CN1328964A - 瞬间海水淡化装置 - Google Patents

Abstract

本发明瞬间海水淡化装置,利用海水中的盐类分子均不参与蒸发汽化过程的这一特性,采用炸药在海水中定向放爆,爆炸释放巨大能量产生大量的高温超高压高速气体剧烈冲击分解海水,使海水强烈急剧膨胀雾化形成高密度发泡悬浮液滴,使其汽与液的比重差距拉大许多倍。经高温超压高速气波冲击瞬间内分离出并隔离出不同比重的混合液,导入快速冷却室被快速冷却成淡水。

Description

瞬间海水淡化装置

本发明涉及海水超高速淡化，尤其是由爆炸室、高温室、点火器、炸药、内盖阀门、隔离单向阀门、气液排放喷射口、快速冷却室、蛇形冷却管、水泵等组成的瞬间海水淡化装置。

目前国内、外采用的海水淡化方法比较多，变相法：蒸发法、蒸馏法、冷却法；膜分离法：反渗透法、电渗析法；化学平衡法：离子交换法、水合法、溶剂萃取法等主要三大类型，目前技术领先的也是应用最多的是闪急蒸馏法，约占当今世界海水淡化总产量的70％。闪急蒸馏法就是利用水的沸点随压力降低而降低这一特性，首先使海水在管道中加热，然后引到一个压力较低的蒸发室中，被引入的高温海水就会在一刹那间迅速蒸发，产生的蒸汽在装有冷海水的管道外得到冷凝而造成淡水。(需要进行重复多节闪馏，目前已达需要反反复复重复闪馏操作三十多节/次，设备庞大效率较低)。其缺点是：设备投资多，海水循环量大、制水量小、浓缩率较低操作费用较高。(需要大批量的海水制作，只得1份淡水，却要产生9份有污染的浓海水)。

本发明的目的是提供一种超高速海水淡化放爆隔离装置，其结构简单、投资少、性能稳定、体积小、水垢少，使用方便、制水特快、出淡水量非常高(约得80％的淡水，只产生约20％的浓盐水或约4％的盐类结晶体)。

为了达到上述目的，本发明的解决方案是：利用海水中的盐类分子均不参与蒸发汽化过程的这一特性，采用(安全、无毒、无污染的)炸药在海水中定向放爆，爆炸释放巨大能量产生大量的超高温、超压、高速气体剧烈冲击分解海水。(使水液在瞬间先引起超高温和强烈超压压缩，然后瞬间减压放爆，高温膨胀。)使水液在一刹那间强烈急剧超高温膨胀汽化形成高密度发泡悬浮液滴，水液体积急剧膨胀成许多倍增长，比重迅速成许多倍减轻，使其汽与液的比重差距拉大许多倍，最大限度地扩大淡水分子与盐类分子之间的比重差及运行速度。然后在超高速超压气波冲击力的作用下(超声速传播)将浓盐水喷射出容器外，瞬间内分离出高密度、高温雾状悬浮液滴与浓盐水(或盐类结晶体)并瞬间内将它们隔离开。将高温混合液导入快速冷却室内被冷却管内的冷海水快速冷却冷凝成淡水。采用炸药在海水中爆炸汽与液的比重差瞬间内分离出并瞬间隔离出，达到超高速瞬间海水淡化的目的。

海水在高温中淡水分子容易挥发，比重、间距离变化较大；盐类分子不易挥发，比重、间距离变化较小。采用炸药在海水中爆炸(海水在高温沸腾中，淡水分子容易被高温汽化是由于含有较多的易挥发组分，所以随着温度的升高水液的体积和比重变化非常大；盐类分子不易被高温汽化是由于含有较多的难挥发组分，所以随着温度的升高浓盐水液的体积和比重变化非常小。)水液被爆破时释放出巨大能量产生大量的高温、超压气体高速冲击强烈急剧分解汽化，瞬间内水液强烈急剧膨胀，分子间的碰撞力急剧增加，高温、超压、高速气波以超过外界大气压许多倍的压强压力冲破液体水分子之间的间隙，高温、超压、高速气体争先恐后往外挤，使液滴在各个方向即刻胀大开来，分子间的距离成许多倍增加形成雾状汽液悬浮液滴急剧膨胀扩散。盐类分子水液由于不易被蒸发汽化形成最大质点的颗粒液滴被冲击喷射得最远。达到最大限度地扩大盐类分子与淡水分子之间的比重差，在高速气波冲击力的作用下汽与液分离，使其比重最大的质点浓盐水在瞬间内被喷射在最外围，达到瞬间内分离的目的并将它们瞬间内隔离开。

本发明的技术方案如下：在注入海水的密闭式爆炸室内设置预热海水输送管道进水口、点火器、炸药(药包)、补充气体单向阀门，体外设置高温混合液排放管道并与水泵连通；(可采用安全无毒无污染的炸药，炸药包被安置在防水的海水中，内盖阀门能够在放爆后即自动闭合。)高温室为大型封闭钢瓶式容器，可使水液充分汽化最大限度地扩大立体全方位蒸发面，内置隔离单向阀门、气液排放喷射口；隔离单向阀门可采用电磁阀工作形式是只出不进的高气敏感应延时自动闭合开关单向阀门；气与液排放喷射口为排放大量的多余气体及浓盐水的排放喷射口；补充气体单向阀为在爆炸室、高温室内发生了负压时能够自动工作，及时自动补充气体；快速冷却室为封闭式内置注满冷海水的多层重叠蛇形冷却管便于快速冷却，冷却室上部设置二孔口，一孔口为：高温混合液进入口与水泵连通，另一孔口为：预热海水出水口，底部也设置二孔口，一孔口为：淡水出水口，另一孔口为：冷海水补充液进水口并与水泵连通。

瞬间海水淡化装置的工作流程为：1、在海水中放爆炸药爆炸：先打开冷海水进水阀门，将海水池中冷海水补充液由水泵压送至快速冷却室内置的冷却水管内，由于多层重叠蛇形冷却水管浸泡在灌满高温混合液的冷却室内，可得到逐级由下而上预热(水温约可达90摄氏度以上)。再打开(在置有炸药的)爆炸室预热海水进水阀门导入爆炸室体内，当预热海水水位达到约90％的水位时，同时关闭水泵开关和爆炸室预热海水进水口阀门及冷海水进口阀门。即可开启点火器引爆炸药(炸药被安置在海水中)放爆爆炸，水液在被瞬间内释放巨大能量产生大量的超高温、超压、高速气体在爆炸室内被高速冲击强烈急剧分解突跃物态变化，瞬间内室温迅速上升使释放出巨大能量的热气波浪急剧扩散，使水液形成雾状汽液悬浮液滴高密度膨胀扩散开，盐类分子水液受冲击后形成较大颗粒液滴(盐类分子均不参与蒸发汽化过程)。海水水液在一刹那间强烈急剧膨胀，体积迅速成许多倍增长、比重迅速成许多倍减轻。使其汽与液的比重差距拉大许多倍，(在瞬间内分离时，爆炸室和高温室的室温保持在很高的温度上，分离的物质基本上是：浓盐水或盐类结晶体与雾状汽液悬浮液滴，比重差距拉大许多倍，很容易得到分离。)最大限度地扩大淡水分子与盐类分子之间的比重差及运行速度。(淡水分子与盐类分子之间一旦脱离了水体，相互间就不再产生作用力。)由于浓盐水不易被高温、超压、高速气波蒸发汽化形成较大颗粒液滴，所承受的冲击作用力最大运行速度最快，作为比重最大的质点浓盐水喷射在最外围，被隔离单向阀门自动闭合时隔离开(大量的多余气体和浓盐水或盐类结晶体即被排出容器外)。由于爆炸室和高温室在放爆后，室温和室内的压力快速下降，使室内发生负压，补充气体单向阀即自动工作及时自动补充气体。内盖阀门放爆后即自动闭合。

2、制取淡水：先打开爆炸室体下部高温混合液出液阀门，让高温混合液涌进快速冷却室内，再打开淡水出水阀门及水泵开关放水，当高温混合液一旦进入快速冷却室，就被冷却室内安置的多层重叠蛇形冷却管内的大量冷海水快速冷却冷凝成淡水。当爆炸室体内的高温混合液被全部排放后，即同时关闭水泵开关、混合液出口阀门开关、排放淡水阀门开关(补充气体单向阀自动停止工作)。如此不断地反复循环。

由于上述解决方案中采用了：在海水中引爆炸药爆炸分解水液汽与液比重差分离海水淡化方法，只需将海水置于在爆炸室内，然后点火放爆爆炸，致使海水水液被释放出巨大能量产生大量的超高温、超压气体高速冲击强烈急剧分解形成高密度雾状汽液悬浮液滴，分子间距离急剧成许多倍加大，水液体积迅速成许多倍增长比重迅速成许多倍减轻，使淡水分子与盐类分子之间产生最大的汽与液比重差，然后在超高速超压气波冲击力的作用下将浓盐水喷射出容器外，在瞬间内分离出雾状汽液悬浮液滴和浓盐水(或盐类结晶体)并将它们瞬间内隔离开。其结构简单、投资少、性能稳定、体积小、制水特快、水垢少(并便于清除)、出淡水产量特别高，(特别适合浓海水淡化)能够节省大量的时间。(水体的蒸发只能在气液界面进行，由于水体不能在内部蒸发，决定了水只是一种缓慢蒸发的液体，而不能迅速挥发)。本发明的海水淡化方法：从炸药的爆炸；海水中的淡水与浓盐水或盐类结晶体的分离开；海水中的淡水与浓盐水或盐类结晶体的隔离开；整个过程约在1秒钟完成。要比目前仍在应用中的(大量的)太阳能海水淡化方法，其制水速度提高了数万倍，达到了超高速瞬间海水淡化的目的且制水的浓缩率非常高。(非常容易做到：注入的是海水，瞬间内产生的是大量的淡水和盐类结晶体。)

下面结合附图一与实施例对本发明作进一步描述。

附图一是本发明实施例的瞬间海水淡化装置的爆炸装置、爆炸室、高温室、快速冷却室工作原理简要示意图。

本发明一种瞬间海水淡化装置如附图一所示，打开阀门(4)、阀门(7)开启水泵(3)将海水池(1)中的冷海水(2)压注至多层重叠蛇形冷却管(5)内，由于冷却管(5)被安置在快速冷却室(6)内的灌满高温混合液(17)的浸液中，使冷海水(2)得到由下而上的预热后导入置有炸药(12)的(爆炸装置)下部设有底座(16)的爆炸室(8)体内。当预热海水(2)的注入已达到爆炸室(8)体内约90％的水位时，可关闭水泵(3)同时关闭阀门(4)、阀门(7)。即开启点火器(13)引爆炸药(12)，(内盖阀门(10)能够在放爆后即自动闭合。)在海水中定向放爆爆炸，使瞬间内释放出巨大能量产生大量的超高温、超压、高速气波用巨力顶开内盖阀门(10)隔离单向阀门(11)，水液在爆炸室(8)内被超高温、超高压气波剧烈高速冲击强烈急剧膨胀分解下，迅速向外扩散形成雾状汽液悬浮液滴，水液分子之间的间距离成许多倍的增大，体积迅速成许多倍的增长、比重迅速成许多倍的减轻，最大限度地扩大淡水分子与盐类分子之间汽与液的比重差。由于比重最大的质点浓盐水不易被汽化，形成最大颗粒液滴，使这些运行速度最快的比重最大的质点浓盐水被超高温、超压、高速气波的冲击力的作用下被喷射至最外围，达到所需汽与液比重差的分离目的。在超高温、超压、高速气波顶开隔离单向阀门(11)时，大量的多余气体和浓盐水(或盐类结晶体)被从气液排放喷射口(21)被喷射出容器外，在隔离单向阀门(11)的作用下瞬间内自动闭合时使汽与液分离开并在瞬间内被隔离开。一旦打开阀门(14)、阀门(18)的阀门开关开启水泵(15)后，(补充气体单向阀(20)由于爆炸室(8)和高温室(9)在放爆后形成的高温高压气体被高速排出后，使爆炸室(8)和高温室(9)内发生负压而自动工作)高温混合液(17)即涌进冷却室(6)内，经快速冷却室(6)内的多层重叠蛇形冷却管(5)快速冷却冷凝，淡水(19)即批量产出。当爆炸室(8)内的高温混合液(17)被排放完后，即可同时关闭水泵(15)、阀门(14)、阀门(18)开关(补充气体单向阀(20)自动停止工作)。如此不断反复循环。

Claims (1)

1、一种瞬间海水淡化装置，其特征在于：在注入海水(2)的爆炸室(8)内外设置点火器(13)、炸药(12)、内盖阀门(10)，高温室(9)内设置隔离单向阀门(11)、气液排放喷射口(21)，爆炸室(8)体外设置高温混合液(17)的排放管道在与水泵(15)连接与冷却室(6)连通冷凝后即成大量的淡水(19)。