專利名稱：一種磁分離海水淡化方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及海水淡化方法及其設(shè)備、特別是一種磁分離方式從海水中分離出淡水的方法及其裝置。
背景技術(shù)：
眾所周知，地球上水的總儲(chǔ)量中海水占97. 3%，淡水只占2. 7%。由于海水是含有a^+、 Mg++、 cr等多種離子的苦咸水，不能直接供人類使用。而淡水中有三分之二在冰川雪原，也不能直接供人類使用，人類可利用的江、河、湖、泊及地下水的總量?jī)H占地球總水量中極微小的比例。在人類活動(dòng)的淡水分配中農(nóng)業(yè)灌溉占67%、工業(yè)生產(chǎn)占23%、市政民用占10%。本世紀(jì)以來(lái)，隨著全球人口數(shù)量的激增，農(nóng)業(yè)用水量增長(zhǎng)了5倍，工業(yè)用水量增長(zhǎng)了26倍，巿政民用水量增長(zhǎng)了 18倍。隨著陸地淡水需求日益緊張，世界上目前約有三分之一的人生活在淡水資源缺乏的環(huán)境中，按現(xiàn)在的用水速度，三十年后貧水人口數(shù)將可能達(dá)到三分之二。為此，人們已采用過(guò)各種不同方法嘗試從取之不盡的海水中得到可以利用的淡水。
目前已有的海水淡化方法中，有冰凍法、蒸發(fā)法、電滲析法，但要消耗大量能源；有反滲透法，雖然耗能較省，但也要有數(shù)拾到上百大氣壓的壓力
源，且濾膜的成本高，易老化；有太陽(yáng)能淡化法，但需要昂貴龐大的設(shè)備；
都不適用于需要量大價(jià)廉的淡水的民用需求。
為此人們開(kāi)始探索用不需要昂貴和龐大設(shè)備的、耗能少、處理量大的磁
分離法，從海水中制取淡水。磁分離海水淡化法的基本原理是在一個(gè)管道
的上下方設(shè)置磁體，使管道內(nèi)形成磁場(chǎng)，當(dāng)海水從管道內(nèi)流過(guò)時(shí)，海水中的
MT、 Mg++、 C/-等正負(fù)離子在洛倫茨(LoreiUz)力的作用下便分別向管道兩側(cè)移動(dòng)，然后將管道的出水口分隔成中間水道和側(cè)邊水道，脫離了偷+、
Mg++、 cr等正負(fù)離子的淡水從中間水道流出，高含她+、 Mg++、 cr等正負(fù)
離子的苦咸水從側(cè)邊水道流出，從而達(dá)到海水淡化的目的。但目前已有的磁分離海水淡化方法或裝置都屬于構(gòu)想和試驗(yàn)階段，還無(wú)法付諸實(shí)際應(yīng)用，其主要原因是正負(fù)離子分別向兩側(cè)移動(dòng)聚集后，形成的電場(chǎng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于離子所受的洛倫茨力，會(huì)使正負(fù)離子分別向兩側(cè)的移動(dòng)減弱或不再移動(dòng)，這個(gè)問(wèn)題至今沒(méi)有得到較為理想的解決。
中國(guó)專利申請(qǐng)第88217795. 8號(hào)的磁力海水淡化裝置，通過(guò)在管道側(cè)壁設(shè)置導(dǎo)線電極伸進(jìn)管道內(nèi)，來(lái)消除側(cè)壁附近積聚正離子或負(fù)離子所形成的電位差，即消除對(duì)磁場(chǎng)力有直接影響的電場(chǎng)，認(rèn)為這樣可以使正負(fù)離子向兩側(cè)移動(dòng)不受干擾。但是，當(dāng)海水中的A^+、 Mg++、 cr等正負(fù)離子分別移動(dòng)至管道兩側(cè)時(shí)，與導(dǎo)線電極釋放的帶不同電荷的離子結(jié)合，變?yōu)橹行粤Ｗ雍?，就不受磁?chǎng)力的作用而自由移動(dòng)，又會(huì)回到淡水流中而使海水淡化作用失效。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有同類磁分離海水淡化方法或裝置在解決正負(fù)離子分別向管道兩側(cè)移動(dòng)聚集形成的電場(chǎng)力對(duì)正負(fù)離子移動(dòng)的影響問(wèn)題上，存在技術(shù)措施不當(dāng)、達(dá)不到海水淡化目的的缺陷，本發(fā)明的主要目的是提供一種改進(jìn)的磁分離海水淡化方法及其裝置，可以較好解決正負(fù)離子分別向兩側(cè)移動(dòng)聚集形成的電場(chǎng)力對(duì)正負(fù)離子移動(dòng)的影響、有效實(shí)現(xiàn)海水淡化。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的磁分離海水淡化方法及其裝置，可以高效、節(jié)能的有效實(shí)現(xiàn)海水淡化。
本發(fā)明解決其主要目的的技術(shù)問(wèn)題所釆用的技術(shù)方案是
一種磁分離海水淡化方法，用一個(gè)矩形截面的管道作為過(guò)水通道，在管道的上下面外側(cè)設(shè)置磁體，使管道內(nèi)形成磁場(chǎng)，將海水從管道內(nèi)流過(guò)，在磁場(chǎng)的洛倫茨力作用下，海水中的正離子向管道一惻移動(dòng)、負(fù)離子向管道另一側(cè)移動(dòng)，將管道的出水口分隔成中間水道和二側(cè)邊水道，淡水從中間水道流出，苦咸水從二側(cè)邊水道流出，其特征是所述管道為絕緣材料制造，管道二側(cè)面的外側(cè)各設(shè)有一電極板，而且是管道內(nèi)正離子移動(dòng)所朝向的一側(cè)面的外側(cè)設(shè)負(fù)電極板，管道內(nèi)負(fù)離子移動(dòng)所朝向的另一側(cè)面的外側(cè)設(shè)正電極板，使管道每一側(cè)壁均由其內(nèi)側(cè)的離子電位和外側(cè)的電極電位構(gòu)成一個(gè)電場(chǎng)。
一種磁分離海水淡化裝置，其特征是包括一個(gè)作為過(guò)水通道用的絕緣材料制造的矩形截面的管道、二個(gè)分別設(shè)置在管道的上下面外側(cè)的磁體、二個(gè)分別設(shè)置在管道的二側(cè)面外側(cè)的電極板，其中管道的出水口分隔成中間水道和二側(cè)邊水道，管道上下面外側(cè)的磁體中一個(gè)磁體是其南極面向著管道、另一個(gè)磁體是其北極面向著管道，管道內(nèi)正離子移動(dòng)所朝向的一側(cè)面的外側(cè)設(shè)負(fù)電極板、管道內(nèi)負(fù)離子移動(dòng)所朝向的另一側(cè)面的外側(cè)設(shè)正電極板，中間水道為淡水輸出通道，二側(cè)邊水道為苦咸水輸出通道，管道的進(jìn)水口為海水
5輸入通道。
本發(fā)明解決其另一目的的技術(shù)問(wèn)題所釆用的技術(shù)方案是
一種磁分離海水淡化方法,J在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，其特征是所述管道內(nèi)，設(shè)有一個(gè)或一個(gè)以上的與管道惻壁平行設(shè)置的中間側(cè)壁，將管道內(nèi)腔分隔為二個(gè)或二個(gè)以上的過(guò)水通道，每一過(guò)水通道的出水口均分隔成中間水道和二側(cè)邊水道，淡水均從其中間水道流出，苦咸水均從其二側(cè)邊水道流出，中間側(cè)壁為絕緣材料制造，使管道每一中間側(cè)壁均由其一側(cè)的正離子電位和另一側(cè)的負(fù)離子電位各自構(gòu)成一個(gè)電場(chǎng)。
一種磁分離海水淡化裝置，在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，其特征是所述管道內(nèi)，設(shè)有一個(gè)或一個(gè)以上的絕緣材料制造的中間側(cè)壁，中間側(cè)壁與管道側(cè)壁平行設(shè)置而將管道內(nèi)腔分隔為二個(gè)或二個(gè)以上的過(guò)水通道，每一過(guò)水通道的出水口均分隔成中間水道和二側(cè)邊水道，淡水均從其中間水道流出，苦咸水均從其二側(cè)邊水道流出。
上述技術(shù)方案的二個(gè)磁體可以是分別覆蓋在管道的上下面外側(cè)的磁板，具體可以是永久磁鐵板或電磁鐵板。
上述技術(shù)方案的二個(gè)電極板可以是分別覆蓋在管道的二側(cè)面外側(cè)的電極板，具體可以是金屬電極板或其它導(dǎo)電體材質(zhì)的電極板。
上述技術(shù)方案的所謂絕緣材料制造包括整體由絕緣材料制造和在非絕緣材料基體的表面上覆蓋絕緣材料層等情況。
本發(fā)明的有益效果對(duì)于本發(fā)明解決其主要目的的技術(shù)問(wèn)題所釆用的技術(shù)方案，由于管道.側(cè)壁為絕緣體，二側(cè)面的外側(cè)各設(shè)有一電極板，在每一側(cè)壁處由其內(nèi)側(cè)的離子電位和外側(cè)的電極電位構(gòu)成一個(gè)電場(chǎng)，改變了使整個(gè)管道內(nèi)腔形成為一個(gè)電場(chǎng)的狀況，這樣側(cè)壁電場(chǎng)的電場(chǎng)力對(duì)側(cè)壁外的影響很小，即對(duì)在磁場(chǎng)力作用下移動(dòng)的正負(fù)離子的干擾很弱，保證了正負(fù)離子分別向管道兩側(cè)移動(dòng)聚集的有效實(shí)現(xiàn)；同時(shí)由于電極板設(shè)置在絕緣體側(cè)壁的外側(cè)，不會(huì)在管道內(nèi)腔釋放帶不同電荷的離子，所以已向側(cè)壁移動(dòng)聚集的離子不會(huì)變?yōu)橹行粤Ｗ樱词冀K受到磁場(chǎng)力作用而不會(huì)移動(dòng)回到淡水流中，這也是本發(fā)明克服諸如第88217795. 8號(hào)中國(guó)專利申請(qǐng)之類的缺陷，保證海水淡化效果不會(huì)失效的關(guān)鍵發(fā)明構(gòu)思所在。對(duì)于本發(fā)明解決其另一目的的技術(shù)問(wèn)題所釆用的技術(shù)方案，由于管道內(nèi)設(shè)有一個(gè)或一個(gè)以上的與管道側(cè)壁平行設(shè)置的中間側(cè)壁，將管道內(nèi)腔分隔為二個(gè)或二個(gè)以上的過(guò)水通道，中間側(cè)壁為絕緣體，使管道每一中間側(cè)壁由其一側(cè)的正離子電位和另一側(cè)的負(fù)離子電位構(gòu)成一個(gè)電場(chǎng)，這樣在相同流量的情況下，正負(fù)離子移動(dòng)至中間側(cè)壁的距離大大縮短,這樣海水淡化效果更易于保證，管道的長(zhǎng)度也可以縮短，同時(shí)中間側(cè)壁的電場(chǎng)是二側(cè)的正負(fù)離子自然建立的，不需要靠需耗能的電極板來(lái)建立，所以特別節(jié)能。本發(fā)明技術(shù)構(gòu)思巧妙而且完善，具有可靠性強(qiáng)、分離效果好、節(jié)能、簡(jiǎn)單、低成本的優(yōu)點(diǎn)，是海水淡化的理想技術(shù)方案，適于推廣應(yīng)用。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn) 一 步說(shuō)明。


圖1是本發(fā)明一種實(shí)施例的俯視就圖2的A-A位置剖開(kāi)的示意圖。圖2是圖1的B-B剖視示意圖和圖3的C-C剖視示意圖。圖3是本發(fā)明另一種實(shí)施例的俯視就圖2的A-A位置剖開(kāi)的示意圖。圖中1、管道；2、過(guò)水通道；3和4、磁體；5、中間水道；6和7、 二側(cè)邊水道；8和9、電極板；10、側(cè)壁；11和12、進(jìn)水口； 13、電池；14、出水口； 15和16、漏口； 17、下層水槽；18、出水口； 19、管道；20和21、管道側(cè)壁；22、中間側(cè)壁；23、過(guò)水通道；24、中間水道；25和26、側(cè)邊水道；27、出水口； 28和29、漏口； 30、下層水槽；31、出水口。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)Dl-圖2，本磁分離海水淡化方法，用一個(gè)矩形截面的管道1作為過(guò)水通道2，在管道l的上下面外側(cè)設(shè)置磁體3和4，使管道l內(nèi)形成磁場(chǎng)，將海水從管道1內(nèi)流過(guò)，在磁場(chǎng)的洛倫茨力作用下，海水中的正離子向管道一側(cè)(圖1的下側(cè))移動(dòng)、負(fù)離子向管道另一側(cè)(圖1的上側(cè))移動(dòng)，將管道的出水口分隔成中間水道5和二側(cè)邊水道6、 7,淡水從中間水道5流出，
苦咸水從二側(cè)邊水道6、 7流出，其特征是所述管道l為絕緣材料制造，管道l 二側(cè)面的外側(cè)各設(shè)有一電極板8、 9,而且是管道1內(nèi)正離子移動(dòng)所朝向的一側(cè)面(圖1的下側(cè))的外側(cè)設(shè)負(fù)電極板8，管道1內(nèi)負(fù)離子移動(dòng)所朝向的另一側(cè)面(圖1的上側(cè))的外側(cè)設(shè)正電極板9，使管道1側(cè)壁10由其內(nèi)側(cè)的正離子電位和外側(cè)的負(fù)電極電位構(gòu)成一個(gè)電場(chǎng)、側(cè)壁11由其內(nèi)側(cè)的負(fù)離子電位和外側(cè)的正電極電位構(gòu)成另一個(gè)電場(chǎng)。另外，磁體3的南極面對(duì)著管道l的頂面，磁體4的北極面對(duì)著管道1的底面。
參照?qǐng)D1 圖2，本磁分離海水淡化裝置，其特征是包括一個(gè)作為過(guò)水通道2用的絕緣材料制造的矩形截面的管道1 、 二個(gè)分別設(shè)置在管道l的上下面外側(cè)的磁體3和4、 二個(gè)分別設(shè)置在管道1的二側(cè)面外側(cè)的電極板8和9,其中管道1的出水口分隔成中間水道5和二側(cè)邊水道6、 7,管道l上下面外側(cè)的磁體3是由其南極面向著管道1、磁體4是由其北極面向著管道1，管道內(nèi)正離子移動(dòng)所朝向的一側(cè)面(圖1中的下側(cè)面)的外側(cè)設(shè)負(fù)電極板8、管道內(nèi)負(fù)離子移動(dòng)所朝向的另一側(cè)面(圖1中的上側(cè)面)的外側(cè)設(shè)正電極板9，中間水道5為淡水輸出通道，二側(cè)邊水道6、 7為苦咸水輸出通道，管道l的進(jìn)水口 12為海水輸入通道。另外，磁體3、 4均是分別覆蓋在管道的上下面外側(cè)的永久磁鐵板；電極板8、 9是分別覆蓋在管道的二側(cè)面外側(cè)的金屬電極板，通過(guò)連接直流電源13以保持其電極電位；管道1在中間水道5外面還設(shè)有一個(gè)彎折的出水口 14; 二側(cè)邊水道6、 7分別經(jīng)漏口 15、 16通到下層水槽17，下層水槽17有出水口 18。
參照?qǐng)D3,本磁分離海水淡化方法，以圖1~圖2的磁分離海水淡化方法為基礎(chǔ)，其特征是所述管道19內(nèi)，設(shè)有8個(gè)與管道側(cè)壁20、 21平行設(shè)置的中間側(cè)壁22等，將管道19內(nèi)腔分隔為9個(gè)過(guò)水通道23等，每一過(guò)水通道23等的出水口均分隔成中間水道24等和二側(cè)邊水道25、 26等，淡水均從其中間水道24等流出，苦咸水均從其二側(cè)邊水道25、 26等流出，中間側(cè)壁22等為絕緣材料制造，使管道每一中間側(cè)壁22等由其一側(cè)的正離子電位和另一側(cè)的負(fù)離子電位各自構(gòu)成一個(gè)電場(chǎng)。
參照?qǐng)D3,本磁分離海水淡化裝置，以圖1~圖2的磁分離海水淡化裝置為基礎(chǔ)，其特征是所述管道19內(nèi)，設(shè)有8個(gè)絕緣材料制造的中間側(cè)壁22等，中間側(cè)壁22等與管道側(cè)壁20、 21平行設(shè)置而將管道內(nèi)腔分隔為9個(gè)過(guò)水通道23等，每一過(guò)水通道23等的出水口均分隔成中間水道24等和二側(cè)邊水道25、 26等，淡水均從其中間水道24等流出，苦咸水均從其二側(cè)邊水道25、 26等流出。另外，所有的中間水道24等均經(jīng)一個(gè)彎折的出水口 27輸出；所有的二側(cè)邊水道25、 26等均分別經(jīng)漏口28、 29等通到一個(gè)下層水槽30,下層水槽30有出水口 31。
權(quán)利要求
1、一種磁分離海水淡化方法，用一個(gè)矩形截面的管道作為過(guò)水通道，在管道的上下面外側(cè)設(shè)置磁體，使管道內(nèi)形成磁場(chǎng)，將海水從管道內(nèi)流過(guò)，在磁場(chǎng)的洛倫茨力作用下，海水中的正離子向管道一側(cè)移動(dòng)、負(fù)離子向管道另一側(cè)移動(dòng)，將管道的出水口分隔成中間水道和二側(cè)邊水道，淡水從中間水道流出，苦咸水從二側(cè)邊水道流出，其特征是所述管道為絕緣材料制造，管道二側(cè)面的外側(cè)各設(shè)有一電極板，而且是管道內(nèi)正離子移動(dòng)所朝向的一側(cè)面的外側(cè)設(shè)負(fù)電極板，管道內(nèi)負(fù)離子移動(dòng)所朝向的另一側(cè)面的外側(cè)設(shè)正電極板，使管道每一側(cè)壁均由其內(nèi)側(cè)的離子電位和外側(cè)的電極電位構(gòu)成一個(gè)電場(chǎng)。
2、 按權(quán)利要求1所述的磁分離海水淡化方法，其特征是所述管道內(nèi)，設(shè)有 一個(gè)或一個(gè)以上的與管道側(cè)壁平行設(shè)置的中間側(cè)壁，將管道內(nèi)腔分隔為二個(gè)或二 個(gè)以上的過(guò)水通道，每一過(guò)水通道的出水口均分隔成中間水道和二側(cè)邊水道，淡 水均從其中間水道流出，苦咸水均從其二側(cè)邊水道流出，中間側(cè)壁為絕緣材料制 造，使管道每一中間側(cè)壁均由其一側(cè)的正離子電位和另一側(cè)的負(fù)離子電位各自構(gòu) 成一個(gè)電場(chǎng)。
3、 按權(quán)利要求1或2所述的磁分離海水淡化方法，其特征是所述為絕緣材 料制造是整體由絕緣材料制造或在非絕緣材料基體的表面上覆蓋絕緣材料層。
4、 一種磁分離海水淡化裝置，其特征是包括一個(gè)作為過(guò)水通道用的絕緣 材料制造的矩形截面的管道、二個(gè)分別設(shè)置在管道的上下面外側(cè)的磁體、二個(gè) 分別設(shè)置在管道的二側(cè)面外側(cè)的電極板，其中管道的出水口分隔成中間水道和 二惻邊水道，管道上下面外側(cè)的磁體中一個(gè)磁體是其南極面向著管道、另一個(gè) 磁體是其北極面向著管道，管道內(nèi)正離子移動(dòng)所朝向的一側(cè)面的外側(cè)設(shè)負(fù)電極 板、管道內(nèi)負(fù)離子移動(dòng)所朝向的另一側(cè)面的外側(cè)設(shè)正電極板，中間水道為淡水 輸出通道，二側(cè)邊水道為苦咸水輸出通道，管道的進(jìn)水口為海水
5、 按權(quán)利要求4所述的磁分離海水淡化裝置，其特征是所述管道內(nèi)，設(shè)有 一個(gè)或一個(gè)以上的絕緣材料制造的中間側(cè)壁，中間側(cè)壁與管道側(cè)壁平行設(shè)置而將 管道內(nèi)腔分隔為二個(gè)或二個(gè)以上的過(guò)水通道，每一過(guò)水通道的出水口均分隔成中 間水道和二側(cè)邊水道，淡水均從其中間水道流出，苦咸水均從其二側(cè)邊水道流出。
6、 按權(quán)利要求4或5所述的磁分離海水淡化裝置，其特征是所述二個(gè)磁體是分別覆蓋在管道的上下面外惻的永久磁鐵板或電磁鐵板。
7、 按權(quán)利要求4或5所述的磁分離海水淡化裝置，其特征是所述二個(gè)電極板是分別覆蓋在管道的二側(cè)面外側(cè)的金屬電極板或其它導(dǎo)電體材質(zhì)的電極板。
8、 按權(quán)利要求4或5所述的磁分離海水淡化裝置，其特征是所述二個(gè)電極板通過(guò)連接直流電源以保持其電極電位。
9、 按權(quán)利要求4或5所述的磁分離海水淡化裝置，其特征是所述管道在中 間水遒外面還設(shè)有一個(gè)彎折的出水口， 二側(cè)邊水道分別經(jīng)漏口通到下層水槽，下 層水槽有出水口。
全文摘要
一種磁分離海水淡化方法及其裝置。本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在技術(shù)措施不當(dāng)、達(dá)不到海水淡化目的的問(wèn)題。技術(shù)方案要點(diǎn)用一個(gè)矩形截面的管道作過(guò)水通道，在管道的上下面外側(cè)設(shè)置磁體，使管道內(nèi)形成磁場(chǎng)，將海水從管道內(nèi)流過(guò)，在磁場(chǎng)的洛倫茨力作用下，海水中的正離子向管道一側(cè)移動(dòng)、負(fù)離子向管道另一側(cè)移動(dòng)，管道的出水口分隔成中間水道和二側(cè)邊水道，淡水從中間水道流出，苦成水從二側(cè)邊水道流出，特征是管道為絕緣材料制造，管道二側(cè)面的外側(cè)各設(shè)有一電極板，是管道內(nèi)正離子移動(dòng)所朝向的一側(cè)面的外側(cè)設(shè)負(fù)電極板，管道內(nèi)負(fù)離子移動(dòng)所朝向的另一側(cè)面的外側(cè)設(shè)正電極板，使管道每一側(cè)壁均由其內(nèi)側(cè)的離子電位和外側(cè)的電極電位構(gòu)成一個(gè)電場(chǎng)。
文檔編號(hào)C02F103/08GK101519236SQ200910036688
公開(kāi)日2009年9月2日 申請(qǐng)日期2009年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月10日
發(fā)明者許建歡 申請(qǐng)人:許建歡