[发明专利]一种分离溶液中离子的方法及装置

说明书

本发明涉及一种分离溶液中离子的方法及装置。

电解质溶液或溶液中的离子在电场作用下作有序定向运动的过程叫做电解。众所周知，电解可以分离溶液或溶液中的离子，在工业上的应用很广，它可以用来制取某些活泼的金属。例如，电解熔融状态的氢氧化钠时，可以制得金属钠。电解某些化合物的溶液，可以制得许多重要的工业原料。例如，电解食盐水可以得到氯气，氢气和氢氧化钠。但利用电解分离溶液中离子时，即使电解池的体积不大，电解池中各处的电流密度也存在着不均匀的问题，由于电解池中各处离子在电极电场作用下的有序定向运动快慢不同等原因，使得电解不能有效地用来清除掉大量溶液中的离子，故在工业生产中一直未采用电解软化硬水，淡化海水，净化污水，生产纯水。

本发明提供了一种分离溶液中离子的方法及装置，其目的之一是用于清除掉大量水溶液中的离子，为工业锅炉提供不含钙、镁离子的软化水，为大型军舰、潜水艇、远离大陆的具有非常重要战略价值的无淡水来源的小岛以及沿海严重干旱缺水的地区提供淡化的海水，还可用于清除生活用水中以离子形态存在的汞、铅、镉等重金属元素，净化污水，生产纯水等。

本发明还有一个目的，那就是生产氢气、酸，碱等工业原料。

为达到上述各目的，本发明提供了一种分离溶液中离子的方法，它是将溶液池放置在磁铁的磁场中，使磁铁的磁感应线穿过溶液池，所述溶液池被磁铁的磁感应线穿过的部位使用绝缘材料制造，当溶液进入溶液池中被磁铁的磁感应线穿过的区域时，利用动力装置通过传动系统使磁铁相对于溶液池运动，让磁铁的磁感应线切割溶液池中的溶液，令溶液中的离子在洛仑兹力的作用下产生有序的定向运动，将溶液中的金属阳离子和酸根阴离子阻挡分离至溶液池中的不同区域。

所述磁铁相对于溶液池的运动是将溶液池置于可作旋转运动或直线运动的磁铁的磁场中，利用动力装置通过传动系统使磁铁以相对恒定的速率作旋转运动或直线运动，所述磁铁相对于溶液池运动时不接触溶液池及溶液池中的溶液，磁铁与溶液池之间留有间隙。

所述磁铁是以异性磁极相对的方式相对静止地成对置于溶液池两侧，溶液池与成对磁铁异性磁极相对的部位呈扁平状，成对磁铁异性磁极之间的磁感应线垂直于磁铁相对于溶液池运动的方向。

所述溶液池中的溶液由与液压控制系统相连通的进液管输入溶液池，所述进液管布置在溶液池中远离磁铁的磁感应线切割溶液的区域，进液管上开有至少一个可通过溶液的洞孔，所述溶液池中含有被磁场的洛仑兹力阻挡分离出来的离子的溶液由与液压控制系统相连通的排液管输出溶液池，所述排液管布置在磁铁的磁感应线开始切割溶液的区域，排液管上开有至少一个可通过溶液的洞孔，所述溶液池中含有被磁场的洛仑兹力推动分离出来的离子的溶液由与液压控制系统相连通的出液管输出溶液池，所述出液管布置在磁铁的磁感应线结束切割溶液的区域，出液管上开有至少一个可通过溶液的洞孔，当溶液通过进液管被输入溶液池并流向被磁铁的磁感应线切割的区域后，经排液管和出液管分别将含有金属阳离子和酸根阴离子的溶液输出溶液池，将溶液中的离子分离开来。

为实现上述一种分离溶液中离子的方法，本发明提供了一种分离溶液中离子的方法的装置，它包括溶液池和至少一块其磁感应线穿过溶液池的磁铁及可使磁铁相对于溶液池运动的动力装置和传动系统，所述溶液池被磁铁的磁感应线穿过部位使用绝缘材料制造。

所述可使磁铁相对于溶液池运动的动力装置和传动系统包括电机，两个带轮，传送带，立轴；所述电机通过两个带轮及传送带拖动立轴作旋转运动，立轴通过两端的轴承和端盖被安装固定在机架上。

所述立轴的两个轴承之间装配两个转盘，两个转盘与立轴的轴孔配合用键定位，轴向用轴肩和螺栓定位，所述上转盘的下端面和下转盘的上端面各自以立轴为中心、以异性磁极相对的方式安装固定一个永磁磁铁制造的环形磁铁。

所述立轴上的两个轴承之间装配两个电磁铁制造的环形磁铁，环形磁铁与立轴的轴孔配合用键定位，立轴用非导磁材料制造。

所述溶液池为环形溶液池，环形溶液池以立轴为中心被置于两个环形磁铁之间，并被安装固定在机架上，与两个环形磁铁相互不接触，环形溶液池内环不与立轴接触。