專利名稱：海水或苦咸水淡化方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及海水或苦咸水淡化技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種海水或苦咸水淡化方法
及裝置。
背景技術(shù)：
水作為生命的源泉，在經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中是不可替代的資源。由于人類大規(guī)模開采及環(huán)境破壞以及由此帶來的氣候異常，使得水資源的供求矛盾變得越來越尖銳，加上我國(guó)水資源時(shí)間和空間分布極不均勻，以及水體污染的加劇，使得水資源問題成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的瓶頸問題。 目前解決局部地區(qū)淡水短缺問題的方法主要有1)異地調(diào)水；2)加強(qiáng)水資源的回收與管理；3)海水或苦咸水淡化。異地調(diào)水工程巨大，送水成本一般很高。加強(qiáng)水資源的回收與管理，可以達(dá)到對(duì)水資源最大程度的利用，但其不能從根本上解決淡水水源的問題。海水或苦咸水淡化被視為人類未來主要水源之一，目前海水或苦咸水的淡化方法已有十幾種，按分離過程可分為蒸餾法、膜法、結(jié)晶法、溶劑萃取法和離子交換法等，真正實(shí)現(xiàn)商用的海水或苦咸水淡化技術(shù)主要有蒸餾法和膜法兩種。蒸餾法海水或苦咸水淡化是利用熱能使海水或苦咸水產(chǎn)生相變，利用海水或苦咸水中水和鹽的揮發(fā)度差異，得到貧鹽的蒸汽相，通過將蒸汽冷凝得到淡水。蒸餾法海水或苦咸水淡化主要包括多級(jí)閃蒸(MSF)、多效蒸發(fā)(ME)和壓汽蒸餾(VC)，淡化過程中需要提供給水蒸汽大量的汽化潛熱，淡化流程工藝復(fù)雜，對(duì)設(shè)備和運(yùn)行要求高；膜法海水或苦咸水淡化的基本原理是利用選擇透過性膜對(duì)水和鹽的選擇透過性能，將鹽分截留或移走從而得到淡水的方法，主要包括電滲析法(ED)和反滲透法(RO)。反滲透法(RO)需在較高的壓力下運(yùn)行，而電滲析法(ED)過程中會(huì)出現(xiàn)大電流的情形，這對(duì)節(jié)能都非常不利，同時(shí)為避免滲透膜的失效，膜法海水或苦咸水淡化技術(shù)對(duì)原料水的預(yù)處理也較復(fù)雜。雖然工程上蒸餾法和膜法海水或苦咸水淡化都已有大規(guī)模的應(yīng)用，但它們都仍存在對(duì)電力、化石燃料等高品質(zhì)能源依賴程度高，噸水能耗大、成本高，對(duì)原料海水或苦咸水處理復(fù)雜等問題，尋找易與低品味能源結(jié)合低成本的海水或苦咸水淡化技術(shù)依然是目前研究的熱點(diǎn)。增濕去濕淡化方法由傳統(tǒng)的太陽(yáng)能蒸餾淡化發(fā)展而來，采用流動(dòng)的載氣(一般為空氣)攜帶一定量的水蒸汽后進(jìn)入冷凝室中去濕得到淡水，由于其具有設(shè)備結(jié)垢傾向少，規(guī)模靈活，投資和運(yùn)行費(fèi)用適中，便于與低品味能源結(jié)合等優(yōu)點(diǎn)而受到重視，因此，它在漁船、供給船、客貨船等海上移動(dòng)建筑物，淡水需求相對(duì)分散的島嶼、內(nèi)陸苦咸水地區(qū)以及淡水資源缺乏的沿海地區(qū)有廣闊的應(yīng)用前景。天津大學(xué)王世昌等申請(qǐng)的名為“海水或苦咸水的增濕-去濕淡化裝置和過程”的中國(guó)發(fā)明專利(公開號(hào)為CN1583582A)中，裝置主要采用一個(gè)由換熱管和殼體構(gòu)成的立式換熱器，淡化過程中海水或苦咸水沿?fù)Q熱管內(nèi)壁自上而下流動(dòng)，載氣由換熱管下端引入，自下而上流動(dòng)被不斷增濕，之后進(jìn)入殼程經(jīng)冷卻去濕得到淡水，實(shí)現(xiàn)海水或苦咸水的淡化，但淡化過程中需要先提供給水蒸汽大量的汽化潛熱然后再帶走水蒸汽的汽化潛熱，因加熱裝置和冷凝裝置的存在，使得設(shè)備不易小型化。浙江大學(xué)曾勝等人申請(qǐng)的名為“綜合利用太陽(yáng)能進(jìn)行海水淡化的裝置”的中國(guó)實(shí)用新型專利(公開號(hào)為CN201338952Y)中，裝置主要包括太陽(yáng)能集熱器、鼓泡蒸發(fā)器、冷凝回?zé)崞?、太?yáng)能電池板、主控器等，通過太陽(yáng)能集熱器加熱后的海水在鼓泡蒸發(fā)器中將空氣加濕，高濕度空氣進(jìn)入冷凝回?zé)崞鞅坏蜏睾Ｋ淠秊榈瑫r(shí)對(duì)海水進(jìn)行了預(yù)熱。該裝置淡化過程中實(shí)現(xiàn)了利用了低品味的太陽(yáng)能提供給水蒸汽大量的汽化潛熱，然后利用低溫海水帶走水蒸汽的汽化潛熱達(dá)到海水淡化并進(jìn)行了熱回收的目的，但裝置存在晚上和陰天不能工作的缺陷，同時(shí)因加熱裝置和冷凝裝置的存在，使得設(shè)備不易小型化。雖然已有的增濕去濕海水或苦咸水淡化方法可以利用太陽(yáng)能、地?zé)崮艿鹊推肺赌茉?，但是目前該方法增濕和去濕過程都需要提供給水蒸汽大量的汽化潛熱，能耗大，而且需要比較復(fù)雜的加熱和冷凝裝置。·電滲效應(yīng)是指電場(chǎng)中液體相對(duì)于帶電固體表面移動(dòng)的現(xiàn)象，1807年首次由Reuss發(fā)現(xiàn)，其可以在去濕過程中在電滲作用下直接將材料內(nèi)部的水分以液態(tài)水形式排出，材料在吸濕的過程中同時(shí)電滲再生去濕，使得淡化過程能夠持續(xù)進(jìn)行，同時(shí)因?yàn)椴恍枰訜岷屠淠b置，在獲得相同的淡水量的情形下使得設(shè)備易于小型化。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何將電滲效應(yīng)應(yīng)用于海水或苦咸水淡化中，從而降低淡化時(shí)所需的能耗并提高淡化效果。(二)技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，提供了一種海水或苦咸水淡化方法，包括以下步驟SI :使載濕氣體通過海水或苦咸水，并將其加濕至飽和狀態(tài)；S2 :利用具有電滲和吸濕能力的材料吸收載濕氣體中的水分；S3 :通過陰電極和陽(yáng)電極產(chǎn)生的電場(chǎng)，在所述具有電滲和吸濕能力的材料內(nèi)產(chǎn)生電滲效應(yīng)，使得所述具有電滲和吸濕能力的材料所吸收的水分以液態(tài)的形式排出，得到液態(tài)淡水。其中，所述載濕氣體為空氣、二氧化碳、氮?dú)狻⒀鯕饣蛳∮袣怏w中的至少一種。其中，所述具有電滲和吸濕能力的材料為具有電滲能力的吸濕材料，或由電滲材料與吸濕材料制成的復(fù)合材料。其中，所述具有電滲和吸濕能力的材料為粉末狀、顆粒狀或者帶有通孔的塊狀。其中，所述陽(yáng)電極采用防腐蝕的金屬、非金屬、合金或氧化物惰性電極材料制成，或由表面生長(zhǎng)一層惰性電極材料薄膜的易腐蝕導(dǎo)電材料制成。本發(fā)明還提出了一種利用上述方法的海水或苦咸水淡化裝置，包括加濕部分，其上設(shè)置氣體入口、海水或苦咸水進(jìn)口及海水或苦咸水出口 ；淡化部分，所述淡化部分的一側(cè)與所述加濕部分的一側(cè)連接設(shè)置，其內(nèi)設(shè)置有至少一個(gè)吸附床，所述吸附床內(nèi)設(shè)置有具有電滲和吸濕能力的材料，陰電極設(shè)置于所述具有電滲和吸濕能力的材料下表面，陽(yáng)電極設(shè)置于所述具有電滲和吸濕能力的材料上表面。其中，還包括阻霧器、風(fēng)機(jī)、淡化部分外殼和儲(chǔ)水箱，所述吸附床安裝于所述淡化裝置外殼內(nèi)部，所述阻霧器安裝在加濕裝置和吸附床之間的載氣通道上，所述風(fēng)機(jī)安裝于所述加濕裝置上的空氣進(jìn)口處，所述淡化裝置外殼上開有與吸附床數(shù)目對(duì)應(yīng)的載氣通道口，所述儲(chǔ)水箱安裝在淡化裝置外殼下部。其中，所述的加濕部分為無填料或裝有填料的噴淋裝置，或采用鼓泡加濕、對(duì)流蒸發(fā)加濕、降膜蒸發(fā)加濕的蒸發(fā)裝置。其中，所述吸附床為固定式吸附床，所述吸附床為一個(gè)或者多個(gè)并聯(lián)，每個(gè)所述吸附床內(nèi)所設(shè)置的具有電滲和吸濕能力的材料采用相同的材料，或者分別采用不同的材料。其中，所述電源為干電池、蓄電池、連接于市電的直流變壓器和低壓直流電中的一種或幾種方式的組合，所述低壓直流電由太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮芑蚝Ｑ竽墚a(chǎn)生。(三)有益效果本發(fā)明的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明的載氣增濕-電滲去濕海水或苦咸水淡化方法和裝置采用海水或苦咸水將載濕氣體加濕至接近飽和狀態(tài)，再通過具有電滲和吸濕能力的材料吸收載濕氣體中的水分，并利用電滲原理以液態(tài)的形式獲取該水分，達(dá)到高效、持續(xù)、低成本實(shí)現(xiàn)苦咸水淡化的目的。本發(fā)明的裝置在常壓下工作，所需外加電壓低，無需加熱和冷凝環(huán)節(jié)所提供給水蒸汽的大量汽化潛熱，節(jié)能潛力顯著；不需對(duì)原料水進(jìn)行預(yù)處理，設(shè)備結(jié)垢傾向小，適用于各種水質(zhì)；設(shè)備安裝靈活，方便運(yùn)行和維護(hù)。


圖I是依據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的海水或苦咸水淡化方法流程圖；圖2是本發(fā)明的海水或苦咸水淡化方法裝置一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明的海水或苦咸水淡化方法裝置的另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，I :加濕部分；21 :陰電極；22 :陽(yáng)電極；3 :具有電滲和吸濕能力的材料；4 :吸附床；5 :電源；6 :接水盤；7 :阻霧器；8 :風(fēng)機(jī)；9 :淡化部分外殼；10 :儲(chǔ)水箱。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。圖I是依照本發(fā)明實(shí)施方式的載氣增濕-電滲去濕海水或苦咸水淡化方法的流程圖，包括以下步驟SI :通過海水或苦咸水將載濕氣體加濕至接近飽和狀態(tài)，載濕氣體為空氣、二氧化碳、氮?dú)?、氧氣、稀有氣體等常用氣體中的至少一種；S2 :通過具有電滲和吸濕能力的材料吸收載濕氣體中的水分，具有電滲和吸濕能力的材料為具有電滲能力的吸濕材料，或由電滲材料與吸濕材料制成的復(fù)合材料，例如具有吸濕和電滲能力的沸石、硅藻土、活性炭、高嶺土等或具有電滲能力的沸石與具有吸濕能力的金屬鹵化物制成的復(fù)合材料等；S3 :通過陰電極和陽(yáng)電極產(chǎn)生的電場(chǎng)，在具有電滲和吸濕能力的材料內(nèi)產(chǎn)生電滲效應(yīng)，將材料所吸收的水分以液態(tài)的形式排出，得到液態(tài)淡水，實(shí)現(xiàn)海水或苦咸水的淡化。陽(yáng)電極采用防腐蝕的金屬、非金屬、合金或氧化物惰性電極材料制成或由表面生長(zhǎng)一層惰性電極材料薄膜的易腐蝕導(dǎo)電材料制成。、
上述電滲效應(yīng)是指電場(chǎng)中液體相對(duì)于帶電固體表面移動(dòng)的現(xiàn)象。如圖2-3所示，本發(fā)明提供了一種利用上述載氣增濕-電滲去濕海水或苦咸水淡化方法的裝置，包括加濕部分I、陰電極21、陽(yáng)電極22、具有電滲和吸濕能力的材料3、吸附床4、電源5和接水盤6。加濕部分I設(shè)置有氣體進(jìn)口 a，設(shè)置有海水或苦咸水進(jìn)口 C，其下端設(shè)置有海水或苦咸水出口 d，加濕部分的另一側(cè)與淡化部分連接。淡化部分內(nèi)部設(shè)置有吸附床4，吸附床4可以是一個(gè)，或是多個(gè)從上至下平行設(shè)置的多個(gè)。每個(gè)吸附床4內(nèi)設(shè)置有電滲和吸濕能力的材料3，陰電極21設(shè)于具有電滲和吸濕能力的材料3的下表面，陽(yáng)電極22設(shè)置于具有電滲和吸濕能力的材料3的上表面，電源5的負(fù)極連接陰電極21，正極連接陽(yáng)電極22，每個(gè)吸附床4的下方設(shè)置有接水盤6。為強(qiáng)化吸附床4內(nèi)傳質(zhì)過程，具有電滲和吸濕能力的材料3被制成粉末狀、顆粒狀、條狀或者帶有規(guī)則或不規(guī)則形狀通孔的塊狀。為了達(dá)到更高的淡化效率，海水或苦咸水淡化裝置還可以包括阻霧器7、風(fēng)機(jī)8 (也可以是風(fēng)泵)、淡化部分外殼9和儲(chǔ)水箱10。吸附床4安裝于淡化部分外殼9的內(nèi)部，
淡化部分外殼9上開有與吸附床4數(shù)目對(duì)應(yīng)的載氣通道口 bl、b2......bn，從而使淡化部
分與加濕部分連通。阻霧器7安裝在加濕部分I和吸附床4之間的載氣通道上，可以防止海水或苦咸水形成的細(xì)小霧滴被載濕氣帶出加濕裝置進(jìn)入吸附床4內(nèi)影響淡化效果。風(fēng)機(jī)8安裝于加濕部分I上的氣體進(jìn)口 a處，儲(chǔ)水箱10安裝在淡化部分外殼9下部。加濕部分I可以是無填料或裝有填料的噴淋裝置，或采用鼓泡加濕、對(duì)流蒸發(fā)加濕、降膜蒸發(fā)加濕的蒸發(fā)裝置。吸附床4為固定式，用于張緊陰電極21、陽(yáng)電極22并支撐具有電滲和吸濕能力的材料3 ;吸附床4還可為帶散熱肋片的吸附床，從而將吸附熱和電滲過程產(chǎn)生的熱散到環(huán)境中，降低材料內(nèi)部吸附水的蒸發(fā)；吸附床4可以為一個(gè)或者多個(gè)，每個(gè)吸附床內(nèi)所裝的具有電滲和吸濕能力的材料3可以采用相同的材料，也可以分別采用不同的材料。電源5可以為干電池、蓄電池、連接于市電的直流變壓器和低壓直流電中的一種或幾種方式的組合，低壓直流電由太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮芑蚝Ｑ竽墚a(chǎn)生。實(shí)施例一本實(shí)施例的加濕部分為無填料的噴淋室，具有電滲和吸濕能力的材料為人造沸石，應(yīng)用空氣為載濕氣體來實(shí)現(xiàn)海水或苦咸水的淡化。圖2是采用圖I所示的一種載氣增濕-電滲去濕海水或苦咸水淡化方法的裝置的實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。該裝置包括加濕部分I (該實(shí)施例中為噴淋室)、陰電極21、陽(yáng)電極22、具有電滲和吸濕能力的材料3可以選擇人造沸石、吸附床4、電源5、接水盤6、阻霧器7、風(fēng)機(jī)8、淡化裝置外殼9和位于淡化部分下方的儲(chǔ)水箱10。為了強(qiáng)化吸附床4內(nèi)傳質(zhì)過程，人造沸石被制成帶圓形通孔的塊狀整體，陰電極21和陽(yáng)電極22均為網(wǎng)狀，吸附床4為帶有散熱肋片的固定式吸附床。帶散熱肋片的吸附床4安裝在加濕部分I后面，并安裝在淡化部分外殼9內(nèi)，且其安裝的數(shù)量根據(jù)淡水需求量并同時(shí)考慮成本最小化來確定，每個(gè)吸附床4內(nèi)分別安放有陰電極21、陽(yáng)電極22和人造沸石，陰電極21設(shè)于人造沸石的下表面，陽(yáng)電極22設(shè)置于人造沸石的上表面，陰電極21連接電源的負(fù)極，陽(yáng)電極22連接電源的正極，接水盤6分別安裝在對(duì)應(yīng)吸附床4的正下方，阻霧器7分別安裝在每個(gè)吸附床4和噴淋室之間的空氣通道上，風(fēng)機(jī)安裝在噴淋室的氣體進(jìn)口 a處，儲(chǔ)水箱10安裝在淡化部分外殼9下部。
上述裝置的工作原理是空氣經(jīng)裝加濕部分I上的氣體進(jìn)口 a由風(fēng)機(jī)8送入噴淋室，被由海水或苦咸水進(jìn)口 c豎直噴淋下來的海水或苦咸水霧滴加濕至接近飽和狀態(tài)，濕空氣通過安裝有阻霧器7的通道進(jìn)入吸附床4內(nèi)，水平流過人造沸石，水分被人造沸石吸走，空氣由吸附床4的另一端排出。電源5在安放于人造沸石兩側(cè)的陰電極21和陽(yáng)電極22上施加一定直流電壓，在陰電極21和陽(yáng)電極22之間形成電場(chǎng)，從而在人造沸石內(nèi)產(chǎn)生電滲效應(yīng)，將人造沸石內(nèi)的水分以液態(tài)形式排入接水盤6，取得的液態(tài)水經(jīng)過水管儲(chǔ)存到儲(chǔ)水箱10內(nèi)。電源5為由太陽(yáng)能光伏電池板和蓄電池構(gòu)成，白天太陽(yáng)能光伏電池板接受太陽(yáng)光發(fā)電，在給陰電極21和陽(yáng)電極22供電的同時(shí)給蓄電池充電，晚上和陰天時(shí)則由蓄電池給陰電極21和陽(yáng)電極22供電，風(fēng)機(jī)8采用低壓直流電風(fēng)機(jī)，可由電源5驅(qū)動(dòng)，也可由其他電源裝置驅(qū)動(dòng)。落到噴淋室底部的海水或苦咸水由海水或苦咸水出口 d 口排出，也可以循環(huán)利用，當(dāng)?shù)竭_(dá)一定濃縮程度后的海水或苦咸水可用來制造其他副產(chǎn)品，流過人工沸石后的空氣可以直接排入大氣，也可以循環(huán)利用。上述采用空氣增濕-電滲去濕海水或苦咸水淡化方法的裝置可實(shí)現(xiàn)人造沸石吸濕的同時(shí)進(jìn)行電滲再生，使其具備持續(xù)吸濕的能力，能夠連續(xù)進(jìn)行海水或苦咸水的淡化， 風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)出風(fēng)能加快海水或苦咸水的蒸發(fā)速率，同時(shí)保證空氣與吸濕材料的快速充分接觸，在噴淋室上的氣體進(jìn)口 a設(shè)置百葉，避免雜物進(jìn)入裝置內(nèi)部，采用無填料的噴淋室能夠快速均勻?qū)⒖諝饧訚裰两咏柡蜖顟B(tài)，并且方便噴淋室結(jié)晶鹽的清除。實(shí)施例二 本實(shí)施例載氣加濕部件為鼓泡蒸發(fā)室，具有電滲和吸濕能力的材料為高嶺土，應(yīng)用空氣作為載濕氣體來實(shí)現(xiàn)海水或苦咸水的淡化。圖3是采用圖I所示的載氣增濕-電滲去濕海水或苦咸水淡化方法的裝置的實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。該裝置包括加濕部分1(本實(shí)施例中為鼓泡蒸發(fā)室)、陰電極21、陽(yáng)電極22、具有電滲和吸濕能力的材料3(本實(shí)施例中為高嶺土)、吸附床4、電源5、接水盤6、阻霧器7、風(fēng)泵8、淡化部分外殼9和儲(chǔ)水箱10。為了強(qiáng)化吸附床4內(nèi)傳質(zhì)過程，高嶺土被制球形顆粒，陰電極21和陽(yáng)電極22均為孔板狀。固定式吸附床4安裝在鼓泡蒸發(fā)室后面，并被安裝在淡化部分外殼9內(nèi)，且其安裝的數(shù)量根據(jù)淡水需求量并同時(shí)考慮成本最小化來確定，每個(gè)吸附床4內(nèi)分別安放有陰電極21、陽(yáng)電極22和高嶺土，陰電極21設(shè)于高嶺土的下表面，陽(yáng)電極22設(shè)于高嶺土的上表面，陰電極21連接電源5的負(fù)極，陽(yáng)電極22連接電源5的正極，接水盤6分別安裝在對(duì)應(yīng)的吸附床4正下方，阻霧器7分別安裝在每個(gè)吸附床4和鼓泡蒸發(fā)室之間的空氣通道上，風(fēng)泵8安裝在鼓泡蒸發(fā)室I的氣體進(jìn)口 a處，儲(chǔ)水箱10安裝在淡化裝置外殼9下部。上述裝置的工作原理空氣經(jīng)裝鼓泡蒸發(fā)室上的氣體進(jìn)口 a由風(fēng)泵8送入鼓泡蒸發(fā)室，在鼓泡室蒸發(fā)室中的海水或苦咸水內(nèi)產(chǎn)生大量氣泡，被加濕至接近飽和狀態(tài)，濕空氣通過安裝有阻霧器7的通道進(jìn)入吸附床4內(nèi)，水平流過高嶺土，水分被高嶺土吸走，空氣由吸附床4的另一端排出。電源5在設(shè)置于高嶺土兩側(cè)的陰電極21和陽(yáng)電極22上施加一定直流電壓，在陰電極21和陽(yáng)電極22之間形成電場(chǎng)，從而在高嶺土內(nèi)產(chǎn)生電滲效應(yīng)，將高嶺土內(nèi)吸收的水分以液態(tài)形式排入接水盤6，取得的液態(tài)水經(jīng)過水管儲(chǔ)存到儲(chǔ)水箱10內(nèi)。電源5為由風(fēng)能發(fā)電裝置和蓄電池構(gòu)成，有風(fēng)的時(shí)候風(fēng)能發(fā)電裝置在給陰電極21和陽(yáng)電極22供電的同時(shí)給蓄電池充電，沒有風(fēng)的時(shí)候則由所述蓄電池給陰電極21和陽(yáng)電極22供電，風(fēng)機(jī)8可由電源5驅(qū)動(dòng)，也可由其他電源裝置驅(qū)動(dòng)。鼓泡室內(nèi)海水或苦咸水由海水或苦咸水進(jìn)口 c 口進(jìn)入，到達(dá)一定濃度后由海水或苦咸水出口 d排出，到達(dá)一定濃縮程度后的海水或苦咸水可用來制造其他副產(chǎn)品，流過高嶺土后的空氣可以直接排入大氣，也可以循環(huán)利用。上述采用空氣增濕-電滲去濕海水或苦咸水淡化方法的裝置可實(shí)現(xiàn)高嶺土吸濕的同時(shí)進(jìn)行電滲再生，使其具備持續(xù)吸濕的能力，能夠連續(xù)進(jìn)行海水或苦咸水的淡化，采用鼓泡方式能夠快速均勻?qū)⑤d氣加濕至接近飽和狀態(tài)，同時(shí)海水或苦咸水幾乎不會(huì)產(chǎn)生霧滴能夠達(dá)到更好淡化效果。 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種海水或苦咸水淡化方法，其特征在于，包括以下步驟 Si:使載濕氣體通過海水或苦咸水，并將其加濕至飽和狀態(tài)； 52:利用具有電滲和吸濕能力的材料吸收載濕氣體中的水分； 53:通過陰電極和陽(yáng)電極產(chǎn)生的電場(chǎng)，在所述具有電滲和吸濕能力的材料內(nèi)產(chǎn)生電滲效應(yīng)，使得所述具有電滲和吸濕能力的材料所吸收的水分以液態(tài)的形式排出，得到液態(tài)淡水。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的海水或苦咸水淡化方法，其特征在于，所述載濕氣體為空氣、二氧化碳、氮?dú)?、氧氣或稀有氣體中的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的海水或苦咸水淡化方法，其特征在于，所述具有電滲和吸濕能力的材料為具有電滲能力的吸濕材料，或由電滲材料與吸濕材料制成的復(fù)合材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的海水或苦咸水淡化方法，其特征在于，所述具有電滲和吸濕能力的材料為粉末狀、顆粒狀或者帶有通孔的塊狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的海水或苦咸水淡化方法，其特征在于，所述陽(yáng)電極采用防腐蝕的金屬、非金屬、合金或氧化物惰性電極材料制成，或由表面生長(zhǎng)一層惰性電極材料薄膜的易腐蝕導(dǎo)電材料制成。
6.一種利用權(quán)利要求I所述方法的海水或苦咸水淡化裝置，其特征在于，包括 加濕部分(1)，其上設(shè)置氣體入口(a)、海水或苦咸水進(jìn)口(C)及海水或苦咸水出口(d)； 淡化部分，所述淡化部分的一側(cè)與所述加濕部分(I)的一側(cè)連接設(shè)置，其內(nèi)設(shè)置有至少一個(gè)吸附床(4)，所述吸附床⑷內(nèi)設(shè)置有具有電滲和吸濕能力的材料(3)，陰電極(21)設(shè)置于所述具有電滲和吸濕能力的材料(3)下表面，陽(yáng)電極(22)設(shè)置于所述具有電滲和吸濕能力的材料(3)上表面。
7.如權(quán)利要求6所述海水或苦咸水淡化裝置，其特征在于，還包括阻霧器(7)、風(fēng)機(jī)(8)、淡化部分外殼(9)和儲(chǔ)水箱(10)，所述吸附床(4)安裝于所述淡化裝置外殼(9)內(nèi)部，所述阻霧器(7)安裝在加濕裝置(I)和吸附床(4)之間的載氣通道上，所述風(fēng)機(jī)(8)安裝于所述加濕裝置(I)上的空氣進(jìn)口(a)處，所述淡化裝置外殼(9)上開有與吸附床(4)數(shù)目對(duì)應(yīng)的載氣通道口，所述儲(chǔ)水箱(10)安裝在淡化裝置外殼(9)下部。
8.如權(quán)利要求6或7所述海水或苦咸水淡化裝置，其特征在于，所述的加濕部分(I)為無填料或裝有填料的噴淋裝置，或采用鼓泡加濕、對(duì)流蒸發(fā)加濕、降膜蒸發(fā)加濕的蒸發(fā)裝置。
9.如權(quán)利要求6或7所述海水或苦咸水淡化裝置，其特征在于，所述吸附床(4)為固定式吸附床，所述吸附床(4)為一個(gè)或者多個(gè)并聯(lián)，每個(gè)所述吸附床(4)內(nèi)所設(shè)置的具有電滲和吸濕能力的材料(3)采用相同的材料，或者分別采用不同的材料。
10.如權(quán)利要求6或7所述海水或苦咸水淡化裝置，其特征在于，所述電源(5)為干電 池、蓄電池、連接于市電的直流變壓器和低壓直流電中的一種或幾種方式的組合，所述低壓直流電由太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮芑蚝Ｑ竽墚a(chǎn)生。
全文摘要
本發(fā)明涉及海水或苦咸水淡化技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種海水或苦咸水淡化方法，包括S1使載濕氣體通過海水或苦咸水，并將其加濕至飽和狀態(tài)；S2利用具有電滲和吸濕能力的材料吸收載濕氣體中的水分；S3通過陰電極和陽(yáng)電極產(chǎn)生的電場(chǎng)，在具有電滲和吸濕能力的材料內(nèi)產(chǎn)生電滲效應(yīng)，將材料所吸收的水分以液態(tài)的形式排出，得到液態(tài)淡水。該方法能夠達(dá)到高效、持續(xù)、低成本實(shí)現(xiàn)苦咸水淡化的目的，在常壓下工作，所需外加電壓低，無需加熱和冷凝環(huán)節(jié)所提供給水蒸汽的大量汽化潛熱，節(jié)能潛力顯著；不需對(duì)原料水進(jìn)行預(yù)處理，設(shè)備結(jié)垢傾向小，適用于各種水質(zhì)；設(shè)備安裝靈活，方便運(yùn)行和維護(hù)。
文檔編號(hào)C02F103/08GK102757102SQ20111010820
公開日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2011年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月28日
發(fā)明者唐明生, 田長(zhǎng)青, 邵雙全 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所