專利名稱：從大氣中提取淡水的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及從大氣中提取淡水的裝置。
背景技術(shù)：
中國(guó)很多地方缺水，缺水已經(jīng)成為制約中國(guó)發(fā)展的重要因數(shù)。自進(jìn)入新世界以來，中國(guó)西南、西北等地，幾乎每年會(huì)出現(xiàn)旱災(zāi)。在中國(guó)干旱地區(qū)，一般開采地下水來解決缺水問題，但是，中國(guó)西北干旱地區(qū)多年的地下水開采經(jīng)驗(yàn)表明，開采地下水最終會(huì)導(dǎo)致，干旱地區(qū)的生態(tài)惡化，例如，隨著地下水位下降，干土層越來越厚，導(dǎo)致大量的植物枯死。再如，隨著地下水的不斷開采，地下水的水 質(zhì)會(huì)惡化。中國(guó)西部地區(qū)開采地下水的經(jīng)驗(yàn)表明，地下水資源是一種不可以持續(xù)開發(fā)的資源，以西北民勤為例，上個(gè)世紀(jì)60年代，地下水的水位是1-2米，到上世紀(jì)八十年代，水位變成了 9-12米以下，每年以80厘米的速度下降，以現(xiàn)有的地下水量，民勤地下水的開采時(shí)間不會(huì)超過20年?？蒲刑綔y(cè)表明，空氣中含有大量的淡水，地球周圍的大氣中以水蒸汽形式存在的水量大約有14000立方公里，而地球表明存在淡水資源總量只有1200立方公里。另外，水從陸地、海洋表面蒸發(fā)后，又會(huì)雨、雪等形式降落會(huì)地面或者海洋面，空氣中的水蒸汽是不斷更新的，每年更新次數(shù)多達(dá)45次，地球上絕大多數(shù)地方空氣中的水分是可供人類生活與生產(chǎn)使用的。與地下水資源比較，從空氣中的水是一中可持續(xù)開發(fā)的資源，由此，從空氣中取水成為人類解決淡水資源短缺的重要手段。和其它國(guó)家比較，在中國(guó)開發(fā)從空氣中取水裝置顯得更加迫切。第一，中國(guó)沙漠面積占國(guó)土面積的30%，改造沙漠是改善民族生存環(huán)境與拓展民族生存空間的重要手段，第二，中國(guó)西南紅層區(qū)嚴(yán)重缺水紅層區(qū)干旱缺水，堪稱全國(guó)聞名。據(jù)全區(qū)統(tǒng)計(jì)，1951年 2001年50年間，4年出現(xiàn)程度不同的干旱，可謂十年九旱，其中嚴(yán)重干旱就有24次，并有逐年加重趨勢(shì).近5年來，該地區(qū)連續(xù)發(fā)生干旱。西南紅層缺水區(qū)主要分布在四川、重慶、云南以及貴州，紅層區(qū)面積29. 55平方公里，區(qū)內(nèi)人口 5千多萬。是中國(guó)重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地，干旱季節(jié)，在許多地區(qū)滴水難尋，只得靠外地拉水維持基本用水，部分場(chǎng)鎮(zhèn)，單位，學(xué)校因缺水無法正常辦公，生產(chǎn)，上課。事實(shí)上該區(qū)域?qū)儆趤啛釒駶?rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，空氣中水分含量高，即使在每年的12月，溫度通常在10°C左右左右，空氣中水分含量在7克/立方米左右，從技術(shù)經(jīng)濟(jì)的角度分析，該區(qū)域具備從空氣中取水的條件，在該區(qū)域采取從空氣中取水方法來解決每年12月到次年5月發(fā)生的旱災(zāi)是一個(gè)比較好的選擇。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)上述存在的問題和不足，提供一種新型高利用率的從大氣中提取淡水的裝置。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的從大氣中提取淡水的裝置，包括空氣過濾器、吸附器、再生空氣加熱器、再生空氣冷卻器，吸附器為同心柱體，由電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，吸附器被隔板沿著軸心線方向分隔成兩個(gè)區(qū)域，一個(gè)區(qū)域是吸附區(qū)，另外一個(gè)區(qū)域是再生區(qū)，吸附器由厚度為20— 40微米的平板狀壓成瓦楞狀，再疊加而成，吸附區(qū)內(nèi)壁通過管道連通大氣，吸附區(qū)外壁通過空氣過濾器與大氣連通，再生區(qū)內(nèi)壁通過管道連通再生空氣加熱器，再生區(qū)外壁連通再生空氣冷卻器。吸附部件利用Si02，LiCl, CaCl以及黏土組成的材料制造而成。再生區(qū)與吸附區(qū)的面積比彡O. 3。本實(shí)用新型的基本原理是將大氣中溫度低于25°C但是含有一定水分的空氣利用吸附裝置分離成兩部分，一部分是含少量水分即空氣中水分含量比大氣空氣水分含量少的干燥空氣，另外一部分是含大量的水分并且空氣中水分含量對(duì)應(yīng)的空氣露點(diǎn)溫度高于環(huán)境的濕空氣，經(jīng)過吸附裝置后的干燥空氣直接排向大氣，而被濃縮的空氣利用大氣進(jìn)行冷卻使空氣中的水分冷凝從而得到淡水。當(dāng)大氣中的空氣從吸附區(qū)流過時(shí)空氣中的水分被吸附材料吸附，空氣變成相對(duì)干 燥的空氣，然后被直接排向大氣。當(dāng)熱空氣流過再生區(qū)時(shí)，吸附在吸附器上的水分被再生出來，最后隨再生空氣被帶走。再生空氣的風(fēng)量一般只有處理風(fēng)量的1/3 —1/5，再生空氣中含水量是大氣中空氣含水量的3— 5倍。吸附器在一個(gè)電機(jī)帶動(dòng)下以一定的速度旋轉(zhuǎn)，吸附材料交替進(jìn)行吸附與再生操作。由于再生加熱需要的空氣溫度彡55°C，所以，再生加熱器的能量來源可以是太陽能，可以是制冷過程產(chǎn)生的余熱或者其他工業(yè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生的余熱。再生空氣含水量對(duì)應(yīng)的露點(diǎn)溫度高于大氣溫度，所以，只要將再生空冷卻到環(huán)境溫度，再生空氣中的水分就會(huì)冷凝出來，由此，從空氣中得到淡水。再生空氣可以是以下幾種形成I)利用大氣溫度下的水與再生空氣直接進(jìn)行換熱形式利用大氣溫度下的水與再生空氣進(jìn)行換熱時(shí),再生空氣被冷卻到水的溫度,此時(shí),再生空氣中的水冷凝到水中。2)空氣與空氣的換熱器實(shí)現(xiàn)再生空氣與大氣中的空氣進(jìn)行換熱的形式例如，采取板式換熱器將再生空氣冷卻到接近環(huán)境溫度，此時(shí)，再生空氣中的大部分水蒸汽會(huì)冷凝。3)將再生空氣直接排放到種植用的大棚中，利用大棚與環(huán)境的換熱使排放到大棚中的再生空氣冷卻從而使再生空氣中的水分在大棚中冷凝。本實(shí)用新型由于采用了如上所述的結(jié)構(gòu)，其源材料簡(jiǎn)單易得，即節(jié)省了成本，又提高了工作利用率；吸附器采用同心柱體的結(jié)構(gòu)形式，增加了吸附區(qū)與空氣的接觸面積，并可依需要調(diào)整吸附器橫截面積與高度。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。

圖I為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型吸附器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型吸附器部分結(jié)構(gòu)放大示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖I所示，本實(shí)用新型為從大氣中提取淡水的裝置，包括空氣過濾器I、吸附器
2、再生空氣加熱器3、再生空氣冷卻器4，吸附器2為同心柱體，由電機(jī)5帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，吸附器2被隔板23沿著軸心線方向分隔成兩個(gè)區(qū)域，一個(gè)區(qū)域是吸附區(qū)21，另外一個(gè)區(qū)域是再生區(qū)22，如圖2所示；吸附器由厚度為20— 40微米的平板狀紙壓成瓦楞狀，再疊加而成，如圖3所示；吸附區(qū)21內(nèi)壁通過管道連通大氣，吸附區(qū)21外壁通過空氣過濾器I與大氣連通，再生區(qū)22內(nèi)壁通過管道連通再生空氣加熱器3，再生區(qū)22外壁連通再生空氣冷卻器4。吸附材料利用Si02，LiCl, CaCl以及黏土組成的材料制造而成。再生區(qū)22與吸附區(qū)21的面積比 > O. 3。當(dāng)大氣中的空氣經(jīng)空氣過濾器I從吸附器2的吸附區(qū)21流過時(shí)空氣中的部分水分被吸附材料吸附，空氣變成相對(duì)干燥的空氣，由管道直接排向大氣。 從再生空氣加熱器3流出的熱空氣流過吸附器2的再生區(qū)22時(shí)，吸附在吸附器2上的水分被再生出來，流向再生空氣冷卻器4，最后隨再生空氣被帶走。吸附器2在電機(jī)5帶動(dòng)下以一定的速度旋轉(zhuǎn)，吸附材料交替進(jìn)行吸附與再生操作，吸附器旋轉(zhuǎn)速度不高于每小時(shí)3轉(zhuǎn)。上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.從大氣中提取淡水的裝置，其特征在于包括空氣過濾器、吸附器、再生空氣加熱器、再生空氣冷卻器，所述吸附器為同心柱體，由電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，吸附器被隔板沿著軸心線方向分隔成兩個(gè)區(qū)域，一個(gè)區(qū)域是吸附區(qū)，另外一個(gè)區(qū)域是再生區(qū)，吸附器由厚度為20—40微米的平板狀壓成瓦楞狀，再疊加而成，吸附區(qū)內(nèi)壁通過管道連通大氣，吸附區(qū)外壁通過空氣過濾器與大氣連通，再生區(qū)內(nèi)壁通過管道連通再生空氣加熱器，再生區(qū)外壁連通再生空氣冷卻器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述從大氣中提取淡水的裝置，其特征在于所述再生區(qū)與吸附區(qū)的面積比≥O. 3。
3.根據(jù)權(quán)利要求3所述從大氣中提取淡水的裝置，其特征在于所述吸附器旋轉(zhuǎn)速度不聞?dòng)诿啃r(shí)3轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述從大氣中提取淡水的裝置，其特征在于:所述再生空氣的溫度彡55°C，其能源可以來源于太陽能、制冷余熱以及其它工業(yè)余熱。
專利摘要本實(shí)用新型涉及從大氣中提取淡水的裝置，包括空氣過濾器、吸附器、再生空氣加熱器、再生空氣冷卻器，吸附器為同心柱體，由電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，吸附器被隔板沿著軸心線方向分隔成兩個(gè)區(qū)域，一個(gè)區(qū)域是吸附區(qū)，另外一個(gè)區(qū)域是再生區(qū)，吸附器由厚度為20—40微米的平板狀壓成瓦楞狀，再疊加而成，吸附區(qū)內(nèi)壁通過管道連通大氣，吸附區(qū)外壁通過空氣過濾器與大氣連通，再生區(qū)內(nèi)壁通過管道連通再生空氣加熱器，再生區(qū)外壁連通再生空氣冷卻器。本實(shí)用新型由于采用了如上所述的結(jié)構(gòu)，其源材料簡(jiǎn)單易得，即節(jié)省了成本，又提高了工作利用率；吸附器采用同心柱體的結(jié)構(gòu)形式，增加了吸附與空氣的接觸面積，并可依需要調(diào)整吸附器橫截面積與高度。
文檔編號(hào)B01D53/04GK202538603SQ20112054765
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2011年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月24日
發(fā)明者馬軍 申請(qǐng)人:馬軍