專利名稱：超高效海水淡化高壓氣體放爆膨脹瞬間蒸發裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及海水超高速淡化和海水快速制鹽及廢水污水處理，尤其是由高壓容器、高壓氣體、導液管、進氣管、放爆片、超壓氣罐、放爆蒸發大棚、自動泄壓窗、閥門等組成的超高效海水淡化高壓氣體放爆膨脹瞬間蒸發裝置。
目前國內、外采用的海水淡化方法比較多，變相法蒸發法、蒸餾法、冷卻法；膜分離法反滲透法、電滲析法；化學平衡法離子交換法、水合法、溶劑萃取法等主要三大類型。目前技術領先的也是應用最多的是閃急蒸餾法，約占當今世界海水淡化總產量的70％。閃急蒸餾法就是利用水的沸點隨壓力降低而降低這一特性，首先使海水在管道中加熱，然后引到一個壓力較低的蒸發室中，被引入的高溫海水就會在一剎那間迅速蒸發，產生的蒸氣在裝有冷海水的管道外得到冷凝而造成淡水。(需要進行重復多節閃餾，目前已達需要重復閃餾操作三十多節/次，設備龐大效率較低)。其缺點是設備投資多，海水循環量大、制水量小，濃縮率較低操作費用較高。(需要大批量的海水制作，只得約1份淡水，卻要產生約9份有污染的濃海水)。
本發明的目的是提供一種全新的超高效海水淡化高壓氣體放爆膨脹瞬間蒸發裝置。其結構簡單，投資非常少、產水批量大、性能穩定、體積小、使用方便、制水特快、出淡水量高。
為了達到上述目的，本發明的解決方案是利用海水中的鹽類分子均不參與蒸發汽化過程的這一特性，采用高壓氣體放爆膨脹高壓爆碎瞬間蒸發法，即采用高壓氣體放爆水液液滴減壓后強烈急劇膨脹高壓爆碎超高速蒸發機理。采用產生巨大量的高壓氣體引爆高壓容器放爆，使海水中的淡水分子水液在高壓氣體放爆減壓后液滴強烈急劇膨脹高壓爆碎超高速蒸發形成混合氣體。最大限度地擴大淡水分子與鹽類分子，分子之間的間距離、水液體積(所有的淡水分子水液液滴的體積膨脹爆碎蒸發后，擴大了約幾十倍至數百倍)、密度差距和運行速度及運行距離。瞬間內分離出并隔離出不同運行方式的混合氣液，形成淡水和濃鹽水，達到超高速蒸發瞬間海水淡化的目的。
海水在高溫中，淡水分子水液容易揮發，比重、間距離變化較大；鹽類分子水液不易揮發，比重、間距離變化較小。采用產生巨大量的超壓氣體促使高壓容器放爆，海水水液液滴在被高壓氣體放爆后釋放出巨大能量，產生大量的高壓、高速沖擊波(激波)射流所形成的巨大的氣體沖擊激波高壓爆碎動能。強烈急劇沖擊、分割、包圍、全方位立體、高速膨脹爆碎、超高速蒸發分解海水水液液滴。讓高壓超高密度溶氣的混合氣液先引起強烈高壓壓縮，然后高壓氣體放爆，水液液滴減壓膨脹高壓爆碎瞬間蒸發。使高壓中的超高密度溶氣的液滴在瞬間內產生了嚴重的力學不平衡，液滴體積強烈急劇高速膨脹，分子之間的碰撞力急劇增加，高壓、高速沖擊波(激波)氣流氣體以超過外界大氣壓約成百倍至數百倍的壓強壓力，沖破各個淡水分子之間的間隙及促使液滴內部爆碎蒸發。高壓、高速氣流氣體爭先恐后地往外擠，使微細顆粒的液滴在各個方向即刻脹大高壓爆碎超高速蒸發。促使水液液滴體積膨脹許多倍，比重減輕許多倍，分子之間的間距離的差距擴大許多倍，最大限度地擴大淡水分子與鹽類分子之間的密度差距和運行速度及運行距離。淡水分子水液液滴在超高速蒸發后，形成質點細小的超高密度微細顆粒懸浮液滴混合氣體；鹽類分子水液液滴不易被高壓蒸發，形成質點最大的顆粒液滴濃鹽水；在它們發生了不同的運行方式后，使它們在瞬間內分離開并隔高開，達到超高速蒸發瞬間海水淡化的目的。
本發明的技術方案如下在注入冷海水的密封式高壓容器體內先設置導液管、進氣管、放爆片(也稱爆破片或采用高氣敏自動電磁閥門)、和體外設置超壓氣罐、冷海水進水閥門；在超壓氣罐體外分別設置數個低壓儲氣罐進氣閥門、中壓儲氣罐進氣閥門、高壓儲氣罐進氣閥門、超壓氣體進氣閥門；與高壓容器相配套的連續性放爆蒸發的放爆蒸發大棚為連續性放爆蒸發系統。放爆蒸發大棚體外設置自動泄壓窗、淡水出水閥門、濃鹽水出液閥門。
超高效海水淡化高壓氣體放爆膨脹瞬間蒸發裝置的工作流程為1、高壓氣體放爆水液液滴減壓膨脹高壓爆碎超高速蒸發在高壓容器體內先安置導液管、進氣管、放爆片(或采用高氣敏自動電磁閥門)，和體外設置超壓氣罐及冷海水進水閥門。開啟進水閥門注入冷海水，當高壓容器體內的冷海水水位達到一定的水位時，關閉進水閥門停止注水密閉放爆片。然后逐個分別開啟及關閉數個低壓儲氣罐進氣閥門、中壓儲氣罐進氣閥門、高壓儲氣罐進氣閥門；在高壓容器體內的充氣壓力達到了所需的工作要求壓力時，即可關閉高壓儲氣罐的進氣閥門。開啟超壓氣體進氣閥門超壓注氣，直至放爆后即關閉超壓氣體進氣閥門。一旦高壓容器高壓氣體放爆水液液滴減壓膨脹高壓爆碎瞬間蒸發，放爆后釋放出巨大的能量，產生大量的高壓氣體巨力沖擊波氣壓聚力瞬間頂破撕碎放爆片。高壓高速射流的混合氣液即從導液管上口內噴出，海水中的淡水分子水液液滴即被放爆后釋放出的巨大能量產生大量的高壓、高速沖擊波氣流氣體，在放爆蒸發大棚(大棚可用布料制做)的巨大空間內被高速沖擊碰撞高壓爆碎成霧云。強烈急劇分解突躍物態變化，超高速蒸發成氣體，(淡水分子與鹽類分子之間一旦脫離了水體，相互間就不再產生大的作用力)形成質點細小的超高密度微細顆粒懸浮液滴混合氣體，高速強烈急劇膨脹向四周爆射擴散上升。鹽類分子水液液滴由于不易被高壓、高速氣流蒸發受沖擊后，形成質點最大的顆粒液滴濃鹽水，所承受的沖擊作用力最大、運行速度最快、被噴射甩拋得最遠，被沖擊噴射后在受到阻攔后停止運行逐漸聚積。
2、超高速蒸發制取淡水在放爆前，先開啟淡水出水閥門和開啟濃鹽水出液閥門。在高壓氣體放爆后海水中的混合氣液在被高壓、高速沖擊波巨力氣流氣體沖擊壓縮后從導液管上口內噴出，呈圓錐狀膨脹射流快速霧化，液滴在與高速氣流沖擊波(激波)高壓氣體不斷地碰撞撞擊后，在巨型的放爆蒸發大棚的巨大空間內，急劇噴射劇烈膨脹高壓爆碎蒸發擴散上升。鹽類分子水液液滴由于不易被高壓蒸發形成質點最大的顆粒液滴濃鹽水，受阻攔后停止運行順板壁面向下流，聚積后從濃鹽水出液閥門管道內排出。海水中的淡水分子水液液滴被超高速蒸發后形成質點細小的超高密度微細顆粒懸浮液滴混合氣體急劇向上噴射，劇烈膨脹高壓爆碎瞬間蒸發，形成混合氣體急劇向四周爆射擴散上升。當混合氣體中有一部分氣體在上升運行時，在受到前方物體的阻攔后，會轉彎繞道繼續不停地向四周擴散繼續運行上升。此時的自動泄壓窗能夠自動迅速將有壓的多余的氣體排出體外。淡水混合氣體在巨大的放爆蒸發大棚的快速蒸發聚積后形成淡水，從淡水出水閥門管道內輸出。最后關閉淡水出水閥門和關閉濃鹽水出液閥門。(前述的二種閥門也可一直處于開啟狀態，不再關閉。)如此不斷地反復循環不息。
由于上述解決方案中采用了高壓氣體放爆膨脹瞬間蒸發法，即采用高壓氣體放爆水液液滴減壓強烈急劇膨脹高壓爆碎超高速蒸發機理。使海水水液在被高壓氣體放爆后，釋放出巨大能量產生大量的高壓高速沖擊波氣流氣體，巨力沖擊、分割、包圍、膨脹、爆碎、分解海水后，海水中的淡水分子水液液滴在瞬間內發生強烈急劇的超高速蒸發，形成質點細小的超高密度微細顆粒懸浮液滴混合氣體。分子之間的間距離急劇成許多倍的加大，體積迅速成許多倍的增長，比重迅速成許多倍的減輕。海水中的鹽類分子水液液滴由于不易被高壓蒸發形成質點最大的顆粒液滴濃鹽水。使淡水分子與鹽類分子之間產生最大的氣與液的比重差距和運行速度及運行距離，在它們發生了不同的運行方式后，達到了超高速分離的目的并將它們迅速地隔離開。其結構簡單，投資非常少，性能穩定、體積小、制水特快、出淡水量高(特別適合濃海水脫鹽)能夠節省大量的能源和時間。
下面結合附圖
一與實施例對本發明作進一步描述。
附圖一是本發明實施例的超高效海水淡化高壓氣體放爆膨脹瞬間蒸發裝置的眾多實施例中的一種高壓氣體放爆水液液滴減壓強烈急劇膨脹高壓爆碎超高速蒸發制水的工作原理的簡要示意圖。
本發明超高效海水淡化高壓氣體放爆膨脹瞬間蒸發裝置如附圖一所示，高壓氣體放爆水液液滴減壓膨脹高壓爆碎超高速蒸發制水在注入冷海水的高壓容器(1)體內先安置導液管(2)、進氣管(3)、放爆片(4)[或采用高氣敏自動電磁閥門(4)]和體外設置超壓氣罐(6)、冷海水進水閥門(5)；高壓容器(1)上口處設置連接放爆片(4)，高壓容器(1)上部處分別與導液管(2)、進氣管(3)連接聯通；高壓容器(1)體外設置連接聯通進水閥門(5)及連接聯通超壓氣罐(6)；在超壓氣罐(6)的體外設置連接聯通數個低壓儲氣罐進氣閥門(7)、中壓儲氣罐進氣閥門(8)、高壓儲氣罐進氣閥門(9)、超壓氣體進氣閥門(10)；在高壓容器(1)體外上部處設置連接聯通放爆蒸發大棚(11)，放爆蒸發大棚(11)體外下部處設置連接與淡水出水閥門(14)連接聯通；放爆蒸發大棚(11)體外底下方處設置連接聯通自動泄壓窗(12)和設置連接聯通濃鹽水出液閥門(13)；放爆蒸發大棚(11)為連續性放爆蒸發系統；高壓容器(1)體外上部處與放爆蒸發大棚(11)的進口處連接聯通。
1、高壓氣體放爆水液液滴減壓膨脹高壓爆碎超高速蒸發在高壓容器(1)體內先安置導液管(2)、進氣管(3)、安置放爆片(4)[或采用高氣敏自動電磁閥門(4)]在高壓容器(1)體外安置超壓氣罐(6)和冷海水進水閥門(5)。開啟冷海水進水閥門(5)注水，在水泵壓注入的冷海水的水位達到高壓容器(1)體內一定的水位時，可關閉冷海水進水閥門(5)停止注水密閉放爆片(4)。然后逐個分別開啟及關閉低壓儲氣罐的進氣閥門(7)、中壓儲氣罐的進氣閥門(8)、高壓儲氣罐的進氣閥門(9)，在高壓容器(1)體內的充氣壓力達到了所需的工作要求壓力時，即可關閉高壓儲氣罐的進氣閥門(9)開啟超壓氣體進氣閥門(10)超壓注氣，直至放爆后即關閉超壓氣體進氣閥門(10)。一旦高壓容器(1)體內的高壓氣體瞬間放爆，水液液滴減壓強烈急劇膨脹高壓爆碎超高速蒸發。高壓氣體放爆后釋放出巨大的能量，產生大量的高壓巨力沖擊波氣壓聚力瞬間頂破撕碎放爆片(4)，高壓容器(1)體內的高壓高速射流的混合氣液即從導液管(2)上口內噴出，由于高壓氣體放爆的能量巨大，在高壓中的超高密度溶氣的高壓混合氣液中的淡水分子水液和鹽類分子水液，即被高壓氣體放爆后，釋放出的巨大能量產生大量的高壓、高速沖擊波射流氣體，在放爆蒸發大棚(11)的巨大空間內，被高速沖擊劇烈高壓爆碎形成超高密度的霧云。淡水分子水液液滴在被強烈急劇膨脹分解突躍物態變化超高速蒸發成氣體，形成質點細小的超高密度微細顆粒懸浮液滴混合氣體，高速膨脹向四周爆射擴散上升。鹽類分子水液液滴不易被高壓蒸發，受沖擊后形成質點最大的顆粒液滴濃鹽水所承受的沖擊作用力最大，運行速度最快，被噴射甩拋得最遠。
2、連續性放爆超高速蒸發制取淡水在放爆前，先開啟濃鹽水出液閥門(13)和開啟淡水出水閥門(14)。在高壓氣體放爆后，高壓海水水液混合氣液被高壓、高速沖擊波氣體的巨大壓力壓縮后從導液管(2)上口內噴出，在巨型的放爆蒸發大棚(11)[大棚可用布料制做]的巨大空間內急劇噴射，劇烈膨脹高壓爆碎擴散上升。鹽類分子水液液滴由于不易被高壓、蒸發形成質點最大的顆粒液滴濃鹽水噴出后，在受阻攔后即停止運行順板壁面向下流，聚積后從濃鹽水出液閥門(13)的出液管道內排出。高壓的混合氣液中的淡水分子水液液滴在被強烈急劇膨脹高壓爆碎超高速蒸發后，形成質點細小的超高密度微細顆粒懸浮液滴混合氣體噴出后，劇烈膨脹高速向四周爆射擴散上升。當混合氣體中有一部分的氣體在上升運行時，在受到前方物體的阻攔后，會轉彎繞道繼續不停地向四周擴散繼續運行，混合氣體在受到阻攔后，會轉彎繞道從周邊外圍繼續擴散上升。[混合氣體在受到阻攔后，自身能夠轉彎繞道繼續上升，是因為其中水蒸氣比空氣輕，自身具有繼續運行上升的動能。]在高壓氣體放爆后，混合氣液中的淡水分子混合氣體和鹽類分子液滴能夠以各自不同的運行方式運行上升，達到了瞬間分離和隔離的目的。[此時自動泄壓窗(12)即自動及時地排放出多余的有壓氣體]淡水分子水液混合氣體在被巨大空間的放爆蒸發大棚(11)的快速蒸發聚積后形成淡水水液，從淡水出水閥門(14)管道內輸出。最后關閉濃鹽水出液閥門(13)和關閉淡水出水閥門(14)。[前述的二種閥門也可以一直處于開啟狀態，不再關閉。]與高壓容器(1)相配套的連續性放爆蒸發大棚(11)為連續性放爆蒸發系統，其放爆蒸發的高效工作能力，能夠不斷地滿足高壓容器(1)所連續性的不斷的放爆蒸發。如此不斷地反復循環不息。
權利要求
1.一種超高效海水淡化高壓氣體放爆膨脹瞬間蒸發裝置，其特征在于在注入冷海水的高壓容器(1)體內先安置導液管(2)、進氣管(3)、放爆片(4)[或采用高氣敏自動電磁閥門(4)]和體外設置超壓氣罐(6)、冷海水進水閥門(5)；高壓容器(1)上口處設置連接放爆片(4)，高壓容器(1)上部處分別與導液管(2)、進氣管(3)連接聯通；高壓容器(1)體外設置連接聯通進水閥門(5)及連接聯通超壓氣罐(6)；在超壓氣罐(6)體外設置連接聯通數個低壓儲氣罐進氣閥門(7)、中壓儲氣罐進氣閥門(8)、高壓儲氣罐進氣閥門(9)、超壓氣體進氣閥門(10)；在高壓容器(1)體外上部處設置連接聯通放爆蒸發大棚(11)，放爆蒸發大棚(11)體外下部處設置與淡水出水閥門(14)連接聯通；放爆蒸發大棚(11)體外底下方處設置連接聯通自動泄壓窗(12)和設置連接聯通濃鹽水出液閥門(13)；高壓容器(1)體外上部處與放爆蒸發大棚(11)進口處連接聯通。
全文摘要
本發明超高效海水淡化高壓氣體放爆膨脹瞬間蒸發裝置,利用海水中的鹽類分子均不參與蒸發汽化過程的這一特性,采用高壓氣體放爆水液液滴減壓強烈急劇膨脹高壓爆碎超高速蒸發機理。使海水中的淡水分子水液液滴在高壓氣體放爆減壓后,強烈急劇膨脹高壓爆碎超高速蒸發形成混合氣體。最大限度地擴大淡水分子與鹽類分子之間的間距離、水液體積、密度差距和運行速度及運行距離,瞬間內分離出并隔離出不同運行方式的混合氣液,形成淡水和濃鹽水,達到超高速蒸發瞬間海水淡化的目的。
文檔編號B01D3/00GK1344684SQ0113551
公開日2002年4月17日 申請日期2001年10月6日 優先權日2001年10月6日
發明者陳明 申請人:陳明