本發(fā)明涉及一種氣液對流型水鹽分離裝置。

背景技術(shù)：

我國南疆地區(qū)水資源極度匱乏，是新疆乃至全國最為缺水的地區(qū)之一，同時(shí)南疆又是我國苦咸水最為集中的分布區(qū)，約占全國苦咸水分布面積一半，資源性缺水加上水質(zhì)性缺水，成為制約經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。國家高度重視苦咸水淡化及利用，并將其列為國家“十二五”和“十三五”發(fā)展規(guī)劃綱要。目前處理苦咸水的主流技術(shù)為蒸餾法、反滲透、電滲析納濾等，而這些方法運(yùn)行成本高不利于大面積推廣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對南疆地區(qū)太陽光照資源充沛的特點(diǎn)，本發(fā)明借鑒傳統(tǒng)曬鹽方法，規(guī)避曬鹽處理時(shí)淡水無法進(jìn)行收集且出鹽效率低下的弊端，提供了一種氣液對流型水鹽分離裝置。該裝置利用了太陽光熱，采用氣、液對流循環(huán)的方法，使得高咸水處理后既能提取淡水，又能除鹽得到鹽晶體，是一種在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上的可行的高咸水處理裝置。

一種氣液對流型水鹽分離裝置，包括進(jìn)水管、蒸發(fā)及氣液對流玻璃箱、抽氣管、絕熱蒸汽筒、回氣管、冷卻水套、輸氣管、淡水箱；所述蒸發(fā)及氣液對流玻璃箱設(shè)有黑陶底板，垂直于黑陶底板設(shè)有隔板，將蒸發(fā)及氣液對流玻璃箱均分成前、后兩室，兩室的尾部相通，進(jìn)水管經(jīng)過冷卻水套之后與后室相連，后室、抽氣管、絕熱蒸汽筒依次相連，抽氣管上設(shè)有抽氣泵，抽氣泵用于將熱蒸汽從后室內(nèi)抽出進(jìn)入絕熱蒸汽筒，絕熱蒸汽筒與回氣管相連，回氣管設(shè)有雙向閥門，當(dāng)雙向閥門單向開通時(shí)，熱蒸汽通過回氣管回到前室內(nèi)，當(dāng)雙向閥門雙向開通時(shí)，熱蒸汽一部分通過回氣管回到前室內(nèi)，另一部分通過回氣管依次進(jìn)入冷卻水套、輸氣管、淡水箱。

所述蒸發(fā)及氣液對流玻璃箱內(nèi)進(jìn)一步分為左右兩區(qū)，左區(qū)為集鹽區(qū)，右區(qū)為蒸發(fā)及氣液對流區(qū)，右區(qū)包括所述的前、后兩室，集鹽區(qū)主要包括集鹽槽，所述的黑陶底板位于右區(qū)，在黑陶底板的左端設(shè)有倒三角擋板，用于防止右區(qū)的液體流入到集鹽槽。

進(jìn)一步設(shè)有刮鹽單元，刮鹽單元包括橡膠塊體、橡膠刮片、伸縮推桿，橡膠塊體緊貼著黑陶底板，橡膠塊體的前端連接著橡膠刮片，橡膠塊體的后端連接伸縮推桿，蒸發(fā)與氣液對流玻璃箱的右側(cè)壁設(shè)有伸縮推桿的連接口，驅(qū)動(dòng)伸縮推桿控制橡膠塊體和橡膠刮片回來推鹽，便于將刮下來的鹽推至倒三角擋板上，掉入集鹽槽內(nèi)。

所述集鹽槽位于黑陶底板的水平以下。

所述的進(jìn)水管為直管，所述的輸氣管為螺旋型管，進(jìn)水管通過輸氣管的中心位置，便于熱交換。

所述的淡水箱布置在地下。

本發(fā)明的有益效果是，能有效分離鹽與水，分別得到鹽晶體和淡水，且效率高、制造簡單，將本發(fā)明應(yīng)用于南疆地區(qū)的排鹽溝高咸水，高咸水通過光熱蒸騰和氣液對流形成凝結(jié)水和結(jié)晶鹽，既經(jīng)濟(jì)有效地利用水資源以緩解南疆缺水局面，又可以提取晶鹽以達(dá)到改善土壤質(zhì)量，具有廣泛的市場前景。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明；

圖1是本發(fā)明氣液對流型水鹽分離裝置的一種示意圖；

圖2是本發(fā)明氣液對流型水鹽分離裝置的工作流程示意圖；

圖3a是刮鹽單元的示意圖；

圖3b是刮鹽單元的伸縮推桿的連接口示意圖；

圖4是倒三角擋板示意圖；

圖5是冷卻水套示意圖；

圖中：包括進(jìn)水管1、對流玻璃箱2、黑陶底板3、隔板4、抽氣管5、抽氣泵6、絕熱蒸汽筒7、雙向閥門8、回氣管9、橡膠刮片10、伸縮推桿11、倒三角擋板12、集鹽槽13、冷卻水套14、輸氣管15、淡水箱16。

具體實(shí)施方式

如圖1所示（僅是一種示例，明顯可以有很多種變形），一種氣液對流型水鹽分離裝置，包括進(jìn)水管1、蒸發(fā)及氣液對流玻璃箱2、抽氣管5、絕熱蒸汽筒7、回氣管9、冷卻水套15、輸氣管16、淡水箱17；所述蒸發(fā)及氣液對流玻璃箱2設(shè)有黑陶底板3，垂直于黑陶底板設(shè)有隔板4，將蒸發(fā)及氣液對流玻璃箱2均分成前、后兩室，兩室的尾部相通，進(jìn)水管1經(jīng)過冷卻水套15之后與后室相連，后室、抽氣管5、絕熱蒸汽筒7依次相連，抽氣管5上設(shè)有抽氣泵6，抽氣泵6用于將熱蒸汽從后室內(nèi)抽出進(jìn)入絕熱蒸汽筒7，絕熱蒸汽筒7與回氣管9相連，回氣管9設(shè)有雙向閥門8，當(dāng)雙向閥門8單向開通時(shí)，熱蒸汽通過回氣管9回到前室內(nèi)，當(dāng)雙向閥門8雙向開通時(shí)，熱蒸汽一部分通過回氣管9回到前室內(nèi)，另一部分通過回氣管9依次進(jìn)入冷卻水套15、輸氣管16、淡水箱17。

圖1中，所述蒸發(fā)及氣液對流玻璃箱2內(nèi)進(jìn)一步分為左右兩區(qū)，左區(qū)為集鹽區(qū)，右區(qū)為蒸發(fā)及氣液對流區(qū)，右區(qū)包括所述的前、后兩室，集鹽區(qū)主要包括集鹽槽10，所述的黑陶底板3位于右區(qū)，在黑陶底板的左端設(shè)有倒三角擋板11，用于防止右區(qū)的液體流入到集鹽槽10。

圖1、3a、3b中，刮鹽單元包括橡膠塊體12、橡膠刮片13、伸縮推桿14，橡膠塊體12緊貼著黑陶底板3，橡膠塊體12的前端連接著橡膠刮片13，橡膠塊體12的后端連接伸縮推桿14，蒸發(fā)與氣液對流玻璃箱2的右側(cè)壁設(shè)有伸縮推桿14的連接口，驅(qū)動(dòng)伸縮推桿14控制橡膠塊體12和橡膠刮片13回來推鹽，便于將刮下來的鹽推至倒三角擋板11上，掉入集鹽槽10內(nèi)。

如圖1、2所示，進(jìn)水管1與蒸發(fā)及氣液對流玻璃箱2的后室連接，開啟時(shí)高濃度咸水自流入。蒸發(fā)及氣液對流玻璃箱2與黑底陶瓷板3保證最大效率地吸收太陽光熱，使蒸發(fā)及氣液對流玻璃箱2內(nèi)溫度升高產(chǎn)生水蒸汽。抽氣泵6將熱蒸汽從蒸發(fā)及氣液對流玻璃箱2的后室內(nèi)抽出進(jìn)入絕熱蒸汽筒7，當(dāng)雙向閥門8單向開通時(shí)，熱蒸汽經(jīng)過回氣管9又回到蒸發(fā)及氣液對流玻璃箱2的前室內(nèi)，并在前室和后室的尾部進(jìn)行交換。

抽氣泵6持續(xù)工作，形成蒸發(fā)及氣液對流玻璃箱2前室→蒸發(fā)及氣液對流玻璃箱2后室→抽氣管5→絕熱蒸汽筒7→蒸發(fā)及氣液對流玻璃箱2前室→蒸發(fā)及氣液對流玻璃箱2后室，最終形成蒸汽循環(huán)。蒸發(fā)及氣液對流玻璃箱2箱內(nèi)溫度的不斷升高及熱蒸汽的持續(xù)對流使得箱內(nèi)壓強(qiáng)減小，壓強(qiáng)變小使得高咸水沸點(diǎn)降低，進(jìn)一步提高了液→氣效率，隨著蒸汽的不斷蒸騰，高咸水達(dá)到飽和濃度，鹽晶體開始析出。

當(dāng)雙向閥門8雙向開通時(shí)，部分通過回氣管9回到蒸發(fā)及氣液對流玻璃箱2的前室內(nèi)，另一部分通過回氣管9進(jìn)入冷卻水套15與其進(jìn)行熱交換，使得輸氣管16管內(nèi)蒸汽溫度降低，輸氣管16設(shè)置成有一定的坡度，使得部分冷凝水自主流入淡水箱17，未冷卻下來的蒸汽通過輸氣管16最終通入淡水箱17液面以下，讓蒸汽遇水成水，實(shí)現(xiàn)提取淡水目的。

如圖3a所示，橡膠塊體12設(shè)計(jì)成楔形，橡膠塊體12頭部連接橡膠刮片13，尾部與伸縮推桿14相連接，當(dāng)橡膠塊體12推至倒三角擋板11時(shí)，橡膠刮片13可以把鹽晶體推至倒三角擋板11坡上而在伸縮推桿14驅(qū)動(dòng)橡膠刮片13往回拉時(shí)不會(huì)把鹽晶體顆粒帶回來。反復(fù)驅(qū)動(dòng)橡膠刮片13使倒三角擋板11坡上的鹽晶體越來越多，最終落入集鹽槽10內(nèi)。伸縮推桿14的前端與蒸發(fā)與氣液對流玻璃箱2壁面相切，并與橡膠塊體12連接，伸縮推桿14可采用電動(dòng)式內(nèi)縮型伸縮桿，工作時(shí)伸縮桿從伸縮推桿14中自動(dòng)伸出，最遠(yuǎn)可將橡膠刮片13推至倒三角擋板11處。圖3b中，蒸發(fā)與氣液對流玻璃箱2在側(cè)壁留有與伸縮推桿14連接口，伸縮推桿14固定好后連接口用橡膠管扎嚴(yán)密封，保證蒸發(fā)與氣液對流玻璃箱2的氣密性。

圖4中，示意了倒三角擋板11是個(gè)緊貼黑陶底板3并與其成30°的楔體。倒三角擋板11一方面可以便于高咸水集聚在黑陶底板3上發(fā)生汽化、結(jié)晶且不流入到集鹽槽10，另一方面可以配合橡膠刮片13、伸縮推桿14，使析出的鹽晶體通過其最終掉入到集鹽槽10內(nèi)。

圖5中，示意了冷卻水套15通過與進(jìn)水管1及輸氣管16相連接進(jìn)行熱交換，冷卻水套15內(nèi)的輸氣管設(shè)計(jì)成螺旋型，這種管型利于蒸汽與水套中的水進(jìn)行熱交換，冷凝效果更好，更有利于凝結(jié)成淡水，進(jìn)水管1的高咸水通過冷卻水套15后，進(jìn)水管1內(nèi)水溫也有一定的升高，同時(shí)由于進(jìn)水管1穿過冷卻水套15也使得其溫度降低。

本發(fā)明的工作過程如下：

將本發(fā)明安裝在如南疆地區(qū)等日照時(shí)數(shù)長的地區(qū)，如圖1、2所示，排鹽溝排出的高咸水通過進(jìn)水管1進(jìn)入蒸發(fā)及氣液對流玻璃箱2，在太陽光熱作用下，蒸發(fā)及氣液對流玻璃箱2內(nèi)溫度迅速升高產(chǎn)生水蒸氣，在抽氣泵6作用下，由蒸發(fā)及氣液對流玻璃箱2、黑陶底板3、隔板4、抽氣管5、抽氣泵6、絕熱蒸汽筒7、雙向閥門8、回氣管9組成的蒸發(fā)及氣液對流發(fā)生單元內(nèi)水蒸氣快速循環(huán)，使得蒸發(fā)及氣液對流玻璃箱2內(nèi)壓強(qiáng)降低，壓強(qiáng)降低使得高咸水沸點(diǎn)降低，進(jìn)一步提高了水轉(zhuǎn)化成水蒸氣的效率，隨著蒸汽的不斷蒸騰，高咸水達(dá)到飽和濃度，鹽晶體開始析出。驅(qū)動(dòng)伸縮推桿14控制橡膠塊體12和橡膠刮片13回來推鹽，將刮下來的鹽推至倒三角擋板11上，掉入集鹽槽10內(nèi)，實(shí)現(xiàn)咸水去鹽目的。

當(dāng)蒸發(fā)及氣液對流玻璃箱2內(nèi)蒸汽較多時(shí)，打開雙向閥門8，部分通過回氣管9回到蒸發(fā)及氣液對流玻璃箱2的前室內(nèi)，另一部分通過回氣管9進(jìn)入冷卻水套15與其進(jìn)行熱交換，使得輸氣管16管內(nèi)蒸汽溫度降低，輸氣管16設(shè)置成有一定的坡度，使得部分冷凝水自主流入淡水箱17，未冷卻下來的蒸汽通過輸氣管16最終通入淡水箱17液面以下，讓蒸汽遇水成水，實(shí)現(xiàn)提取淡水目的。