背景技術(shù):
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目前海水淡化的成本很高,達(dá)到每立方米1.50美金左右,這是很多用戶是不能承受的,城市居民還可以忍受,但是農(nóng)村的用戶以及農(nóng)業(yè)用戶就承受不了這個(gè)價(jià)格,農(nóng)業(yè)用水量很大,產(chǎn)出又低。全球海水淡化技術(shù)超過(guò)20余種,包括反滲透法、低多效、多級(jí)閃蒸、電滲析法、壓汽蒸餾、露點(diǎn)蒸發(fā)法、水電聯(lián)產(chǎn)、熱膜聯(lián)產(chǎn)以及利用核能、太陽(yáng)能、風(fēng)能、潮汐能海水淡化技術(shù)等等,以及微濾、超濾、納濾等多項(xiàng)預(yù)處理和后處理工藝,從大的分類來(lái)看,主要分為蒸餾法(熱法)和膜法兩大類,但這方法都不適合做大量海水淡化的工藝,就是說(shuō)目前的淡化技術(shù)有兩大缺點(diǎn),一個(gè)是成本高昂,一個(gè)是產(chǎn)量小。
眾所周知,海水里是溶解了鹽才會(huì)變咸的,鹽在海水里是以離子的形式存在的,這些離子都無(wú)時(shí)無(wú)刻在做布朗運(yùn)動(dòng)。這些離子與水分子的大小是可以比擬的,因此靠過(guò)濾等方法來(lái)淡化就很難,但是如果根據(jù)離子帶電的特性來(lái)淡化,那么就簡(jiǎn)單多了。
沙漠尤其是靠近海邊的沙漠,沒(méi)有水很可惜,不適合人類居住。但那里是塊寶地,只要能夠有低成本的海水淡化方法,就可以把這沙漠變成物產(chǎn)富饒的寶地,并且比其它有降雨的地區(qū)更好,因?yàn)檫@里將沒(méi)有干旱,沒(méi)有洪澇災(zāi)害。這里一切將受控于人類,想讓這里變成雨季,就可以把這里變成雨季,想把這里變成旱季,就可以把這里變成旱季,季節(jié)的變換,只不過(guò)人們動(dòng)一下手里操縱開關(guān)而已。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
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一種利用磁場(chǎng)電場(chǎng)淡化海水的設(shè)備設(shè)施,是把海水以一定速度泵入強(qiáng)電場(chǎng)或強(qiáng)磁場(chǎng)里(也可以同時(shí)使用電場(chǎng)和磁場(chǎng)),海水中的離子就會(huì)在電磁力的作用下運(yùn)動(dòng),等離子完成了在電磁力作用下的運(yùn)動(dòng)后,在中間區(qū)域就會(huì)留下沒(méi)有離子的淡水,然后再用一個(gè)淡水槽隔離截取出來(lái)就可以了。利用電場(chǎng)和利用磁場(chǎng)來(lái)淡化海水是不同的,利用電場(chǎng)的方式是要耗費(fèi)能量的,但利用磁場(chǎng)的方式在理論上不耗費(fèi)能量。
現(xiàn)在的強(qiáng)磁環(huán)境都能做到很強(qiáng)大的,比如已經(jīng)有運(yùn)行的磁懸浮列車,火車都那么重的,都能浮起來(lái)的,那么對(duì)于把離子分開是可以的。
先以用電場(chǎng)淡化海水來(lái)說(shuō)明,設(shè)備設(shè)施結(jié)構(gòu)如圖1,圖2,主要分為電極,水槽等幾部分組成,水槽又分為外面大的的咸水槽和里面小的淡水槽。這電極兩極的距離可根據(jù)電壓的大小等情況來(lái)定,電壓大的距離可以遠(yuǎn)些。當(dāng)海水流過(guò)放在兩個(gè)強(qiáng)大電極中間空間的水槽時(shí),這時(shí)可以看成有很多陰陽(yáng)離子在做運(yùn)動(dòng),陰陽(yáng)離子就會(huì)在電場(chǎng)力的作用下分別向兩電極運(yùn)動(dòng)靠攏,等離子都靠到咸水槽兩邊去了,在咸水槽中間區(qū)域就會(huì)留下沒(méi)有離子的淡水,再通過(guò)這個(gè)淡水槽(這個(gè)淡水槽與咸水槽是同中心的,也就是淡水槽要放置在咸水槽的中心)把淡水與其余的海水分離開來(lái),那么在這個(gè)淡水槽外面流動(dòng)的就是有很多離子的咸水,在淡水槽內(nèi)流動(dòng)的就是不帶離子或帶很少離子的淡水,同時(shí)這淡水槽里邊外邊的水都在水壓的作用下向淡水槽的另一端流去,把淡水槽內(nèi)的水截取收集起來(lái),就可以使用了,淡水槽外的水就可以放歸回大海,也可以再進(jìn)行一次淡化,不過(guò)再進(jìn)行一次淡化效率會(huì)低些。淡水槽的端口要比咸水槽的端口要退后一段距離,目的就是等離子在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)完成后再來(lái)隔離收集淡水。淡水槽也要在咸水槽的中間,使兩邊離子運(yùn)動(dòng)的距離要相等,淡水槽也要放置一部分到電場(chǎng)里去,這樣淡水槽內(nèi)收集的才是淡水,不然離子又回到中間區(qū)域里去了,淡水槽收集到的就不是淡水了。如果這收集起來(lái)的淡水達(dá)不到要求,就可以再進(jìn)行一次淡化,過(guò)程與上一次相同。這種多個(gè)處理單元結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3,每個(gè)電極兩側(cè)流出來(lái)的都是只帶正電荷或者只帶負(fù)電荷的離子的水,把這兩種水流到一起就成了鹽分濃度高一些的海水了.這個(gè)設(shè)備設(shè)施,只有電極板是要用導(dǎo)電的金屬來(lái)做,其它部分都可以用塑料等材料來(lái)做,電極板在使用時(shí)也要與海水絕緣,只提供電場(chǎng)就可以了,但又不能導(dǎo)通。所以這個(gè)設(shè)備設(shè)施耐腐蝕等能力強(qiáng),不需要什么維護(hù)。每對(duì)電極間可以放一個(gè)或多個(gè)水槽,都能起一樣的作用。因?yàn)殡妶?chǎng)力與海水的初速?zèng)]有關(guān)系,只與離子帶電量,電場(chǎng)強(qiáng)度有關(guān),所以這個(gè)水槽不需要做的很長(zhǎng),這種設(shè)備設(shè)施的體積就小,適合在船上使用。
這個(gè)淡化出來(lái)的水的質(zhì)量是由幾個(gè)參數(shù)決定的(以利用電場(chǎng)來(lái)淡化海水來(lái)講):同一地點(diǎn)的海水成分差別不大,不作為一個(gè)參數(shù),1,V,進(jìn)口海水的流速;2,L1,水槽在垂直兩個(gè)電極板方向上的距離;3,U,兩個(gè)電極板間的電壓;4,L2,咸水槽進(jìn)口端到淡水槽進(jìn)口端的距離;5,L3,淡水槽進(jìn)口端在垂直兩個(gè)電極板方向上的距離。由于鹽只占海水的百分之三,所以L1比L3大,但不會(huì)大太多。因?yàn)楹K某煞址浅?fù)雜,不能用一個(gè)公式等方法就能確定這些參數(shù)之間的關(guān)系和數(shù)值。因?yàn)閃=QU,同樣的電量電壓降大能耗也就大。這可以采用先用低電壓使小的離子完成運(yùn)動(dòng)后再用高電壓,減小絡(luò)合物,螯合物的運(yùn)動(dòng)時(shí)間,減小這類大分子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間,這就叫分段電壓,先低后高的,這樣既能做到能量最小能耗,又能提高淡化的速度。每一個(gè)參數(shù)都會(huì)影響淡化的結(jié)果,可以協(xié)調(diào)這五個(gè)參數(shù)就能做到海水流到淡水進(jìn)口端前一段距離里已經(jīng)完成了在電場(chǎng)作用下的運(yùn)動(dòng),為淡水進(jìn)口里只流進(jìn)淡水提供必要條件。這五個(gè)參數(shù)中,有三個(gè)參數(shù),L1,L2,L3,是設(shè)備設(shè)施的參數(shù),是不會(huì)變的,設(shè)備設(shè)施做好后就不會(huì)變,有兩個(gè)參數(shù),是工藝參數(shù),海水的流速V和電極板的電壓U,這兩個(gè)參數(shù)隨時(shí)都有可能變化,這五個(gè)參數(shù)的設(shè)定,可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整。監(jiān)控這兩個(gè)參數(shù)就能保證淡水的質(zhì)量,如圖4。監(jiān)控淡化的質(zhì)量,可以在淡化后的水里放入兩個(gè)電極,測(cè)兩個(gè)電極之間的電阻值就能知道淡化海水的質(zhì)量,純凈的水的導(dǎo)電能力很弱,在用這種方法把水里的電解質(zhì)除去了后,水里就只有很少的能導(dǎo)電的電解質(zhì)了,導(dǎo)電能力也就很弱了。用多對(duì)電極并聯(lián)就可以更好地測(cè)量出淡化質(zhì)量。這種淡化出來(lái)的水,可以直接給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)使用,也可以再經(jīng)過(guò)凈化后給城市居民使用,因?yàn)檫@水里還有很多海洋生物,海藻以及不帶電的雜質(zhì)等等。還可以調(diào)節(jié)這幾個(gè)參數(shù),使大多數(shù)的離子除去,把對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有用的離子留下來(lái)給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)使用。
再以用磁場(chǎng)淡化海水來(lái)說(shuō)明,設(shè)備設(shè)施結(jié)構(gòu)如圖5,圖6,主要分為磁鐵(這個(gè)磁鐵多以線圈內(nèi)加鐵芯來(lái)做),水槽等幾部分組成,水槽又分為外面大的的咸水槽和里面小的淡水槽。這磁鐵兩極的距離可根據(jù)磁場(chǎng)強(qiáng)度的大小等情況來(lái)定,磁場(chǎng)強(qiáng)度大的距離可以遠(yuǎn)些。當(dāng)海水流過(guò)放在這兩個(gè)強(qiáng)大的磁鐵間的水槽時(shí),同樣可以看成有很多陰陽(yáng)離子在做運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)著的陰陽(yáng)離子就會(huì)分別在電磁力的作用下也就是在洛侖磁力的作用下分別向兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng),由于洛侖磁力是適用左手定則的,就是張開左手,讓磁力線從手心穿過(guò)手再到手背,四個(gè)手指的方向?yàn)樗鲃?dòng)的方向,那大拇指指的方向就是洛侖磁力的方向,也就是說(shuō)洛侖磁力垂直于磁力線和離子運(yùn)動(dòng)的速度方向,離子運(yùn)動(dòng)的方向與電場(chǎng)力里的運(yùn)動(dòng)方向是不同的,轉(zhuǎn)了90度的角,也就是磁場(chǎng)里的水槽與電場(chǎng)里的水槽的設(shè)置有所不同,但是陰陽(yáng)離子還是會(huì)向兩個(gè)不同的方向運(yùn)動(dòng),等離子都靠到咸水槽兩邊去了,在咸水槽中間區(qū)域就會(huì)留下沒(méi)有離子的淡水,再通過(guò)這個(gè)淡水槽(這個(gè)淡水槽與咸水槽是同中心的,也就是淡水槽要放置在咸水槽的中心)把淡水與其余的海水分離開來(lái),那么在這個(gè)淡水槽外面流動(dòng)的就是有很多離子的咸水,在淡水槽內(nèi)流動(dòng)的就是不帶離子或帶很少離子的淡水,同時(shí)這淡水槽里邊外邊的水都在水壓的作用下向淡水槽的另一端流去,把淡水槽內(nèi)的水截取收集起來(lái),就可以使用了,淡水槽外的水就可以放歸回大海,也可以再進(jìn)行一次淡化。淡水槽的端口要比咸水槽的端口要退后一段距離,目的就是等離子在洛侖磁力作用下運(yùn)動(dòng)完成后再來(lái)隔離收集淡水。淡水槽也要放置一部分到磁場(chǎng)里去,這樣淡水槽內(nèi)收集的才是淡水,不然離子做布朗運(yùn)動(dòng)又回到中間區(qū)域里去了,淡水槽收集到的就不是淡水了。如果這收集起來(lái)的淡水達(dá)不到要求,就可以再進(jìn)行一次淡化,過(guò)程與上一次相同。這個(gè)磁體可以用線圈內(nèi)加鐵芯來(lái)做也可以只用磁板來(lái)做,見(jiàn)圖7,用很多個(gè)線圈內(nèi)加鐵芯并排在一起,每個(gè)磁鐵都有N極和S極,極性要按相同的方向排列,所有S極是一個(gè)方向。每?jī)蓚€(gè)磁鐵間的空間就可以淡化海水了。這種多個(gè)處理單元結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖8,每個(gè)電磁體的兩側(cè)都是只帶正電荷或者只帶負(fù)電荷的離子的水,把這兩種水流到一起就成了鹽分濃度高一些的海水了.海水中陰離子一般比陽(yáng)離子重些大些,可以考慮陽(yáng)離子向上面運(yùn)動(dòng),陰離子向下面運(yùn)動(dòng)。每對(duì)磁極間可以放一個(gè)或多個(gè)水槽,都能起一樣的作用,由于多個(gè)磁鐵并排放置,磁性有相互增加的作用,所以磁力線水平放置,離子做上下運(yùn)動(dòng)的較好.特別強(qiáng)調(diào)這里的水的流動(dòng)方向與磁力線的是垂直的,因?yàn)榇怪睍r(shí)受的磁力最大,F(xiàn)=QVBsinA,A是水的流動(dòng)方向與磁力線的夾角,當(dāng)水的流動(dòng)方向與磁力線平行時(shí),受力為0,也是A是0度或180度時(shí),故水槽與磁力線不能平行,下面都是在垂直的情況下分析的。
利用磁場(chǎng)淡化海水與利用電場(chǎng)淡化海水是不同的,就電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力(也就是洛侖磁力)的不同,磁鐵和電極放在同樣位置,這兩個(gè)力相差了90度,所以水槽也相應(yīng)地轉(zhuǎn)個(gè)90度。這個(gè)利用磁場(chǎng)力來(lái)分離離子淡化水的質(zhì)量也是由幾個(gè)參數(shù)決定的:海水成分不作為一個(gè)參數(shù),1,V,進(jìn)口海水的流速;2,L1,咸水槽在洛倫磁力方向上的的尺寸;3,E,磁場(chǎng)強(qiáng)度;4,L2,海水進(jìn)口端到淡水進(jìn)口端的距離;5,L3,淡水槽在洛倫磁力方向上的的尺寸,淡水槽的中心同樣放在咸水槽的中心。由于鹽只占海水的百分之三,所以L1比L3大,但不會(huì)大太多。因?yàn)楹K某煞址浅?fù)雜,不能用一個(gè)公式等方法來(lái)確定這些參數(shù)之間的關(guān)系和數(shù)值,但是L1這個(gè)值有一個(gè)限制,就是要比在這些條件下的離子運(yùn)動(dòng)的最小半徑要小才好,L1值的范圍是從0.001-0.50米。F=MV^2/R=QVE(E是電場(chǎng)強(qiáng)度),R=MV/QE,V,E是設(shè)備參數(shù),M和Q是離子參數(shù),所以最小半徑的離子應(yīng)該是鎂離子,鋰離子,這兩種離子也有可能會(huì)在磁場(chǎng)里做圓環(huán)運(yùn)動(dòng),調(diào)整象電場(chǎng)里的那五個(gè)參數(shù)(只不過(guò)把兩個(gè)電極板間的電壓換成磁場(chǎng)強(qiáng)度),就可以控制離子按要求進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。絡(luò)合物,螯合物的半徑就較大的,控制好運(yùn)動(dòng)半徑小的離子就可以了。這可以采用先用弱磁場(chǎng)使半徑小的離子完成運(yùn)動(dòng)后再用強(qiáng)磁場(chǎng),減小絡(luò)合物,螯合物的運(yùn)動(dòng)半徑,減小這類大離子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間,這就叫分段磁場(chǎng),先弱后強(qiáng)的,不然都用強(qiáng)磁場(chǎng)的話,小離子就會(huì)在里面轉(zhuǎn)圈的,到不了邊的。每一個(gè)參數(shù)都會(huì)影響淡化的結(jié)果,可以協(xié)調(diào)這五個(gè)參數(shù)就能做到海水流到淡水進(jìn)口前一段距離里已經(jīng)完成了在洛侖磁力作用下的運(yùn)動(dòng),為淡水槽進(jìn)口里只流進(jìn)淡水提供必要條件。這五個(gè)參數(shù)中,有三個(gè)參數(shù),L1,L2,L3,是設(shè)備設(shè)施的參數(shù),是不會(huì)變的,設(shè)備設(shè)施做好后就不會(huì)變,有兩個(gè)參數(shù),是工藝參數(shù),海水的流速V和磁場(chǎng)強(qiáng)度E,這兩個(gè)參數(shù)隨時(shí)都有可能變化,這五個(gè)參數(shù)的設(shè)定,原理和利用電場(chǎng)方法的相同,可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整。磁力線也可以用豎直方向的,見(jiàn)圖9.當(dāng)洛倫磁力不足夠使離子運(yùn)動(dòng)時(shí),就可以增大水流速度,這樣洛倫磁力就會(huì)增大了.
這海水里有90%的成分,鈉離子,氯離子,鈣離子,硫酸根離子,碳酸根離子等等常見(jiàn)離子,因?yàn)殛?yáng)離子幾乎都是以水合離子的形式存在的,而每種水合離子性能又不一樣,可以根據(jù)離子帶電的大小,離子體積大小,離子的質(zhì)量大小等因素影響離子在磁場(chǎng)里的運(yùn)動(dòng)速度來(lái)設(shè)定各個(gè)參數(shù)。這些離子一般都比較小,都時(shí)時(shí)刻刻在做高速運(yùn)動(dòng),按照原子量和帶電荷的比值,在陽(yáng)離子里,鎂離子的運(yùn)動(dòng)半徑是12,鈣離子20,鈉離子23,這些都是占大份額的陽(yáng)離子。
因?yàn)殡x子的質(zhì)量很小,離子運(yùn)動(dòng)半徑,R=MV/QE,以鉀離子為例,鉀離子的質(zhì)量為6.5×10^-26kg,帶電荷為1.6021892x10^-19庫(kù)侖,假定磁場(chǎng)強(qiáng)度為1特斯拉,要想離子運(yùn)動(dòng)半徑為0.01M的話,那么離子運(yùn)動(dòng)的速度約為5x10^5M/S,這個(gè)運(yùn)動(dòng)速度很大,炸藥爆炸的速度是8000M/S,這個(gè)算出來(lái)的速度是爆炸速度的100倍,這是不可能做到的,所以只有減小磁場(chǎng)了,那就以平常速度1M/S來(lái)算,那么磁場(chǎng)強(qiáng)度要是5x10^-5特斯拉,而這個(gè)值差不多就是地球磁場(chǎng)的強(qiáng)度??紤]到陽(yáng)離子都是水合離子的形式存在的,所以實(shí)際的半徑會(huì)大些,這里離子的運(yùn)動(dòng)是個(gè)很復(fù)雜的運(yùn)動(dòng),因?yàn)槁鍌惔帕κ亲兎较虻?,所以離子的運(yùn)動(dòng)不能用一個(gè)簡(jiǎn)單公式來(lái)表達(dá),這里只說(shuō)方法思路。所以磁場(chǎng)強(qiáng)度可以用當(dāng)?shù)氐牡厍虼艌?chǎng)強(qiáng)度,為優(yōu)選地。海水速度可以在0.1M/S--50M/S,其中以5M/S為最好,為優(yōu)選地。這個(gè)水槽可以是方形的,也可以做成其它形狀的,如圖10,也可以做成圓形的,圓形的更好,因?yàn)槠渌螤畹娜绻l(fā)生扭轉(zhuǎn),就會(huì)影響生產(chǎn)的效果,其直徑為0.001米-0.50米,其中直徑為30MM為最好,為優(yōu)選地,如圖11,如果用的是方形的水槽或是其它形狀的水槽,那么在離子運(yùn)動(dòng)的方向的距離也就是圖4里的那個(gè)L1尺寸,也就是洛倫磁力方向的尺寸,同樣可以要求在0.001-0.50米,這個(gè)距離等于那個(gè)水管的直徑。因?yàn)樗鞯某跛贋?M/S,那么水槽的長(zhǎng)度可能就是100米,也可能是200米,可以用塑料擠出機(jī)擠出塑料異形材來(lái)做,長(zhǎng)度可能會(huì)很長(zhǎng),長(zhǎng)度就可以設(shè)定在2.0-2000.0米吧,更好的是直接用水管來(lái)做,圓形水管扭轉(zhuǎn)幾下都不會(huì)對(duì)淡化產(chǎn)生影響。所以利用磁場(chǎng)淡化海水的設(shè)備設(shè)施體積就會(huì)較大。制作設(shè)備設(shè)施時(shí),如果是利用地球磁場(chǎng)來(lái)淡化,那么把水管按照垂直地球磁力線放置就可以了,基本上就是按東西方向放置。
優(yōu)選地,所述海水流速為5M/S。
優(yōu)選地,所述磁場(chǎng)為當(dāng)?shù)氐牡厍虼艌?chǎng),約為5x10^-5特斯拉。
優(yōu)選地,所述水槽為直徑為30MM管子。
保證水流初速的辦法,可以做成類似輸液樣的,用高處設(shè)置一個(gè)水箱,用水泵向水箱注水,水多了就溢出,這樣水箱的高度不變,就能保證水箱和水槽的高度差不變,就能保證水流的初速。還可以用水泵來(lái)提供恒定的速度,用泵的功率和水槽或水管的端口面積可以算出水流的速度。
這兩種海水淡化方法的特點(diǎn)就是設(shè)備簡(jiǎn)單,投資小,不用維護(hù),沒(méi)有副產(chǎn)品(可以做到有副產(chǎn)品),不會(huì)破壞酸堿平衡,很環(huán)保,同時(shí)產(chǎn)量大。這種只把海水從設(shè)備設(shè)施里流過(guò)去就能淡化的方法,比膜法慢慢滲透,比蒸餾法慢慢加熱傳熱都要快的多,產(chǎn)量大的多。驅(qū)動(dòng)離子運(yùn)動(dòng)的力,可以是電場(chǎng)力,也可以是電磁力,所以有電極和電磁體等兩種。
這種根據(jù)海水里的鹽的離子帶電的特性來(lái)淡化,理論上可以做到徹底地淡化,因?yàn)殡x子都會(huì)在電磁力作用下運(yùn)動(dòng)。按這個(gè)方法可做成千上萬(wàn)個(gè)這樣的處理單元,就可以做成很大的海水淡化處理設(shè)施,用來(lái)對(duì)某個(gè)地區(qū),某個(gè)城市,某個(gè)國(guó)家供水,也可以做成很小型的海水淡化處理設(shè)備,放在船上,為在海里航行的船提供淡水,船再也不用攜帶大量的淡水出航了,這也節(jié)省了燃料成本,也不用因?yàn)榈畣?wèn)題要到陸地進(jìn)行補(bǔ)給了。
成本,利用電場(chǎng)來(lái)淡化海水的成本,因?yàn)殡x子在電場(chǎng)力下做功,所以會(huì)有能耗,但是也比其它的方法低一點(diǎn),因?yàn)檫@個(gè)過(guò)程比它簡(jiǎn)單;利用磁場(chǎng)來(lái)淡化海水的成本,這個(gè)成本應(yīng)該很低的,首先假定磁場(chǎng)強(qiáng)度不變的話,離子在磁場(chǎng)里運(yùn)動(dòng)是不需要外力的,洛侖磁力是不做功的,只改變離子運(yùn)動(dòng)方向,那么就只需要把海水用水泵泵入磁場(chǎng)里,再?gòu)牧硪欢耸占涂梢粤?,成本?yīng)該接近于零了,幾乎為零了。如果不是用地球磁場(chǎng)時(shí),電磁場(chǎng)的強(qiáng)度可能會(huì)有變化,有能耗,但可以相信比其它的方法要小。電磁場(chǎng)的強(qiáng)度損耗,可以線圈內(nèi)加磁鐵的電磁極來(lái)做磁極,這樣電磁場(chǎng)的強(qiáng)度損耗就可以由電能補(bǔ)充進(jìn)去,以便能夠持續(xù)地淡化海水。為了減少能量損耗,可以在設(shè)備設(shè)施外面包兩層金屬鐵皮來(lái)防止能量溢出,在水進(jìn)出的地方,只要不把兩層鐵皮都開口了就行,就是外層開了口子,內(nèi)層就不要在這個(gè)地方開口了。如選用地球磁場(chǎng)為所要的磁場(chǎng)的話,就不存在磁場(chǎng)變化的問(wèn)題了。
如果利用磁場(chǎng)來(lái)淡化海水對(duì)有些離子不大有用,可先用磁場(chǎng)把這里大部分離子除去,只留下少數(shù)的離子,這時(shí)就可以用電場(chǎng)來(lái)再次淡化,因?yàn)殡妶?chǎng)分離沒(méi)有運(yùn)動(dòng)半徑的問(wèn)題,電場(chǎng)力的方向不變的。這樣先用磁場(chǎng)后用電場(chǎng)就能把所有的離子除去,能耗也不大,因?yàn)檫@時(shí)離子已經(jīng)很少了。這樣用兩種方法相結(jié)合,就可以把帶電的離子除干凈,為農(nóng)業(yè),居民生活,工業(yè)提供用水。
綜上所述,海水淡化,要從離子的特性入手,把海水置于磁場(chǎng)或電場(chǎng)中,海水就會(huì)在中間區(qū)域留下沒(méi)有離子的淡水區(qū)域,再把這部分的淡水隔離開來(lái)就可以了,所以等海水里的離子完成了在電磁力作用下的運(yùn)動(dòng)后再進(jìn)行隔離截取也是這個(gè)方法這個(gè)設(shè)備設(shè)施的特點(diǎn)。這也是這兩個(gè)方法與電滲析法的不同,比它好的地方,尤其是利用磁場(chǎng)來(lái)分離離子的方式,能耗要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其它的方法,很低,幾乎為零,產(chǎn)量又大,值得推廣,其中利用電場(chǎng)的方法能耗大但設(shè)備設(shè)施體積小,攜帶方便;利用磁場(chǎng)的方法能耗小但設(shè)備設(shè)施水槽長(zhǎng)體積大,各有優(yōu)缺點(diǎn),可根據(jù)具體情況選用。
高中物理課本上就說(shuō),洛侖磁力在任何情況下都不做功。因?yàn)榇艌?chǎng)里的洛侖磁力對(duì)離子不做功,只改變離子運(yùn)動(dòng)方向,所以就可以充分利用這點(diǎn)來(lái)淡化海水,利用這個(gè)特點(diǎn)來(lái)盡力地降低海水淡化的成本,是對(duì)目前海水淡化成本高昂?jiǎn)栴}來(lái)講是一個(gè)很有效果降低成本的措施,這也是這個(gè)淡化海水的方法比其它方法好的地方,也是這個(gè)方法值得推廣的地方。對(duì)于有些離子用磁場(chǎng)分離,效果不是很好的,就可以用電場(chǎng)來(lái)分離的方法作為補(bǔ)充辦法。如果成本只在于提供水流初速10M/S的話,那么成本只有40分之一度電的成本,一度電按0.40元算,那么每立方米淡水的淡化成本只有0.01元,幾乎接近零了,比目前5元要低很多,這還不算副產(chǎn)品價(jià)值。
附圖說(shuō)明:
圖1:?jiǎn)蝹€(gè)電場(chǎng)處理單元前視圖。
圖2:?jiǎn)蝹€(gè)電場(chǎng)處理單元后視圖及內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
圖3:多個(gè)電場(chǎng)處理單元圖。
圖4:?jiǎn)蝹€(gè)電場(chǎng)處理單元分析圖。
圖5:?jiǎn)蝹€(gè)磁場(chǎng)處理單元前視圖及內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
圖6:?jiǎn)蝹€(gè)磁場(chǎng)處理單元后視圖。
圖7:磁鐵加線圈示意圖。
圖8:多個(gè)磁場(chǎng)處理單元圖。
圖9:磁力線為豎直方向的水槽示意圖。
圖10:其它形狀的水槽簡(jiǎn)略圖。
圖11:圓形水槽簡(jiǎn)略圖。