專利名稱：超高效海水淡化高壓氣體放爆膨脹瞬間蒸發(fā)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及海水超高速淡化和海水快速制鹽及廢水污水處理，尤其是由高壓容器、高壓氣體、導(dǎo)液管、進(jìn)氣管、放爆片、超壓氣罐、放爆蒸發(fā)大棚、自動(dòng)泄壓窗、閥門等組成的超高效海水淡化高壓氣體放爆膨脹瞬間蒸發(fā)裝置。
目前國(guó)內(nèi)、外采用的海水淡化方法比較多，變相法蒸發(fā)法、蒸餾法、冷卻法；膜分離法反滲透法、電滲析法；化學(xué)平衡法離子交換法、水合法、溶劑萃取法等主要三大類型。目前技術(shù)領(lǐng)先的也是應(yīng)用最多的是閃急蒸餾法，約占當(dāng)今世界海水淡化總產(chǎn)量的70％。閃急蒸餾法就是利用水的沸點(diǎn)隨壓力降低而降低這一特性，首先使海水在管道中加熱，然后引到一個(gè)壓力較低的蒸發(fā)室中，被引入的高溫海水就會(huì)在一剎那間迅速蒸發(fā)，產(chǎn)生的蒸氣在裝有冷海水的管道外得到冷凝而造成淡水。(需要進(jìn)行重復(fù)多節(jié)閃餾，目前已達(dá)需要重復(fù)閃餾操作三十多節(jié)/次，設(shè)備龐大效率較低)。其缺點(diǎn)是設(shè)備投資多，海水循環(huán)量大、制水量小，濃縮率較低操作費(fèi)用較高。(需要大批量的海水制作，只得約1份淡水，卻要產(chǎn)生約9份有污染的濃海水)。
本發(fā)明的目的是提供一種全新的超高效海水淡化高壓氣體放爆膨脹瞬間蒸發(fā)裝置。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資非常少、產(chǎn)水批量大、性能穩(wěn)定、體積小、使用方便、制水特快、出淡水量高。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的解決方案是利用海水中的鹽類分子均不參與蒸發(fā)汽化過(guò)程的這一特性，采用高壓氣體放爆膨脹高壓爆碎瞬間蒸發(fā)法，即采用高壓氣體放爆水液液滴減壓后強(qiáng)烈急劇膨脹高壓爆碎超高速蒸發(fā)機(jī)理。采用產(chǎn)生巨大量的高壓氣體引爆高壓容器放爆，使海水中的淡水分子水液在高壓氣體放爆減壓后液滴強(qiáng)烈急劇膨脹高壓爆碎超高速蒸發(fā)形成混合氣體。最大限度地?cái)U(kuò)大淡水分子與鹽類分子，分子之間的間距離、水液體積(所有的淡水分子水液液滴的體積膨脹爆碎蒸發(fā)后，擴(kuò)大了約幾十倍至數(shù)百倍)、密度差距和運(yùn)行速度及運(yùn)行距離。瞬間內(nèi)分離出并隔離出不同運(yùn)行方式的混合氣液，形成淡水和濃鹽水，達(dá)到超高速蒸發(fā)瞬間海水淡化的目的。
海水在高溫中，淡水分子水液容易揮發(fā)，比重、間距離變化較大；鹽類分子水液不易揮發(fā)，比重、間距離變化較小。采用產(chǎn)生巨大量的超壓氣體促使高壓容器放爆，海水水液液滴在被高壓氣體放爆后釋放出巨大能量，產(chǎn)生大量的高壓、高速?zèng)_擊波(激波)射流所形成的巨大的氣體沖擊激波高壓爆碎動(dòng)能。強(qiáng)烈急劇沖擊、分割、包圍、全方位立體、高速膨脹爆碎、超高速蒸發(fā)分解海水水液液滴。讓高壓超高密度溶氣的混合氣液先引起強(qiáng)烈高壓壓縮，然后高壓氣體放爆，水液液滴減壓膨脹高壓爆碎瞬間蒸發(fā)。使高壓中的超高密度溶氣的液滴在瞬間內(nèi)產(chǎn)生了嚴(yán)重的力學(xué)不平衡，液滴體積強(qiáng)烈急劇高速膨脹，分子之間的碰撞力急劇增加，高壓、高速?zèng)_擊波(激波)氣流氣體以超過(guò)外界大氣壓約成百倍至數(shù)百倍的壓強(qiáng)壓力，沖破各個(gè)淡水分子之間的間隙及促使液滴內(nèi)部爆碎蒸發(fā)。高壓、高速氣流氣體爭(zhēng)先恐后地往外擠，使微細(xì)顆粒的液滴在各個(gè)方向即刻脹大高壓爆碎超高速蒸發(fā)。促使水液液滴體積膨脹許多倍，比重減輕許多倍，分子之間的間距離的差距擴(kuò)大許多倍，最大限度地?cái)U(kuò)大淡水分子與鹽類分子之間的密度差距和運(yùn)行速度及運(yùn)行距離。淡水分子水液液滴在超高速蒸發(fā)后，形成質(zhì)點(diǎn)細(xì)小的超高密度微細(xì)顆粒懸浮液滴混合氣體；鹽類分子水液液滴不易被高壓蒸發(fā)，形成質(zhì)點(diǎn)最大的顆粒液滴濃鹽水；在它們發(fā)生了不同的運(yùn)行方式后，使它們?cè)谒查g內(nèi)分離開并隔高開，達(dá)到超高速蒸發(fā)瞬間海水淡化的目的。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下在注入冷海水的密封式高壓容器體內(nèi)先設(shè)置導(dǎo)液管、進(jìn)氣管、放爆片(也稱爆破片或采用高氣敏自動(dòng)電磁閥門)、和體外設(shè)置超壓氣罐、冷海水進(jìn)水閥門；在超壓氣罐體外分別設(shè)置數(shù)個(gè)低壓儲(chǔ)氣罐進(jìn)氣閥門、中壓儲(chǔ)氣罐進(jìn)氣閥門、高壓儲(chǔ)氣罐進(jìn)氣閥門、超壓氣體進(jìn)氣閥門；與高壓容器相配套的連續(xù)性放爆蒸發(fā)的放爆蒸發(fā)大棚為連續(xù)性放爆蒸發(fā)系統(tǒng)。放爆蒸發(fā)大棚體外設(shè)置自動(dòng)泄壓窗、淡水出水閥門、濃鹽水出液閥門。
超高效海水淡化高壓氣體放爆膨脹瞬間蒸發(fā)裝置的工作流程為1、高壓氣體放爆水液液滴減壓膨脹高壓爆碎超高速蒸發(fā)在高壓容器體內(nèi)先安置導(dǎo)液管、進(jìn)氣管、放爆片(或采用高氣敏自動(dòng)電磁閥門)，和體外設(shè)置超壓氣罐及冷海水進(jìn)水閥門。開啟進(jìn)水閥門注入冷海水，當(dāng)高壓容器體內(nèi)的冷海水水位達(dá)到一定的水位時(shí)，關(guān)閉進(jìn)水閥門停止注水密閉放爆片。然后逐個(gè)分別開啟及關(guān)閉數(shù)個(gè)低壓儲(chǔ)氣罐進(jìn)氣閥門、中壓儲(chǔ)氣罐進(jìn)氣閥門、高壓儲(chǔ)氣罐進(jìn)氣閥門；在高壓容器體內(nèi)的充氣壓力達(dá)到了所需的工作要求壓力時(shí)，即可關(guān)閉高壓儲(chǔ)氣罐的進(jìn)氣閥門。開啟超壓氣體進(jìn)氣閥門超壓注氣，直至放爆后即關(guān)閉超壓氣體進(jìn)氣閥門。一旦高壓容器高壓氣體放爆水液液滴減壓膨脹高壓爆碎瞬間蒸發(fā)，放爆后釋放出巨大的能量，產(chǎn)生大量的高壓氣體巨力沖擊波氣壓聚力瞬間頂破撕碎放爆片。高壓高速射流的混合氣液即從導(dǎo)液管上口內(nèi)噴出，海水中的淡水分子水液液滴即被放爆后釋放出的巨大能量產(chǎn)生大量的高壓、高速?zèng)_擊波氣流氣體，在放爆蒸發(fā)大棚(大棚可用布料制做)的巨大空間內(nèi)被高速?zèng)_擊碰撞高壓爆碎成霧云。強(qiáng)烈急劇分解突躍物態(tài)變化，超高速蒸發(fā)成氣體，(淡水分子與鹽類分子之間一旦脫離了水體，相互間就不再產(chǎn)生大的作用力)形成質(zhì)點(diǎn)細(xì)小的超高密度微細(xì)顆粒懸浮液滴混合氣體，高速?gòu)?qiáng)烈急劇膨脹向四周爆射擴(kuò)散上升。鹽類分子水液液滴由于不易被高壓、高速氣流蒸發(fā)受沖擊后，形成質(zhì)點(diǎn)最大的顆粒液滴濃鹽水，所承受的沖擊作用力最大、運(yùn)行速度最快、被噴射甩拋得最遠(yuǎn)，被沖擊噴射后在受到阻攔后停止運(yùn)行逐漸聚積。
2、超高速蒸發(fā)制取淡水在放爆前，先開啟淡水出水閥門和開啟濃鹽水出液閥門。在高壓氣體放爆后海水中的混合氣液在被高壓、高速?zèng)_擊波巨力氣流氣體沖擊壓縮后從導(dǎo)液管上口內(nèi)噴出，呈圓錐狀膨脹射流快速霧化，液滴在與高速氣流沖擊波(激波)高壓氣體不斷地碰撞撞擊后，在巨型的放爆蒸發(fā)大棚的巨大空間內(nèi)，急劇噴射劇烈膨脹高壓爆碎蒸發(fā)擴(kuò)散上升。鹽類分子水液液滴由于不易被高壓蒸發(fā)形成質(zhì)點(diǎn)最大的顆粒液滴濃鹽水，受阻攔后停止運(yùn)行順板壁面向下流，聚積后從濃鹽水出液閥門管道內(nèi)排出。海水中的淡水分子水液液滴被超高速蒸發(fā)后形成質(zhì)點(diǎn)細(xì)小的超高密度微細(xì)顆粒懸浮液滴混合氣體急劇向上噴射，劇烈膨脹高壓爆碎瞬間蒸發(fā)，形成混合氣體急劇向四周爆射擴(kuò)散上升。當(dāng)混合氣體中有一部分氣體在上升運(yùn)行時(shí)，在受到前方物體的阻攔后，會(huì)轉(zhuǎn)彎繞道繼續(xù)不停地向四周擴(kuò)散繼續(xù)運(yùn)行上升。此時(shí)的自動(dòng)泄壓窗能夠自動(dòng)迅速將有壓的多余的氣體排出體外。淡水混合氣體在巨大的放爆蒸發(fā)大棚的快速蒸發(fā)聚積后形成淡水，從淡水出水閥門管道內(nèi)輸出。最后關(guān)閉淡水出水閥門和關(guān)閉濃鹽水出液閥門。(前述的二種閥門也可一直處于開啟狀態(tài)，不再關(guān)閉。)如此不斷地反復(fù)循環(huán)不息。
由于上述解決方案中采用了高壓氣體放爆膨脹瞬間蒸發(fā)法，即采用高壓氣體放爆水液液滴減壓強(qiáng)烈急劇膨脹高壓爆碎超高速蒸發(fā)機(jī)理。使海水水液在被高壓氣體放爆后，釋放出巨大能量產(chǎn)生大量的高壓高速?zèng)_擊波氣流氣體，巨力沖擊、分割、包圍、膨脹、爆碎、分解海水后，海水中的淡水分子水液液滴在瞬間內(nèi)發(fā)生強(qiáng)烈急劇的超高速蒸發(fā)，形成質(zhì)點(diǎn)細(xì)小的超高密度微細(xì)顆粒懸浮液滴混合氣體。分子之間的間距離急劇成許多倍的加大，體積迅速成許多倍的增長(zhǎng)，比重迅速成許多倍的減輕。海水中的鹽類分子水液液滴由于不易被高壓蒸發(fā)形成質(zhì)點(diǎn)最大的顆粒液滴濃鹽水。使淡水分子與鹽類分子之間產(chǎn)生最大的氣與液的比重差距和運(yùn)行速度及運(yùn)行距離，在它們發(fā)生了不同的運(yùn)行方式后，達(dá)到了超高速分離的目的并將它們迅速地隔離開。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資非常少，性能穩(wěn)定、體積小、制水特快、出淡水量高(特別適合濃海水脫鹽)能夠節(jié)省大量的能源和時(shí)間。
下面結(jié)合附圖
一與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
附圖一是本發(fā)明實(shí)施例的超高效海水淡化高壓氣體放爆膨脹瞬間蒸發(fā)裝置的眾多實(shí)施例中的一種高壓氣體放爆水液液滴減壓強(qiáng)烈急劇膨脹高壓爆碎超高速蒸發(fā)制水的工作原理的簡(jiǎn)要示意圖。
本發(fā)明超高效海水淡化高壓氣體放爆膨脹瞬間蒸發(fā)裝置如附圖一所示，高壓氣體放爆水液液滴減壓膨脹高壓爆碎超高速蒸發(fā)制水在注入冷海水的高壓容器(1)體內(nèi)先安置導(dǎo)液管(2)、進(jìn)氣管(3)、放爆片(4)[或采用高氣敏自動(dòng)電磁閥門(4)]和體外設(shè)置超壓氣罐(6)、冷海水進(jìn)水閥門(5)；高壓容器(1)上口處設(shè)置連接放爆片(4)，高壓容器(1)上部處分別與導(dǎo)液管(2)、進(jìn)氣管(3)連接聯(lián)通；高壓容器(1)體外設(shè)置連接聯(lián)通進(jìn)水閥門(5)及連接聯(lián)通超壓氣罐(6)；在超壓氣罐(6)的體外設(shè)置連接聯(lián)通數(shù)個(gè)低壓儲(chǔ)氣罐進(jìn)氣閥門(7)、中壓儲(chǔ)氣罐進(jìn)氣閥門(8)、高壓儲(chǔ)氣罐進(jìn)氣閥門(9)、超壓氣體進(jìn)氣閥門(10)；在高壓容器(1)體外上部處設(shè)置連接聯(lián)通放爆蒸發(fā)大棚(11)，放爆蒸發(fā)大棚(11)體外下部處設(shè)置連接與淡水出水閥門(14)連接聯(lián)通；放爆蒸發(fā)大棚(11)體外底下方處設(shè)置連接聯(lián)通自動(dòng)泄壓窗(12)和設(shè)置連接聯(lián)通濃鹽水出液閥門(13)；放爆蒸發(fā)大棚(11)為連續(xù)性放爆蒸發(fā)系統(tǒng)；高壓容器(1)體外上部處與放爆蒸發(fā)大棚(11)的進(jìn)口處連接聯(lián)通。
1、高壓氣體放爆水液液滴減壓膨脹高壓爆碎超高速蒸發(fā)在高壓容器(1)體內(nèi)先安置導(dǎo)液管(2)、進(jìn)氣管(3)、安置放爆片(4)[或采用高氣敏自動(dòng)電磁閥門(4)]在高壓容器(1)體外安置超壓氣罐(6)和冷海水進(jìn)水閥門(5)。開啟冷海水進(jìn)水閥門(5)注水，在水泵壓注入的冷海水的水位達(dá)到高壓容器(1)體內(nèi)一定的水位時(shí)，可關(guān)閉冷海水進(jìn)水閥門(5)停止注水密閉放爆片(4)。然后逐個(gè)分別開啟及關(guān)閉低壓儲(chǔ)氣罐的進(jìn)氣閥門(7)、中壓儲(chǔ)氣罐的進(jìn)氣閥門(8)、高壓儲(chǔ)氣罐的進(jìn)氣閥門(9)，在高壓容器(1)體內(nèi)的充氣壓力達(dá)到了所需的工作要求壓力時(shí)，即可關(guān)閉高壓儲(chǔ)氣罐的進(jìn)氣閥門(9)開啟超壓氣體進(jìn)氣閥門(10)超壓注氣，直至放爆后即關(guān)閉超壓氣體進(jìn)氣閥門(10)。一旦高壓容器(1)體內(nèi)的高壓氣體瞬間放爆，水液液滴減壓強(qiáng)烈急劇膨脹高壓爆碎超高速蒸發(fā)。高壓氣體放爆后釋放出巨大的能量，產(chǎn)生大量的高壓巨力沖擊波氣壓聚力瞬間頂破撕碎放爆片(4)，高壓容器(1)體內(nèi)的高壓高速射流的混合氣液即從導(dǎo)液管(2)上口內(nèi)噴出，由于高壓氣體放爆的能量巨大，在高壓中的超高密度溶氣的高壓混合氣液中的淡水分子水液和鹽類分子水液，即被高壓氣體放爆后，釋放出的巨大能量產(chǎn)生大量的高壓、高速?zèng)_擊波射流氣體，在放爆蒸發(fā)大棚(11)的巨大空間內(nèi)，被高速?zèng)_擊劇烈高壓爆碎形成超高密度的霧云。淡水分子水液液滴在被強(qiáng)烈急劇膨脹分解突躍物態(tài)變化超高速蒸發(fā)成氣體，形成質(zhì)點(diǎn)細(xì)小的超高密度微細(xì)顆粒懸浮液滴混合氣體，高速膨脹向四周爆射擴(kuò)散上升。鹽類分子水液液滴不易被高壓蒸發(fā)，受沖擊后形成質(zhì)點(diǎn)最大的顆粒液滴濃鹽水所承受的沖擊作用力最大，運(yùn)行速度最快，被噴射甩拋得最遠(yuǎn)。
2、連續(xù)性放爆超高速蒸發(fā)制取淡水在放爆前，先開啟濃鹽水出液閥門(13)和開啟淡水出水閥門(14)。在高壓氣體放爆后，高壓海水水液混合氣液被高壓、高速?zèng)_擊波氣體的巨大壓力壓縮后從導(dǎo)液管(2)上口內(nèi)噴出，在巨型的放爆蒸發(fā)大棚(11)[大棚可用布料制做]的巨大空間內(nèi)急劇噴射，劇烈膨脹高壓爆碎擴(kuò)散上升。鹽類分子水液液滴由于不易被高壓、蒸發(fā)形成質(zhì)點(diǎn)最大的顆粒液滴濃鹽水噴出后，在受阻攔后即停止運(yùn)行順板壁面向下流，聚積后從濃鹽水出液閥門(13)的出液管道內(nèi)排出。高壓的混合氣液中的淡水分子水液液滴在被強(qiáng)烈急劇膨脹高壓爆碎超高速蒸發(fā)后，形成質(zhì)點(diǎn)細(xì)小的超高密度微細(xì)顆粒懸浮液滴混合氣體噴出后，劇烈膨脹高速向四周爆射擴(kuò)散上升。當(dāng)混合氣體中有一部分的氣體在上升運(yùn)行時(shí)，在受到前方物體的阻攔后，會(huì)轉(zhuǎn)彎繞道繼續(xù)不停地向四周擴(kuò)散繼續(xù)運(yùn)行，混合氣體在受到阻攔后，會(huì)轉(zhuǎn)彎繞道從周邊外圍繼續(xù)擴(kuò)散上升。[混合氣體在受到阻攔后，自身能夠轉(zhuǎn)彎繞道繼續(xù)上升，是因?yàn)槠渲兴魵獗瓤諝廨p，自身具有繼續(xù)運(yùn)行上升的動(dòng)能。]在高壓氣體放爆后，混合氣液中的淡水分子混合氣體和鹽類分子液滴能夠以各自不同的運(yùn)行方式運(yùn)行上升，達(dá)到了瞬間分離和隔離的目的。[此時(shí)自動(dòng)泄壓窗(12)即自動(dòng)及時(shí)地排放出多余的有壓氣體]淡水分子水液混合氣體在被巨大空間的放爆蒸發(fā)大棚(11)的快速蒸發(fā)聚積后形成淡水水液，從淡水出水閥門(14)管道內(nèi)輸出。最后關(guān)閉濃鹽水出液閥門(13)和關(guān)閉淡水出水閥門(14)。[前述的二種閥門也可以一直處于開啟狀態(tài)，不再關(guān)閉。]與高壓容器(1)相配套的連續(xù)性放爆蒸發(fā)大棚(11)為連續(xù)性放爆蒸發(fā)系統(tǒng)，其放爆蒸發(fā)的高效工作能力，能夠不斷地滿足高壓容器(1)所連續(xù)性的不斷的放爆蒸發(fā)。如此不斷地反復(fù)循環(huán)不息。
權(quán)利要求
1.一種超高效海水淡化高壓氣體放爆膨脹瞬間蒸發(fā)裝置，其特征在于在注入冷海水的高壓容器(1)體內(nèi)先安置導(dǎo)液管(2)、進(jìn)氣管(3)、放爆片(4)[或采用高氣敏自動(dòng)電磁閥門(4)]和體外設(shè)置超壓氣罐(6)、冷海水進(jìn)水閥門(5)；高壓容器(1)上口處設(shè)置連接放爆片(4)，高壓容器(1)上部處分別與導(dǎo)液管(2)、進(jìn)氣管(3)連接聯(lián)通；高壓容器(1)體外設(shè)置連接聯(lián)通進(jìn)水閥門(5)及連接聯(lián)通超壓氣罐(6)；在超壓氣罐(6)體外設(shè)置連接聯(lián)通數(shù)個(gè)低壓儲(chǔ)氣罐進(jìn)氣閥門(7)、中壓儲(chǔ)氣罐進(jìn)氣閥門(8)、高壓儲(chǔ)氣罐進(jìn)氣閥門(9)、超壓氣體進(jìn)氣閥門(10)；在高壓容器(1)體外上部處設(shè)置連接聯(lián)通放爆蒸發(fā)大棚(11)，放爆蒸發(fā)大棚(11)體外下部處設(shè)置與淡水出水閥門(14)連接聯(lián)通；放爆蒸發(fā)大棚(11)體外底下方處設(shè)置連接聯(lián)通自動(dòng)泄壓窗(12)和設(shè)置連接聯(lián)通濃鹽水出液閥門(13)；高壓容器(1)體外上部處與放爆蒸發(fā)大棚(11)進(jìn)口處連接聯(lián)通。
全文摘要
本發(fā)明超高效海水淡化高壓氣體放爆膨脹瞬間蒸發(fā)裝置,利用海水中的鹽類分子均不參與蒸發(fā)汽化過(guò)程的這一特性,采用高壓氣體放爆水液液滴減壓強(qiáng)烈急劇膨脹高壓爆碎超高速蒸發(fā)機(jī)理。使海水中的淡水分子水液液滴在高壓氣體放爆減壓后,強(qiáng)烈急劇膨脹高壓爆碎超高速蒸發(fā)形成混合氣體。最大限度地?cái)U(kuò)大淡水分子與鹽類分子之間的間距離、水液體積、密度差距和運(yùn)行速度及運(yùn)行距離,瞬間內(nèi)分離出并隔離出不同運(yùn)行方式的混合氣液,形成淡水和濃鹽水,達(dá)到超高速蒸發(fā)瞬間海水淡化的目的。
文檔編號(hào)B01D3/00GK1344684SQ0113551
公開日2002年4月17日 申請(qǐng)日期2001年10月6日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月6日
發(fā)明者陳明 申請(qǐng)人:陳明