[实用新型]从大气中提取淡水的装置有效
申请号: | 201120547652.9 | 申请日: | 2011-12-24 |
公开(公告)号: | CN202538603U | 公开(公告)日: | 2012-11-21 |
发明(设计)人: | 马军 | 申请(专利权)人: | 马军 |
主分类号: | B01D53/04 | 分类号: | B01D53/04;B01D5/00 |
代理公司: | 广州市红荔专利代理有限公司 44214 | 代理人: | 赵晓慧 |
地址: | 510800 广*** | 国省代码: | 广东;44 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 大气 提取 淡水 装置 | ||
技术领域
本实用新型涉及从大气中提取淡水的装置。
背景技术
中国很多地方缺水,缺水已经成为制约中国发展的重要因数。自进入新世界以来,中国西南、西北等地,几乎每年会出现旱灾。
在中国干旱地区,一般开采地下水来解决缺水问题,但是,中国西北干旱地区多年的地下水开采经验表明,开采地下水最终会导致,干旱地区的生态恶化,例如,随着地下水位下降,干土层越来越厚,导致大量的植物枯死。再如,随着地下水的不断开采,地下水的水质会恶化。中国西部地区开采地下水的经验表明,地下水资源是一种不可以持续开发的资源,以西北民勤为例,上个世纪60年代,地下水的水位是1-2米,到上世纪八十年代,水位变成了9-12米以下,每年以80厘米的速度下降,以现有的地下水量,民勤地下水的开采时间不会超过20年。
科研探测表明,空气中含有大量的淡水,地球周围的大气中以水蒸汽形式存在的水量大约有14000立方公里,而地球表明存在淡水资源总量只有1200立方公里。另外,水从陆地、海洋表面蒸发后,又会雨、雪等形式降落会地面或者海洋面,空气中的水蒸汽是不断更新的,每年更新次数多达45次,地球上绝大多数地方空气中的水分是可供人类生活与生产使用的。与地下水资源比较,从空气中的水是一中可持续开发的资源,由此,从空气中取水成为人类解决淡水资源短缺的重要手段。
和其它国家比较,在中国开发从空气中取水装置显得更加迫切。第一,中国沙漠面积占国土面积的30%,改造沙漠是改善民族生存环境与拓展民族生存空间的重要手段,第二,中国西南红层区严重缺水红层区干旱缺水,堪称全国闻名。据全区统计,1951年~2001年50年间, 4年出现程度不同的干旱,可谓十年九旱,其中严重干旱就有24次,并有逐年加重趋势.近5年来,该地区连续发生干旱。西南红层缺水区主要分布在四川、重庆、云南以及贵州,红层区面积29.55平方公里,区内人口5千多万。是中国重要的农业生产基地,干旱季节,在许多地区滴水难寻,只得靠外地拉水维持基本用水,部分场镇,单位,学校因缺水无法正常办公,生产,上课。事实上该区域属于亚热带湿润季风气候区,空气中水分含量高,即使在每年的12月,温度通常在10℃左右左右,空气中水分含量在7克/立方米左右,从技术经济的角度分析,该区域具备从空气中取水的条件,在该区域采取从空气中取水方法来解决每年12月到次年5月发生的旱灾是一个比较好的选择。
发明内容
本实用新型的目的在于针对上述存在的问题和不足,提供一种新型高利用率的从大气中提取淡水的装置。
本实用新型的技术方案是这样实现的:
从大气中提取淡水的装置,包括空气过滤器、吸附器、再生空气加热器、再生空气冷却器,吸附器为同心柱体,由电机带动旋转,吸附器被隔板沿着轴心线方向分隔成两个区域,一个区域是吸附区,另外一个区域是再生区,吸附器由厚度为20—40微米的平板状压成瓦楞状,再叠加而成,吸附区内壁通过管道连通大气,吸附区外壁通过空气过滤器与大气连通,再生区内壁通过管道连通再生空气加热器,再生区外壁连通再生空气冷却器。吸附部件利用SiO2,LiCl,CaCl以及黏土组成的材料制造而成。再生区与吸附区的面积比≥0.3。
本实用新型的基本原理是将大气中温度低于25℃但是含有一定水分的空气利用吸附装置分离成两部分,一部分是含少量水分即空气中水分含量比大气空气水分含量少的干燥空气,另外一部分是含大量的水分并且空气中水分含量对应的空气露点温度高于环境的湿空气,经过吸附装置后的干燥空气直接排向大气,而被浓缩的空气利用大气进行冷却使空气中的水分冷凝从而得到淡水。
当大气中的空气从吸附区流过时空气中的水分被吸附材料吸附,空气变成相对干燥的空气,然后被直接排向大气。
当热空气流过再生区时,吸附在吸附器上的水分被再生出来,最后随再生空气被带走。
再生空气的风量一般只有处理风量的1/3—1/5,再生空气中含水量是大气中空气含水量的3—5倍。
吸附器在一个电机带动下以一定的速度旋转,吸附材料交替进行吸附与再生操作。
由于再生加热需要的空气温度≥55℃,所以,再生加热器的能量来源可以是太阳能,可以是制冷过程产生的余热或者其他工业生产过程产生的余热。
再生空气含水量对应的露点温度高于大气温度,所以,只要将再生空冷却到环境温度,再生空气中的水分就会冷凝出来,由此,从空气中得到淡水。
再生空气可以是以下几种形成:
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