[发明专利]一种电分离式海水淡化方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及海水淡化方法及其设备、特别是一种电分离方式从海水中分离出淡水的方法及其装置。

背景技术

众所周知，地球上水的总储量中海水占97.3％，淡水只占2.7％。由于海水是含有Na⁺、Mg⁺⁺、Cl^-等多种离子的苦咸水，不能直接供人类使用。而淡水中有三分之二在冰川雪原，也不能直接供人类使用，人类可利用的江、河、湖、泊及地下水的总量仅占地球总水量中极微小的比例。在人类活动的淡水分配中农业灌溉占67％、工业生产占23％、市政民用占10％。本世纪以来，随着全球人口数量的激增，农业用水量增长了5倍，工业用水量增长了26倍，市政民用水量增长了18倍。随着陆地淡水需求日益紧张，世界上目前约有三分之一的人生活在淡水资源缺乏的环境中，按现在的用水速度，三十年后贫水人口数将可能达到三分之二。为此，人们已采用过各种不同方法尝试从取之不尽的海水中得到可以利用的淡水。

目前已有的海水淡化方法中，有冰冻法、蒸发法、电渗析法，但要消耗大量能源；有反渗透法，虽然耗能较省，但也要有数拾到上百大气压的压力源，且滤膜的成本高，易老化；有太阳能淡化法，但需要昂贵庞大的设备；都不适用于需要量大价廉的淡水的民用需求。为此人们又开始探索不需要昂贵和庞大设备的、耗能少、处理量大的磁分离法，从海水中制取淡水，但目前已有的磁分离海水淡化方法或装置都属于构想和试验阶段，还无法付诸实际应用，其主要原因是正负离子分别向两侧移动聚集后，瞬间形成的电场力很快与离子所受的洛伦茨力平衡，会使正负离子分别向两侧的移动减弱至随机(或不再)移动，这个问题至今没有得到较为理想的解决，本申请人在先申请的第200910036688.8号的一种磁分离海水淡化方法及其装置，正是为了解决已有磁分离法海水淡化存在的问题而提出的技术方案。

在已有的海水淡化方法中，中国专利第95112245.2号的一种海水淡化方法及装置，还提出了电分离法海水淡化的技术方案，也是以低成本、低能耗、淡化效率高为优点。其工作原理是：一个大的海水过水通道，在其两侧设置正负电极，中间设置若干导电隔板，将海水过水通道纵向分隔为若干小的海水过水通道，正负电极在每个小的海水过水通道里形成电场，在电场力的作用下，海水中的Na⁺、Mg⁺⁺等正离子向负电极方向移动，海水中的Cl^-等负离子向正电极方向移动，由于导电隔板的阻隔作用，海水中的正负离子在导电隔板两侧聚集，使得每个小的海水过水通道里的两侧为高浓苦咸水区，中间为淡化水区，然后在海水过水通道的末端将高浓苦咸水区的水和淡化水区的水进行分流，从而得到淡化水。这个技术方案的缺陷是：当海水中的Na⁺、Mg⁺⁺、Cl^-等正负离子分别向两侧移动至与正负电极或导电隔板接触时，就会受到导电体的作用而变为中性粒子，然后就不受电场力的作用而自由移动，由于缺乏任何技术措施来约束这些中性粒子的自由移动，所以中性粒子又很快会回到正在淡化的水流中而使海水淡化作用失效。

发明内容

为了克服现有象中国专利第95112245.2号的电分离法海水淡化方法及装置那样存在正负离子受电场力作用分别向两侧移动至与正负电极或导电隔板接触时，变为中性粒子不受电场力的作用便会自由扩散，很快又回到正在淡化的水流中间而使海水淡化作用失效的缺陷，本发明的目的是提供另一种改进的电分离式海水淡化方法及其装置，可以克服现有技术的缺陷。

本发明解决其主要目的的技术问题所采用的技术方案是：