)為脫鹽池底面 (7)為斷面傾斜角β (8)為水平面具體實(shí)施例如下實(shí)施例1控溫融凍脫鹽溫室各部分的設(shè)計(jì)及安裝1、熱源供應(yīng)部分熱源供應(yīng)為三種方式，一是進(jìn)入溫室的太陽輻射能；二是由太陽能熱水器和鍋爐供應(yīng)的熱水；三是電力能熱源。
其中太陽輻射能主要用以提高溫室內(nèi)空氣的溫度，主要通過溫室頂部的密封覆蓋的塑料薄膜，為主要控溫融凍脫鹽溫室運(yùn)行的主要熱源；其中太陽能熱水器和鍋爐供應(yīng)的熱水用以提高脫鹽池底部海冰的溫度，是控溫融凍脫鹽溫室運(yùn)行的輔助熱源；其中電力熱源可以是市電或農(nóng)電作為動(dòng)力電源提供給冰體控溫供熱裝置、各種通風(fēng)設(shè)備、照明設(shè)備的電力消耗。太陽能熱水器和鍋爐的功率根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模確定。
2、強(qiáng)制通風(fēng)部分強(qiáng)制通風(fēng)裝置安裝在兩處，參見附圖1，通風(fēng)裝置①位于脫鹽池正上方；通風(fēng)裝置②位于溫室一側(cè)的外墻上。
其中通風(fēng)裝置可以用通風(fēng)扇。
通風(fēng)扇①設(shè)置高度不低于1m，一般在溫室高度的1/2～2/3之間，可采用高低錯(cuò)落的方式排列，風(fēng)扇的扇葉直徑為40～60cm，通風(fēng)扇出口處的風(fēng)速為4～6m/s；其中通風(fēng)扇②的大小可根據(jù)溫室大小調(diào)節(jié)，在溫室的一側(cè)外墻上安裝有換氣窗或換氣扇。
3、輸入輸出部分所說的輸入輸出部分是指安置在溫室進(jìn)料口和出料口的傳送帶裝置，參見附圖1，其尺寸和功率可根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模以及脫鹽池容積進(jìn)行調(diào)整。
4、熱水循環(huán)部分所述的熱水循環(huán)部分是指與太陽能熱水器(1b)相連接的儲(chǔ)水罐(4a)、水箱(4b)、循環(huán)熱交換管路(4c)、循環(huán)泵(4d)和鋪設(shè)在脫鹽池底部的熱交換管道(4e)；熱交換管道鋪設(shè)在距脫鹽池底部一般為0.2m，管間距不超過0.8m。熱交換管道為鍍鋅鋼管，鋼管表面涂有防銹漆，鋼管口徑、管道總排數(shù)和總長(zhǎng)度，可根據(jù)脫鹽池的大小以及太陽能熱水器和小型鍋爐的出水量進(jìn)行調(diào)整。循環(huán)泵功率根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模確定，其中熱交換介質(zhì)水量和循環(huán)速度可分別控制。
5、脫鹽池脫鹽池為設(shè)置在溫室內(nèi)地表面之下、開口向上、底部及四壁不透水的水泥池，參見附圖3、附圖4、附圖5。脫鹽池頂部與溫室地面高度相同，脫鹽池設(shè)計(jì)深度一般不超過1m，其容積可根據(jù)溫室大小進(jìn)行調(diào)整，一般不小于40m3。脫鹽池底面坡度為千分之一，池內(nèi)的水可以自然匯集到設(shè)置在脫鹽池一角的鹽水井。
6、鹽水井鹽水井為設(shè)置在脫鹽池一角的開口向上、底部及四壁不透水的水泥池，參見附圖4、附圖5、附圖6。鹽水井上部高度與脫鹽池相同，下部深度比脫鹽池底面高度低1m，鹽水井容積不大于脫鹽池的1/10，一般不小于3m3。鹽水井井壁與脫鹽池底部交匯處設(shè)有排鹽孔，其孔徑一般為40mm，孔間距0.15m；可用PVC管導(dǎo)流。鹽水井底部安有PVC排鹽回收管路，管徑為160mm～200mm。通往溫室外鹽水存儲(chǔ)池。
7、溫度控制器溫度控制器為溫控儀，參見附圖1和附圖2，連接兩個(gè)溫度探頭。其中一個(gè)設(shè)置在溫室內(nèi)距地面1.5米高度處，控制通風(fēng)扇②；另一個(gè)設(shè)置在脫鹽池內(nèi)0.5米深度處，控制熱水循環(huán)泵。
8、日光溫室日光溫室為7米寬(外皮尺寸)，跨長(zhǎng)1米的無柱日光溫室，溫室總長(zhǎng)度及單棟建筑面積可根據(jù)生產(chǎn)需要進(jìn)行調(diào)整。溫室骨架采用鋼管鋼筋格構(gòu)架結(jié)構(gòu)，每米1組，縱向桿采用50×50×5、40×40×4角鋼及Φ25電焊圓鋼管，頂部折線處用鍍鋅板密封。非鍍鋅鋼件應(yīng)涂防銹漆。骨架上覆蓋無滴膜，薄膜四周用卡槽、卡簧固定。溫室脊高2.5米，后坡肩高2.0米，溫室山墻及后墻采用雙層200厚水泥磚墻，中間夾100厚聚苯乙烯保溫板，屋面采用鋼筋混凝土薄板，外貼聚苯乙烯保溫板，為加強(qiáng)夜間保溫，塑料薄膜外覆蓋保溫被；其工作運(yùn)轉(zhuǎn)期間日光溫室要處于密閉狀態(tài)。
控溫融凍脫鹽裝置按上述要求修建安裝完畢后，溫室系統(tǒng)就可運(yùn)行。海冰控溫融凍脫鹽裝置運(yùn)行的工藝流程為海冰通過傳送帶被送入溫室，堆放在脫鹽池內(nèi)。太陽輻射使溫室逐步增溫，如果溫室內(nèi)氣溫或脫鹽池冰溫低于所定標(biāo)準(zhǔn)，溫控儀啟動(dòng)熱水循環(huán)泵，太陽能熱水器或小型鍋爐內(nèi)的熱水進(jìn)入熱交換管道，對(duì)溫室內(nèi)空氣或脫鹽池冰體加溫；如果溫室內(nèi)氣溫或脫鹽池冰溫高于所定標(biāo)準(zhǔn)，溫控儀啟動(dòng)強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)，使外部冷空氣進(jìn)入溫室以降低室溫。脫鹽池內(nèi)的海冰在溫室熱效應(yīng)作用下，冰體出現(xiàn)微融現(xiàn)象，冰體內(nèi)鹽水通道發(fā)生擴(kuò)充，鹵水在重力作用下沿冰內(nèi)鹽水通道不斷排出冰體外并下沉到脫鹽池底部，進(jìn)而沿脫鹽池底傾斜面匯流到鹽水井。動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)鹽水井內(nèi)海冰融水(鹵水)的鹽度變化，并不斷將鹽水井內(nèi)的海冰融水排出。如果鹽水井內(nèi)海冰融水(鹵水)的鹽度降低到所定標(biāo)準(zhǔn)，則結(jié)束控溫凍融脫鹽過程，并將脫鹽池內(nèi)的淡化海冰用傳送帶輸送到溫室外淡化海冰存儲(chǔ)池，最后自然融化成淡水。
實(shí)施例2海冰控溫凍融脫鹽試驗(yàn)試驗(yàn)時(shí)間為2005年1月24日至2005年1月31日。試驗(yàn)地點(diǎn)為河北省滄州市臨港經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)(原中捷友誼農(nóng)場(chǎng)東經(jīng)117°21’，北緯36°22’)，利用實(shí)施例1的控溫融凍脫鹽溫室。實(shí)驗(yàn)用冰取自渤海灣，成冰時(shí)海水原水鹽度約為32.7‰，主體海冰鹽度約為5.0～5.2‰，冰厚平均約10～15cm。
海冰控溫融凍脫鹽裝置熱環(huán)境背景值在1月20日到3月5日期間，溫室外部日平均太陽輻射強(qiáng)度為119.2w/m2，溫室內(nèi)部太陽輻射強(qiáng)度為62.4w/m2，溫室的太陽輻射通過率為52.35％。溫室內(nèi)平均氣溫為4.8℃～5.4℃。
海冰控溫融凍脫鹽裝置設(shè)定條件日光溫室外皮平面尺寸為40m×7m；單體脫鹽池容積為16m×5.5m×0.6m，約52m3，脫鹽池內(nèi)堆放原料海冰體積約40m3；溫室內(nèi)氣溫溫控范圍為4～6℃，脫鹽池冰溫溫控范圍為1.5～2℃。
試驗(yàn)結(jié)果由表1及表2可以看出海冰融水(鹵水)鹽度逐日下降，溫度合適時(shí)(氣溫為4～6℃；冰溫為1.5～2℃)，經(jīng)過5～7天的控溫脫鹽過程，所排出海冰融水(鹵水)鹽度就下降至1‰以下，出水率約為50％(單池原料冰折算融水體積30m3；融水鹽度大于1‰時(shí)，1#脫鹽池融水總體積約為11.3m3，出水率約為62.33％；2#脫鹽池融水總體積為16.9m3，出水率約為43.7％)。單體設(shè)施產(chǎn)水量約為31.8m3/(280m2·6d)，日產(chǎn)量約為5.3m3。
表1 溫室脫鹽池日融水體積及鹽度

表2 溫室凍融控溫脫鹽效果及相關(guān)參數(shù)

權(quán)利要求
1.一種海冰控溫融凍脫鹽裝置，其特征在于該裝置由如下部分組成熱源供應(yīng)部分、強(qiáng)制通風(fēng)部分、輸入輸出部分、熱水循環(huán)系統(tǒng)、脫鹽池(5)、鹽水井(6)、溫度控制部分、日光溫室(8)和淡化海冰存儲(chǔ)池(9)；所述的熱源供應(yīng)部分是指可供應(yīng)裝置運(yùn)轉(zhuǎn)的熱能裝置包括位于溫室外部的太陽能熱水器(1a)、位于溫室內(nèi)部的鍋爐(1b)或位于溫室頂部或溫室內(nèi)部的利用市電或農(nóng)電熱能裝置(1c)；所述的強(qiáng)制通風(fēng)部分是內(nèi)部通風(fēng)裝置(2a)、內(nèi)外通風(fēng)裝置(2b)和內(nèi)外換氣裝置(2c)；內(nèi)部通風(fēng)裝置(2a)位于脫鹽池(5)上方，內(nèi)外通風(fēng)裝置(2b)位于日光溫室(8)的墻壁上，內(nèi)外換氣裝置(2c)位于日光溫室(8)的墻壁上；所述的輸入輸出部分是指安置在溫室進(jìn)料口(8a)的輸入裝置(3a)和出料口(8b)的輸出裝置(3b)；所述的熱水循環(huán)部分是指與太陽能熱水器(1b)相連接的儲(chǔ)水罐(4a)、水箱(4b)、循環(huán)熱交換管路(4c)、循環(huán)泵(4d)和鋪設(shè)在脫鹽池底部的熱交換管道(4e)；所述的脫鹽池(5)是指安置在日光溫室(8)內(nèi)地表以下的長(zhǎng)方或正方形池子；所述的鹽水井(6)是指安置在脫鹽池(5)內(nèi)的長(zhǎng)方或正方形池子(6a)，以及與池子(6a)相連接的、通往裝置外的鹽水回收管路(6b)；所述的溫度控制部分是指安置在日光溫室(8)內(nèi)的溫控繼電器(7a)，其包括兩個(gè)溫控探頭(7b)、(7c)分別與通風(fēng)裝置(2a)和循環(huán)泵(4d)相連。
2.如權(quán)利要求1的控溫融凍脫鹽裝置，其中所述的強(qiáng)制通風(fēng)部分的通風(fēng)裝置(2a)是指通風(fēng)扇，其對(duì)應(yīng)于脫鹽池正上方，其設(shè)置高度距離地表不低于1m，一般在溫室高度的1/2～2/3之間，可采用高低錯(cuò)落的方式排列，通風(fēng)扇的扇葉直徑為40～60cm。
3.如權(quán)利要求1的控溫融凍脫鹽裝置，其中所述的熱水循環(huán)部分中熱交換管道(4e)鋪設(shè)在脫鹽池(5)中，距脫鹽池底部一般為0.2m，管間距不超過0.8m。
4.如權(quán)利要求1的控溫融凍脫鹽裝置，其中所述的脫鹽池(5)為設(shè)置在溫室內(nèi)地表面之下、脫鹽池的頂部與溫室地面高度相同，脫鹽池(5)設(shè)計(jì)深度一般不超過1m，其容積可隨溫室大小進(jìn)行調(diào)整，一般不小于40m3；脫鹽池(5)底面的坡度為千分之一，脫鹽池(5)底面的最低點(diǎn)設(shè)置在脫鹽池一角的鹽水井(6)。
5.如權(quán)利要求1的控溫融凍脫鹽裝置，其中所述的鹽水井(6)設(shè)置在脫鹽池(5)一角、開口向上、鹽水井上部高度與脫鹽池相同，下部深度比脫鹽池底面高度低1m，鹽水井容積不大于脫鹽池的1/10，一般不小于3m3；鹽水井井壁與脫鹽池底部交匯處設(shè)有排鹽孔，其孔徑一般為40mm，孔間距0.15m；排鹽回收管路(6b)和鹽水井底部相連接，排鹽回收管的管徑為160mm~200mm，并與溫室外鹽水存儲(chǔ)池相連接。
6.如權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的控溫融凍脫鹽裝置，其特征在于該裝置由如下部分組成熱源供應(yīng)部分、強(qiáng)制通風(fēng)部分、輸入輸出部分、熱水循環(huán)系統(tǒng)、脫鹽池(5)、鹽水井(6)、溫度控制部分、日光溫室(8)和淡化海冰存儲(chǔ)池(9)；所述的熱源供應(yīng)部分是指可供應(yīng)裝置運(yùn)轉(zhuǎn)的熱能裝置包括位于溫室外部的太陽能熱水器(1a)、位于溫室內(nèi)部的鍋爐(1b)、位于溫室頂部或溫室內(nèi)部的利用市電或農(nóng)電熱能裝置(1c)；所述的強(qiáng)制通風(fēng)部分是內(nèi)部通風(fēng)裝置(2a)、內(nèi)外通風(fēng)裝置(2b)和內(nèi)外換氣裝置(2c)；內(nèi)部通風(fēng)裝置(2a)位于脫鹽池(5)上方，內(nèi)外通風(fēng)裝置(2b)位于日光溫室(8)的墻壁上，內(nèi)外換氣裝置(2c)位于日光溫室(8)的墻壁上；其中所述的強(qiáng)制通風(fēng)部分的通風(fēng)裝置(2a)是指通風(fēng)扇，其對(duì)應(yīng)于脫鹽池正上方，其設(shè)置高度距離地表不低于1m，一般在溫室高度的1/2～2/3之間，可采用高低錯(cuò)落的方式排列，通風(fēng)扇的扇葉直徑為40～60cm；所述的輸入輸出部分是指安置在溫室進(jìn)料口(8a)的輸入裝置(3a)和出料口(8b)的輸出裝置(3b)；所述的熱水循環(huán)部分是指與太陽能熱水器(1b)相連接的儲(chǔ)水罐(4a)、水箱(4b)、循環(huán)熱交換管路(4c)、循環(huán)泵(4d)和鋪設(shè)在脫鹽池底部的熱交換管道(4f)；其中所述的熱水循環(huán)部分中熱交換管道(4e)鋪設(shè)在脫鹽池(5)中，距脫鹽池底部一般為0.2m，管間距不超過0.8m；所述的脫鹽池(5)是指安置在日光溫室(8)內(nèi)地表以下的長(zhǎng)方或正方形池子；其中所述的脫鹽池(5)為設(shè)置在溫室內(nèi)地表面之下、脫鹽池的頂部與溫室地面高度相同，脫鹽池(5)設(shè)計(jì)深度一般不超過1m，其容積可隨溫室大小進(jìn)行調(diào)整，一般不小于40m3；脫鹽池(5)底面的坡度為千分之一，脫鹽池(5)底面的最低點(diǎn)設(shè)置在脫鹽池一角的鹽水井(6)；所述的鹽水井(6)是指安置在脫鹽池(5)內(nèi)的長(zhǎng)方或正方形池子(6a)，以及與池子(6a)相連接的、通往裝置外的鹽水回收管路(6b)；其中所述的鹽水井(6)設(shè)置在脫鹽池(5)一角、開口向上、鹽水井上部高度與脫鹽池相同，下部深度比脫鹽池底面高度低1m，鹽水井容積不大于脫鹽池的1/10，一般不小于3m3；鹽水井井壁與脫鹽池底部交匯處設(shè)有排鹽孔，其孔徑一般為40mm，孔間距0.15m；排鹽回收管路(6b)和鹽水井底部相連接，排鹽回收管的管徑為160mm~200mm，并與溫室外鹽水存儲(chǔ)池相連接；所述的溫度控制部分是指安置在日光溫室(8)內(nèi)的溫控繼電器(7a)，其包括兩個(gè)溫控探頭(7b)、(7c)分別與通風(fēng)裝置(2a)和循環(huán)泵(4d)相連。
7.一種海冰控溫融凍脫鹽的方法，其特征在于該方法為取海冰置入室內(nèi)脫鹽池中，通過熱源供應(yīng)部分、強(qiáng)制通風(fēng)部分和熱水循環(huán)系統(tǒng)調(diào)節(jié)室溫和冰溫，使海冰溫度保持在-1.5～2℃；室溫保持在4～6℃；收集鹵水；待鹵水鹽度≤1‰時(shí)，收集海冰即得淡化海冰。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于其中當(dāng)海冰溫度保持在-1.5～2℃；室溫保持在4～6℃時(shí)，海冰溶解，冰體內(nèi)部的鹵水在重力作用下滲出，收集鹵水。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其中取海冰置入脫鹽池中調(diào)節(jié)冰溫是指將海冰置于室內(nèi)不透水的水泥池中，在池底、池壁、或池面通過熱交換管道、熱風(fēng)機(jī)、空調(diào)裝置或其它加熱裝置進(jìn)行加熱，使海冰溫度保持在-1.5～2℃。
10.如權(quán)利要求7、8或9所述的方法，其中室內(nèi)是指密閉溫室內(nèi)，室溫是指溫室內(nèi)氣溫，冰溫是指溫室內(nèi)脫鹽池中海冰冰體溫度。
全文摘要
本發(fā)明公開一種控溫凍融脫鹽裝置，即具有日光溫室特點(diǎn)的控溫凍融脫鹽裝置，實(shí)現(xiàn)海冰的固態(tài)脫鹽；本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)量小，運(yùn)行安全，易于推廣。本發(fā)明另一個(gè)目的在于提供一種海冰固態(tài)脫鹽的方法；應(yīng)用該方法固態(tài)脫鹽節(jié)約能源，原料冰利用率高，環(huán)境友好。
文檔編號(hào)C02F1/22GK1699196SQ20051007973
公開日2005年11月23日 申請(qǐng)日期2005年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月24日
發(fā)明者顧衛(wèi), 許映軍, 史培軍 申請(qǐng)人:北京師范大學(xué)