[发明专利]从低纯度水制造高纯度水的方法及制造装置

说明书

技术领域

本发明涉及从低纯度水制造高纯度水的方法及制造装置。

背景技术

现在，世界上的淡水不足。而另一方面，地球上的海水、污水等杂质含量多的水则很充足。目前正强烈期望从这样的低纯度水得到淡水那样的高纯度水，对于从海水的淡水化，虽然已知有几种技术，但都在技术上存在困难。

作为海水淡化技术有着：使用热源加热海水，取出蒸汽，冷却该蒸汽而得到淡水的蒸发法；使用膜来分离海水中的盐分的膜方法；以及其他的技术。

其中，蒸发法由于蒸发水而需要大量的热，此外，有着高温海水腐蚀装置的问题。

此外，对于膜方法而言，在作为耐久性优良且不通过海水中的盐分的半透膜的材料方面存在困难，并且存在在海水进入到逆渗透膜模块之前，通常需要加压至6～7MPa的压力的缺点。

作为其他的技术，例如有着冻结法、利用太阳能的方法、气体水化物法(日本特开平11-319805号公报)，但仍处于开发阶段，尚未得到作为饮用水而实用化的消息。

此处，气体水化物，也称作笼形水化物，是指在水分子通过其氢键而形成的笼状晶格中引入了形成水化物的气体分子的气体水合物，为在一定温度和压力条件下形成的冰状固体包合物。

此处，虽然气体水化物的形成温度越低、压力就可越低，但在水的冰点以下的温度，由于水结冰，因此水化物的形成速度比水的情况慢。因此，使用冰点温度降至-4℃的海水，在比海水的冰点温度略高的温度下形成水化物。即，其为如下的技术：选择在这样的条件下可形成水化物那样的气体，制成水化物，利用构成水化物的笼状晶体的分子是纯水这一特质，试图从水合物获得淡水。

但是，该技术迄今为止也没有实用化。虽然作为构思非常出色，但有着不能实现工业化的问题。

此外，E.Dendy Sloan Jr.在Clathrate Hydrate of Natural Gases Third Edition中列举了几种淡水化技术，但其也没有实现实用化。其中有着经十五年研究从海水的淡水化的报告，其困难很明显。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11-319805号公报

非专利文献

非专利文献1：E.Dendy Sloan Jr.Clathrate Hydrate of Natural Gases Third Edition 2007

发明内容

发明要解决的问题

本发明的目的在于，究明使用海水经由气体水化物而得到淡水的技术的问题，谋求解决该问题，以此为基础，从不限定于海水的、包含污水的低纯度水得到高纯度水。

同时，本发明的目的在于提供一种得到可作为饮用水而使用的水平的水的方法。

解决问题的手段

本发明基于以下的认识而完成。即，尝试对专利文献1进行继续试验，结果是明确了，不过是盐分浓度有一定减低的程度的水，不能作为饮用水使用，即便多阶段地进行淡水化也是同样的结果。

此外，本发明中所述的“低纯度水”，意思是海水或污水等杂质多的水，“高纯度水”意思是纯度比低纯度水高的水，高纯度水限定为淡水那样的饮用水。

此外，在上述的现有技术中，虽然作为相对于海水的概念使用了淡水这种表达，但在本发明中不限定于海水的淡水化。代替淡水，使用高纯度水这种表达。如果限定为海水的淡水化，则淡水与高纯度水意思相同。

本发明从长年的、关于从气体水化物所得的水的基础研究而得到。气体水化物通过晶体成长可成为数百微米左右的大小，但也有长不到这么大的气体水化物。

另一方面，对于由气体水化物的笼状晶体的聚集而形成的晶体结构而言，在Ⅰ型的情况下，为一边大小为的立方晶系，在Ⅱ型的情况下，为一边大小为的立方晶系，在H型的情况下，为a为c为的六方晶系。

因此，气体水化物当然会形成这样的晶体结构的集合。假如气体水化物形成直径50微米的球且如果假设为晶体大小为的立方晶系，则至少存在几兆个晶体。

结晶之中当然只存在水分子和气体，盐分被排挤到晶体的外侧。如果结晶成长进行的比较缓慢，盐分的析出持续析出于外侧，如果晶体成长剧烈，则不能否定微晶体间残存盐分的可能性。

另一方面，通过清洗将存在于气体水化物内部的盐分洗出是非常难的操作。但是，根据发明人的研究可知，如果对气体水化物进行充分的清洗，则可得到可作为饮用水使用的程度的高纯度的水。与此相对，现有技术中的清洗非常不充分，只要清洗方法采用适当的方法，则可得到可作为饮用水使用的程度的高纯度的水。