低耗能放爆泡爆分離瞬間淡化裝置的製作方法
2023-04-29 11:34:01
專利名稱：低耗能放爆泡爆分離瞬間淡化裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及海水超高速、低耗能、超高壓瞬間放爆泡爆分離、瞬間海水淡化和海水高速製鹽及廢水汙水快速處理，尤其是由大型超高壓水泵、小型超高壓水泵、超高壓氣液混合器、超高壓高霧化噴嘴、液態氣體儲氣罐、巨型液泡膨脹大棚、遠程渦輪鼓風機、立式區間隔板、單向水汽進汽隔離柵欄，多餘氣體回收再生泵、汽化大棚、管道閥門等組成的低耗能放爆泡爆分離瞬間淡化裝置。
目前國內、外採用的海水淡化方法比較多，變相法蒸發法、蒸餾法、冷卻法；膜分離法反滲透法、電滲析法；化學平衡法離子交換法、水合法、溶劑萃取法等主要三大類型。目前技術領先的也是應用最多的是閃急蒸餾法，約佔當今世界海水淡化總產量的70％。閃急蒸餾法就是利用水的沸點隨壓力降低而降低這一特性，首先使海水在管道中加熱，然後引到一個壓力較低的蒸發室中，被引入的高溫海水就會在一剎那間迅速蒸發(短暫的蒸發飽和後即停止)，產生的蒸氣在裝有冷海水的管道外得到冷凝而造成淡水。(需要進行重複多節閃餾，目前已達重複閃餾操作三十多節/次，設備龐大效率較低)。其缺點是設備投資多，海水循環量大、制水量小，制水速度慢，濃縮率較低，操作費用較高。
本發明的目的是提供一種新型的環保節能產品——低耗能放爆泡爆分離瞬間淡化裝置。其機理新穎、結構簡單、投資較少、性能穩定、低耗能、低成本、體積小、水垢少、無汙染、放爆聲低、使用方便、制水快、水質優、壽命長，製造淡水產量高。(可產生約90％的淡水，可產生約10％的經濟價值較高的濃鹽水)。
為了達到上述的目的，本發明的解決方案是利用鹽類分子均不參與蒸發氣化過程，利用液體的壓縮係數較小，利用淡水水液容易發泡膨脹，利用在超高壓氣、液高比例混合瞬間放爆時小液滴的發泡膨脹係數較大，利用液滴在發泡膨脹時球面的易發泡組分與難發泡組分在膨脹伸展時自行聚集分類分界，利用巨量的高速氣流長距離行程進行飄移的液滴比重差分離隔離。採用超高壓瞬間放爆時釋放出巨大威力的爆發力動能能量，冷海水水液在高比例的超高壓壓強的氣、液混合作用下，超高速霧化發泡膨脹，產生大量的巨力衝擊波(激波)壓強爆碎動能。由於淡水水液容易發泡膨脹，泡爆後形成的微細懸浮小液滴質點較小，顆粒較小，容積較大，比重較小，在空中懸浮滯留的時間較長；由於濃鹽水水液不易發泡膨脹，泡爆後形成的液滴質點較大，顆粒較大，容積較小，比重較大，在空中懸浮停留的時間較短。採用容積懸殊差、比重懸殊差、懸浮時間懸殊差、飄移行程懸殊差，長距離行程飄移時進行分離，長距離行程飄移時進行隔離的工作機理。最大限度地在不對冷海水水液進行加熱氣化的狀況下，可直接將容器中反覆不斷地輸出的全部的冷海水水液，低耗能一氣呵成，在數秒鐘內一次性即可分離出並隔離出淡水、濃鹽水、蒸餾水，達到低耗能瞬間海水淡化的目的。
本發明的技術方案如下設置安置的大型超高壓水泵[或採用水泵]、小型超高壓水泵[或採用水泵或採用氣泵]分別與超高壓氣液混合器連接聯通，超高壓氣液混合器的出口處設置連接超高壓高霧化噴嘴，在液泡膨脹大棚體內分別設置連接巨大功力的遠程渦輪鼓風機[或採用電熱渦輪鼓風機或採用鼓風機或採用風扇]、超高壓高霧化噴嘴、單個或數個立式區間隔板、單向水汽進汽隔離柵欄[或不採用單向水汽進汽隔離柵欄]。進水閥門、蓄水池、大型超高壓水泵、輸水閥門、超高壓氣液混合器等相互之間分別連接聯通；注氣閥門、液態氣體儲氣罐、小型超高壓水泵、輸液調節閥門、超高壓氣液混合器等相互之間分別連接聯通；在巨型的高效太陽能透明外罩的液泡膨脹大棚體外分別設置安置的多餘氣體回收再生泵[或不採用多餘氣體回收再生泵]、淡水排水閥門、濃鹽水出液閥門、蒸餾水出水閥門、高效吸熱淡水水池、高效吸熱濃鹽水水池等與液泡膨脹大棚連接聯通；在巨型液泡膨脹大棚的上方設置連接汽化大棚[或不採用汽化大棚]。
本發明低耗能放爆泡爆分離瞬間淡化裝置的工作流程為1、超高壓瞬間放爆泡沫發泡膨脹炸碎爆碎首先開啟進水閥門通過進水管管道向蓄水池內不斷地注入經過預處理後的冷海水，開啟液態氣體注氣閥門通過輸液管管道向液態氣體儲氣罐體內不斷地注入液態壓縮氣體。同時開啟大型超高壓水泵、小型超高壓水泵的電源開關，在大、小型超高壓水泵的壓力達到了一定的所需求的超高壓時，開啟巨大威力的巨大功力的遠程渦輪鼓風機(或電熱渦輪鼓風機)的電源開關，然後同時開啟經超高壓壓縮後的海水水液的輸水閥門、開啟經超高壓壓縮後的液態氣體的輸液調節閥門，經超高壓壓縮後的海水水液和經超高壓壓縮後的液態氣體，即同時進入超高壓氣液混合器體內。在根據氣、液所需求的一定的混合比例並調節好液態氣體輸液調節閥門後，使海水的壓縮水液和液態壓縮氣體在超高壓氣液混合器體內不斷地反覆溶解充分地氣、液混合後，該超高壓氣、液混合物即從超高壓高霧化噴嘴內不斷地超高壓噴射出去瞬間放爆。一旦超高壓高霧化噴嘴連續性不斷地快速超高壓瞬間減壓放爆，即釋放出巨大的爆發力動能能量，產生大量的巨大衝擊波(激波)壓強爆碎動能。超高壓海水水液即形成液滴、霧滴、小霧滴、泡沫、泡沫團後，快速發泡膨脹幾十倍，數百倍。由於淡水水液容易發泡膨脹，小霧滴在發泡膨脹後形成巨大型的蘑菇狀的泡沫團發泡氣泡雲，不斷地被炸碎爆碎。在霧滴泡沫團發泡球體被炸碎爆碎後，由濃鹽水水液組成形成的氣泡球體面壁較厚，泡爆爆碎後的顆粒較大，容積較小，比重較大，被高速氣流噴射輸送後，飄移的行程較短，在巨型的泡液膨脹大棚內空中短暫懸浮後即快速下降；由淡水水液組成形成的氣泡球體面壁較薄，泡爆爆碎後的顆粒非常小，容積較大，比重較小，被巨大威力的高速氣流噴射輸送後，飄移的行程較長，在被高速渦輪鼓風機[或採用電熱高速渦輪鼓風機]的巨大的噴射氣流量的高速氣流氣體不斷地長時間地攪拌長距離地輸送，長時間的長距離的懸浮飄移，形成微細懸浮小液滴緩慢下降，不斷地被快速蒸發汽化。
2、泡爆分離法海水淡化在高速氣流激波激流與霧滴同行時，由於小霧滴相互之間的間距離較大，小霧滴與小霧滴之間基本上互不接觸。小霧滴在超高壓氣、液高比例混合剎那間超高速減壓放爆後，迫使小霧滴泡沫團發泡膨脹，使小霧滴泡沫團的容積高速發泡膨脹幾十倍、數倍百以上，形成巨大型的蘑菇狀泡沫發泡氣泡雲。超高壓壓強爆破動能的巨大威力炸毀發泡液滴的球體面壁破壞內聚力，在超高壓瞬間減壓放爆時，使發泡液滴泡沫團在超高速膨脹中，被炸碎泡爆爆碎。由於淡水水液容易發泡膨脹，濃鹽水水液不易發泡膨脹。在近似氣球的液滴發泡球面上，約97％的球面壁由約90％的淡水水液組成的容易伸展的液膜的球面壁較薄；約3％的球面壁由約10％的濃鹽水水液組成的不易伸展的液膜的球面壁較厚。利用液膜球面壁在發泡逐漸膨脹伸展時，發泡球體球面壁的厚度在膨脹拉伸的過程中具有向均勻生長發展的這一特性。液膜在發泡膨脹動能膨脹氣體的膨脹拉伸力的作用下，迫使容易伸展的組分液膜與不易伸展的組分液膜各自進行聚集分類。不同組分的液膜在發泡膨脹時，各自進行的相互聚集分類分界，其動能來自球體內部膨脹氣體的拉伸力的內動能。在液滴發泡球體面壁被炸碎泡爆爆碎後，由濃鹽水水液組成形成的厚球體面壁泡爆爆碎後的顆粒較大，容積較小；由淡水水液組成形成的薄球體面壁泡爆爆碎後的顆粒非常小，容積較大。在高速空氣激流的比重差分隔下，達到泡爆自動分離的海水瞬間淡化的目的。在超高壓氣、液混合瞬間放爆後淡水水液由於容易發泡膨脹，小霧滴泡沫團的容積急劇增加幾十倍數百倍，比重迅速下降縮小几十倍數百倍，在經過激波激流氣流衝擊攪拌後，氣泡球體在炸碎泡爆爆碎後進一步細化，形成質點細小的超高密度的微細懸浮汽液混合物，顆粒較小容積較大比重較小，在巨型的液泡膨脹大棚的空中長時間地滯遊徘徊飄移，不斷地被快速蒸發汽化；濃鹽水水液由於不易發泡膨脹，形成質點較大的濃鹽水小液滴，顆粒較大容積較小比重較大，在液泡膨脹大棚的空中停留的時間較短，降落的速度較快，降落的時間較短。由於兩者之間的容積變化差異，飄移行程差異，比重變化差異，懸浮時間差異等懸殊非常大，較容易採用在長時間長距離飄移行程中進行容積差，比重差分離和隔離。
3、高速激流氣體長時間、長距離地噴射攪拌、容積懸殊差、比重懸殊差、懸浮飄移行程懸殊差、懸浮時間懸殊差，長時間地進行微細顆粒懸浮分離及隔離在遠程高速渦輪鼓風機[或採用電熱高速渦輪鼓風機]的巨大的高速的噴射氣流氣體的長時間地長距離地噴射輸送下，迫使微細懸浮小液滴全部在巨型液泡膨脹大棚內的空中長時間的懸浮飄移攪拌，形成微細懸浮氣液混合物，使其不斷地被快速蒸發汽化。此時，自動型的多餘的氣體回收再生泵在液泡膨脹大棚中的大量多餘的氣體聚集後，在根據氣壓的不斷地變化中，不斷地被自動快速輸送出去，並經加工後再生形成新的液態濃縮氣體。由於濃鹽水小液滴在空中停留的時間較短，懸浮飄移的行程較短，下降較快，在立式區間隔板的分隔下，匯集至高效吸熱濃鹽水水池中；由於淡水小液滴在空中懸浮滯留的時間較長、懸浮飄移的行程較長、下降較慢，在立式區間隔板的分隔下，匯集至高效吸熱淡水水池中；巨型液泡膨脹大棚在高效太陽能的輔助加熱作用下，將空中滯遊徘徊的微細懸浮汽液混合物，進行快速蒸發汽化後，其中的部分微細顆粒被蒸發汽化上升後，部分的上升水汽從單向入口的單向水汽進汽隔離柵欄進入至上層的汽化大棚內，再經蒸發汽化匯集後形成蒸餾水。最後，開啟濃鹽水出液閥門，將濃鹽水水液不斷地排出；開啟淡水排水閥門，將淡水水液不斷地排出；開啟蒸餾水出水閥門，將蒸餾水水液不斷地排出；如此不斷地運行反覆循環不息。達到了超高速海水淡化、低耗能、超高壓放爆、泡爆分離、容積懸殊差、懸浮飄移行程懸殊差、比重懸殊差、懸浮滯留時間懸殊差，長時間地進行長距離分離進行長距離隔離的瞬間海水淡化的目的。
由於上述解決方案中採用了利用鹽類分子均不參與蒸發氣化過程，利用液體的壓縮係數較小，利用淡水水液容易發泡膨脹，利用在超高壓氣、液高比例混合瞬間放爆時小液滴的發泡膨脹係數較大，利用液滴在發泡膨脹時球面的易發泡組分與難發泡組分在膨脹伸展時自行聚集分類分界，利用霧滴發泡球體在泡爆爆碎時濃鹽水的厚球壁與淡水的薄球壁自行分離，利用高速氣流長距離行程進行飄移的液滴比重差分離隔離。淡水液滴泡沫團容易發泡膨脹爆碎細化，泡爆後形成的微細懸浮小液滴質點較小，顆粒較小，容積較大，比重較小，在空中懸浮滯留的時間較長；濃鹽水液滴不易發泡膨脹，泡爆後形成的小液滴質點較大，顆粒較大，容積較小，比重較大，在空中懸浮停留的時間較短。較容易進行容積差、比重差，長距離行程飄移分離隔離。採用超高壓放爆、泡爆分離、容積懸殊差、比重懸殊差、懸浮時間懸殊差、懸浮飄移行程懸殊差、長距離行程飄移進行分離，長距離行程飄移進行隔離的工作機理。最大限度地在不對冷海水水液進行加熱氣化的狀況下，最大限度地擴大容積懸殊差距、飄移行程懸殊差距、比重懸殊差距、運行速度差距、運行距離差距、空中懸浮停留時間懸殊差距，在它們發生了不同的運行方式、運行方向後，達到了超高速分離的目的並將它們迅速地隔離開。其機理新穎、結構簡單、投資非常少、產水批量大、性能穩定、體積小、水垢少、無汙染、放爆聲低、微量耗能、成本低微、使用方便、制水快、水質優、壽命長、出淡水產量高、能夠節省大量的能源和時間。
下面結合附圖與實施例對本發明作進一步的描述。
圖1是本發明實施例低耗能放爆泡爆分離瞬間淡化裝置的單向水汽進汽隔離柵欄、立式區間隔板的工作原理的簡介示意圖。
圖2是本發明實施例低耗能放爆泡爆分離瞬間淡化裝置的總體的工作原理的簡介示意圖。
本發明低耗能放爆泡爆分離瞬間淡化裝置如圖1、圖2、所示，設置安置的大型超高壓水泵3[或採用水泵3]、小型超高壓水泵8[或採用水泵8或採用氣泵8]分別與超高壓氣液混合器5連接聯通，超高壓氣液混合器5的出口處設置連接超高壓高霧化噴嘴10，在液泡膨脹大棚11體內分別設置連接巨大功力的遠程渦輪鼓風機12[或採用電熱渦輪鼓風機12或採用鼓風機12或採用風扇12]、超高壓高霧化噴嘴10、單個或數個立式區間隔板13、單向水汽進汽隔離柵欄15[或不採用單向水汽進汽隔離柵欄15]。進水閥門1、蓄水池2、大型超高壓水泵3、輸水閥門4、超高壓氣液混合器5等相互之間分別連接聯通；注氣閥門6、液態氣體儲氣罐7、小型超高壓水泵8、輸液調節閥門9、超高壓氣液混合器5等相互之間分別連接聯通；在巨型的高效太陽能透明外罩的液泡膨脹大棚11體外分別設置安置的多餘氣體回收再生泵16[或不採用多餘氣體回收再生泵16]、淡水排水閥門17、濃鹽水出液閥門18、蒸餾水出水閥門19、高效吸熱淡水水池20、高效吸熱濃鹽水水池21等與液泡膨脹大棚11連接聯通；在巨型液泡膨脹大棚11的上方設置連接汽化大棚14[或不採用汽化大棚14]。
本發明低耗能放爆泡爆分離瞬間淡化裝置的工作流程為1、超高壓瞬間放爆泡沫發泡膨脹炸碎爆碎首先開啟進水閥門1通過進水管管道向蓄水池2內不斷地注入經過預處理後的冷海水，開啟液態氣體注氣閥門6通過輸液管管道向液態氣體儲氣罐7體內不斷地注入液態壓縮氣體。同時開啟大型超高壓水泵3、小型超高壓水泵8的電源開關，在大、小型超高壓水泵3、8的壓力達到了一定的所需求的超高壓時，開啟巨大威力的巨大功力的遠程渦輪鼓風機12[或電熱渦輪鼓風機12]的電源開關，然後同時開啟經超高壓壓縮後的海水水液的輸水閥門4、開啟經超高壓壓縮後的液態氣體的輸液調節閥門9，經超高壓壓縮後的海水水液和經超高壓壓縮後的液態氣體，即同時進入超高壓氣液混合器5體內。在根據氣、液所需求的一定的混合比例並調節好液態氣體輸液調節閥門9後，使海水的壓縮水液和液態壓縮氣體在超高壓氣液混合器5體內不斷地反覆溶解充分地氣、液混合後，該超高壓氣、液混合物即從超高壓高霧化噴嘴10內不斷地超高壓噴射出去瞬間放爆。一旦超高壓高霧化噴嘴10連續性不斷地快速超高壓瞬間減壓放爆，即釋放出巨大的爆發力動能能量，產生大量的巨大衝擊波(激波)壓強爆碎動能。超高壓海水水液即形成液滴、霧滴、小霧滴、泡沫、泡沫團後，快速發泡膨脹幾十倍，數百倍。由於淡水水液容易發泡膨脹，小霧滴在發泡膨脹後形成巨大型的蘑菇狀的泡沫團發泡氣泡雲，不斷地被炸碎爆碎。在霧滴泡沫團發泡球體被炸碎爆碎後，由濃鹽水水液組成形成的氣泡球體面壁較厚，泡爆爆碎後的顆粒較大，容積較小，比重較大，被高速氣流噴射輸送後，飄移的行程較短，在巨型的液泡膨脹大棚11內空中短暫懸浮後即快速下降；由淡水水液組成形成的氣泡球體面壁較薄，泡爆爆碎後的顆粒非常小，容積較大，比重較小，被巨大威力的高速氣流噴射輸送後，飄移的行程較長，在被高速渦輪鼓風機12[或採用電熱高速渦輪鼓風機12]的巨大的噴射氣流量的高速氣流氣體不斷地長時間地攪拌長距離地輸送，長時間的長距離的懸浮飄移，形成微細懸浮小液滴緩慢下降，不斷地被快速蒸發汽化。
2、高速激流氣體長時間、長距離地噴射攪拌、容積懸殊差、比重懸殊差、懸浮飄移行程懸殊差、懸浮時間懸殊差，長時間地進行微細顆粒懸浮分離及隔離在遠程高速渦輪鼓風機12[或採用電熱高速渦輪鼓風機12]的巨大的高速的噴射氣流氣體的長時間地長距離地噴射輸送下，迫使微細懸浮小液滴全部在巨型液泡膨脹大棚11內的空中長時間的懸浮飄移攪拌，形成微細懸浮氣液混合物，使其不斷地被快速蒸發汽化。此時，自動型的多餘的氣體回收再生泵16在液泡膨脹大棚11中的大量多餘的氣體聚集後，在根據氣壓的不斷地變化中，不斷地被自動快速輸送出去，並經加工後再生形成新的液態濃縮氣體。由於濃鹽水小液滴在空中停留的時間較短，懸浮飄移的行程較短，下降較快，在立式區間隔板13的分隔下，匯集至高效吸熱濃鹽水水池21中；由於淡水小液滴在空中懸浮滯留的時間較長、懸浮飄移的行程較長、下降較慢，在立式區間隔板13的分隔下，匯集至高效吸熱淡水水池20中；巨型液泡滴膨脹大棚11在高效太陽能的輔助加熱作用下，將空中滯遊徘徊的微細懸浮汽液混合物，進行快速蒸發汽化後，其中的部分微細顆粒被蒸發汽化上升後，部分的上升水汽從單向入口的單向水汽進汽隔離柵欄15進入至上層的汽化大棚14內，再經蒸發汽化匯集後形成蒸餾水。最後，開啟濃鹽水出液閥門18，將濃鹽水水液不斷地排出；開啟淡水排水閥門17，將淡水水液不斷地排出；開啟蒸餾水出水閥門19，將蒸餾水水液不斷地排出；如此不斷地運行反覆循環不息。達到了超高速海水淡化、低耗能、超高壓放爆、泡爆分離、容積懸殊差、懸浮飄移行程懸殊差、比重懸殊差、懸浮滯留時間懸殊差，長時間地進行長距離分離進行長距離隔離的瞬間海水淡化的目的。
權利要求
1.本發明低耗能放爆泡爆分離瞬間淡化裝置，其特徵在於設置安置的大型超高壓水泵(3)[或採用水泵(3)]、小型超高壓水泵(8)[或採用水泵(8)或採用氣泵(8)]分別與超高壓氣液混合器(5)連接聯通，超高壓氣液混合器(5)的出口處設置連接超高壓高霧化噴嘴(10)，在液泡膨脹大棚(11)體內分別設置連接巨大功力的遠程渦輪鼓風機(12)[或採用電熱渦輪鼓風機(12)或採用鼓風機(12)或採用風扇(12)]、超高壓高霧化噴嘴(10)、單個或數個立式區間隔板(13)、單向水汽進汽隔離柵欄(15)[或不採用單向水汽進汽隔離柵欄(15)]。
2.根據權利要求1所述的低耗能放爆泡爆分離瞬間淡化裝置，其特徵在於進水閥門(1)、蓄水池(2)、大型超高壓水泵(3)、輸水閥門(4)、超高壓氣液混合器(5)等相互之間分別連接聯通；注氣閥門(6)、液態氣體儲氣罐(7)、小型超高壓水泵(8)、輸液調節閥門(9)、超高壓氣液混合器(5)等相互之間分別連接聯通；在巨型的高效太陽能透明外罩的液泡膨脹大棚(11)體外分別設置安置的多餘氣體回收再生泵(16)[或不採用多餘氣體回收再生泵(16)]、淡水排水閥門(17)、濃鹽水出液閥門(18)、蒸餾水出水閥門(19)、高效吸熱淡水水池(20)、高效吸熱濃鹽水水池(21)等與液泡膨脹大棚(11)連接聯通；在巨型液泡膨脹大棚(11)的上方設置連接汽化大棚(14)[或不採用汽化大棚(14)]。
全文摘要
本發明低耗能放爆泡爆分離瞬間淡化裝置，利用液體的壓縮係數較小，利用超高壓氣液混合瞬間放爆發泡膨脹係數較大，利用液滴在發泡膨脹時球面的易發泡組分與難發泡組分在膨脹伸展時自行聚集分類，利用高速氣流長距離行程進行飄移比重差分離隔離。由於淡水容易發泡膨脹，泡爆後形成的微細懸浮小液滴質點較小顆粒較小容積較大比重較小，在空中懸浮滯留的時間較長；由於濃鹽水不易發泡膨脹，泡爆後形成的液滴質點較大顆粒較大容積較小比重較大，在空中懸浮停留的時間較短；較容易進行容積差比重差懸浮時間差飄移行程差，長距離分離隔離。可直接將容器中反覆不斷地輸出的全部的冷海水，在數秒鐘內一次性即可分離出並隔離出淡水、濃鹽水、蒸餾水。
文檔編號C02F1/00GK1548379SQ0312879
公開日2004年11月24日 申請日期2003年5月11日 優先權日2003年5月11日
發明者陳明, 陳 明 申請人:陳明, 顧仁欣, 陳 明