[发明专利]高压静电型离子喷雾式海水淡化器及其海水淡化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种海水淡化器及其海水淡化方法，尤其涉及一种高压静电型离子喷雾式海水淡化器及其海水淡化方法。

背景技术

人类的淡水资源越来越少，而需求量越来越大。海水淡化是解决水资源短缺的有效途径。

目前，已有专利表明：把过水管道放在静止强磁场中，盐水在管道内高速流动时，盐水中的正负离子承受方向相反的罗伦兹力而分离，使水得到淡化。但是，要求管道内的海水的流动速度很高，因而需要的水压很大，能量消耗大，效率低。高速流动时其离子承受的罗伦兹力的受力时间短，因而离子分离的时间短，进一步降低了分离效率。中国专利201120165739.X 公开的一种“基于旋转磁场的海水淡化器”和“Simulation of Rotating Magnetic Field on Ion Distribution in Saltwater”（13th IEEE Joint International Computer Science and Information Technology Conference，JICSIT 2011）一文中采用旋转稳恒磁场对过水管道内海水中的静止盐离子施加洛沦兹力的方法来分离海水中的盐离子，实现海水淡化的目的。离子受到的洛沦兹力与磁场强度、磁场旋转速度等有关。但目前磁场强度、磁场旋转速度都尚不能达到理想水平，所以这种方法离实际应用还有一定距离。

电渗析法是利用正、负离子交换膜具有选择透过性和电场的作用，强行将离子向电极处吸引，致使电极中间部位的离子浓度大为下降，从而制得淡水的。实际应用时，通常用上百对以上交换膜，以提高分离效率。电渗析过程中，离子交换膜透过性、离子浓差扩散、水的透过、极化电离等因素都会影响分离效率。

另外，目前存在一种电吸附的海水淡化器。其中的电极距离很小，电极之间的电压很小，对海水中离子的吸附力很有限。而且，需要对电极进行电压正负交变，以释放吸附的离子，降低电极腐蚀程度。释放吸附的离子后，盐水浓度提高，应即时排出浓盐水。这种电吸附的海水淡化器，电极电压极性的改变和浓盐水的排出占用了离子分离时间，降低了海水淡化效率；而且电压极性的改变极大地增加了能耗；电极有一定的腐蚀。

在“Ion Distribution in Saltwater under High-voltage Static Electric Field”,( Advanced Materials Research Vols. 361-363 (2012),pp.865-869)一文中提出了利用高压静电场来分离离子的思想，分析表明在过水管道两端面上，离子浓度极大。中国专利201110152425.0公开了一种“基于离子反转的高压静电型海水淡化器”，该专利提出将海水中的阴阳离子反转到一绝缘薄膜两侧面，利用高压静电场和阴阳离子之间的静电引力的共同作用，来增加离子的聚集浓度，提高海水淡化效率的思想。虽然离子浓度有较大提高，但把离子和淡水实际隔离并取出一直没有较好的方法。

发明内容

为了克服现有技术中的离子浓度小和不易与水分离等不足之处,本发明提供了一种能极大地提高离子去除浓度，使盐水中的离子与水更容易分离的高压静电型离子喷雾式海水淡化器。

同时，本发明也提供了一种能极大地提高离子去除浓度，使盐水中的离子与水更容易分离的高压静电型离子喷雾式海水淡化方法。

本发明提供的高压静电型离子喷雾式海水淡化器，包括正高压电极板、负高压电极板、绝缘过水管道、阴阳离子复合槽、以及具有憎水性的阴离子收集绝缘圆板和阳离子收集绝缘圆板；所述正高压电极板、阴离子收集绝缘圆板、阳离子收集绝缘圆板和负高压电极板相互平行、且依次竖直设置在阴阳离子复合槽的上方；所述阴离子收集绝缘圆板的下部和阳离子收集绝缘圆板的下部分别伸入阴阳离子复合槽内，阴离子收集绝缘圆板和阳离子收集绝缘圆板均可绕自身的轴线转动；所述绝缘过水管道水平设置在阴离子收集绝缘圆板和阳离子收集绝缘圆板之间并与阴离子收集绝缘圆板平行；在绝缘过水管道的一侧设有与阴离子收集绝缘圆板正对的阴离子喷嘴，在绝缘过水管道的另一侧设有与阳离子收集绝缘圆板正对的阳离子喷嘴。

作为本发明的一种优选方案，所述绝缘过水管道上的阴离子喷嘴和阳离子喷嘴位于阴离子收集绝缘圆板与阳离子收集绝缘圆板的轴线上方。

作为本发明的另一种优选方案，所述阴阳离子复合槽的一端设有复合槽入水口，阴阳离子复合槽的另一端设有复合槽出水口。