海水电淡法的制作方法

文档序号:4849607阅读:207来源:国知局
专利名称:海水电淡法的制作方法
海水电淡法
本发明涉及一种海水(或苦咸水)淡化方法;尤其是一种运用电磁学中的电场理论,使 得海水(或苦咸水)淡化设备结构极其简单、造价极其低廉、使用极其方便、淡化能耗和成 本均极低的电淡法。
目前已有的海水(或苦咸水)淡化法有冷凝法、蒸馏法、电渗析法和反渗透法。冷凝 法是利用以下原理当不饱和水溶液的温度降至凝固点时,溶液中开始析出冰,溶液的浓度 不断增大,溶液凝固点不断降低,最后溶液的浓度达到该溶质溶液的饱和浓度时,冰和溶质 一起析出。由于这种方法的淡化能耗和成本太高,所以其设备一直未投入生产。蒸馏法是给 海水(或苦咸水)加热使海水(或苦咸水)中的水分子先蒸发再冷凝,淡化水与盐分离的淡 化方法。证明了 "用磁电方法能使淡化水与变浓海水(或苦咸水)分离且去掉了离子(即-海水(或苦咸水)中的杂质)的海水(或苦咸水)就是淡化水"的电渗析法是将具有选择透 过性的阳离子交换膜与阴离子交换膜交替排列,组成多个相互独立的隔室;隔室的海水(或 苦咸水)被淡化与隔室的海水(或苦咸水)被浓縮相间相隔,在外加电场的作用下,淡水与 浓缩水得以分离的淡化方法。电渗析法绝大部分能耗均消耗在与淡化关系不大的膜电阻、滞 留层和电化学反应上。反渗透法是利用外加压力使海水(或苦咸水)的水分子透过只允许溶 剂透过、不允许溶质透过的半透膜,将海水(或苦咸水)与淡水分隔开的淡化方法。在这三 种淡化方法中,反渗透法能耗最低,仅为电渗析法的1/2、蒸馏法的l/30;但目前世界上有 准确报道的反渗透法淡化设备能耗最低耗电量也达6kQh/T,这还不包括维护设备运行能耗。 为了降低淡化能耗和成本,人们不得不使淡化设备结构变得复杂;例如利用蒸馏法原理的 普通蒸馏到多闪多效蒸馏;设备虽能降低淡化能耗,但却使得设备结构制造越来越复杂、设 备投资额度越来越大、设备维修保养成本越来越高。
本发明的目的是提供一种运用电磁学原理,并使得海水(或苦咸水)淡化设备结构极
其简单、造价极其低廉、使用极其方便、淡化能耗和成本均极低的海水电淡法。
本发明的目的是这样实现的运用"把需要进行淡化的海水(或苦咸水)放入沿离子运 动方向(或走向)己被分成若干有电场和没有电场交替相间的空间内,在该空间离子运动方 向(或走向)的若千断面,使离子只出不进(或只失不进),从而使得有电场部分的海水(或 苦咸水)越来越淡、没有电场部分的海水(或苦咸水)越来越浓"的原理,用一导箱、 一方 箱和一方箱盖构成一淡化器。淡化器中的导箱由若干块淡栅片(淡栅片数量依本文相关表述 确定)、若干只挡构、 一只上框、 一只下框、两只单栅片和两块极板构成。能用在淡化器上的 淡栅片很多,但实质内容均是实现利用淡栅片上的薄片把在电场中需要淡化的海水(或苦咸 水)隔成与电场线既不平行也不垂直的片状,使得离子向片状外运动。淡栅片采用金属或非 金属材料,用金属板冲压、或塑料注塑、或其它工艺制作。常用在淡化器上的淡栅片由若干 析片和若干J构成。析片为一矩形直面(或弧面)板;J由上矩形直面板和下矩形直面板构成, 上直面板和下直面板轴长相等、并均为0.1 5cm (轴向是指在平行(或重合)于中轴线的直线上;轴长是指在轴向的长度。下同。下面把在垂直于中轴线的直线上简称为横向,在横 向的长度简称为横长);在淡栅片中,J的两直面板成同面上下排列,同一J的上、下两直面 板在上、下两端分别与淡栅片中两相邻析片轴向边相接。析片上端和J上直面板上端齐平, 析片下端比J下端长0.1 lcm(上端指迎着水流的一端。下端指背着水流的一端。下同),淡 栅片的横向两端均为析片。在导箱中,所有析片与垂直于极板直线的夹角o相等〔。以本文 表述确定,o越小越好。极板的表述在下面);同一淡栅片的析片均夹在平行于极板的两面之 间,所有析片彼此平行,所有J彼此平行。析片在平行于极板平面上的投影横长与J在平行 于极板平面上的投影横长和的比值等于淡化器流出的淡化水与浓海水(或苦咸水)比值;析 片在平行于极板平面上的投影横长的长度最好不要超过lcm。淡栅片的高宽依本文表述确定, 析片和J的横向宽度依本文表述,析片和J厚度相等并依所选定的材料(或工艺)。上述淡栅 片存在的变形结构在此不赘述。挡构由若干依序交替出现的H和K构成。H的结构和尺寸与 导箱中两相邻析片的空档相同,K是横向宽等于淡栅片中两相邻H间距、轴长等于H轴长、 厚依所选材料的矩形板(K尽量采用直面板、必要时也可采用两面直角折板)。在导箱中,挡 构中的H数量等于淡栅片中析片数量,K的数量等于淡栅片中J的数量,H的侧面与析片侧面 相对且平行,K的侧面平行于极板侧面,K和H轴向相接;在导箱中每隔若干淡栅片就有一挡 构,要不要挡构、要多少挡构、两挡构间应有多少淡栅片依电场计算结果或经验确定。上框 由两直棱柱(以下把该两直棱柱均称为直柱)和两连板构成。同一上框中的两直柱相同。 直柱底面为有两相邻内角为直角的多边形(多边形尺寸依本文相关表述确定。以下把直柱底 面多边形两直角所夹的边、接直角但不被两直角所夹的两边、其余边所对应的直柱侧面壁分 别简称为A面、B面、C面禾DD面)。A面、B面和C面为矩形直面板,D面为多矩形直面板 构成的多折直面板,A面、B面、C面和D面的轴长相等、厚依所选材料(或工艺);A面、B 面、C面和D面的轴长和横向宽依本文表述。在直柱中,B面和C面一轴向边分别与A面两轴 向边相接、B面和C面另一轴向边分别与D面两轴向边相接。在导箱中,淡栅片在两直柱D 面之间彼此平行放置,D面和析片侧面相对的部分与析片侧面平行;相邻析片间的D面部分 用一两面直角折板连接,该直角折板的直角要朝直柱内并且一折面侧面平行于极板。淡栅片 侧面与D面间的距离等于导箱中两淡栅片间的距离。在淡化器中,如果不能保证与极板平行 的D面侧面、K两侧面与极板绝对平行可使这些面稍稍内凹。直柱有上底面壁和下底面壁 直柱可以是内空的、也可以是被填实的,在直柱尺寸较大时,采用填实的比较好。直柱轴长 等于淡栅片轴向高度。连板由一上块、 一中块和一下块构成。同一导箱中的两连板相同。上 块、中块和下块均为矩形直面板,上块的宽度等于两直柱A面外侧之间的横向距离,中块和 下块的横向宽度等于一直柱B面与在同一侧另一直柱C面之间的横向距离,上块、中块和下 块的厚度相同且依所选材料和工艺,上块轴长为3 15cm,中块和下块轴长为0.5 10cm。在连 板中,上块、中块和下块的外侧面在同一平面内,中块上端和上块下端相接,中块在上块的 横向正中间,中块下端和下块上端间有轴向距离等于淡栅片轴长减去中块和下块的轴长和的 空档。上框外轮廓线在横向面上为矩形,两直柱的A面为上框两平行外侧面, 一连板外侧与 一直柱B面和另一直柱C面相接构成上框的第三侧面,另一连板与一直柱C面和另一直柱B 面相接构成上框的第四侧面;上块下端与直柱上底面相接,中块和下块两轴向边分别与一直柱的B面和另一直柱的C面相接。下块下端与直柱下端齐平。在中块和下块内侧加有卡口, 卡口的位置、数量与导箱中的淡栅片和挡构两轴向边位置、数量相同,卡口宽度和深度分别 等于淡栅片(或挡构)轴向边厚、0.05~0.5cm,中块上的卡口上端距中块上端O. l~lcm (即 析片下端比J下端长),下块上的卡口轴长等于下块轴长。在导箱中的两位置相同相对的两连 板内侧卡口横向底部间的距离等于淡栅片(或挡构)横长,两位置相同相对两连板内侧卡口 对应位置的连线与A面平行,横向两端卡口的位置使淡栅片与D面的对应位置间距等于淡栅 片间的对应位置间距。上框材料为金属、或塑料、或其它。在上框采用塑料时,上框的单独 实现通过注塑、或其它工艺完成。在上框材料采用金属材料时,上框的单独实现是这样的 先把板材裁剪成A面、B面、C面、上底面、下底面和两连板,用塑料注塑(或其它工艺)制 作出D面(D面不能用金属导体材料制作),再把板块焊接和粘贴(或其它工艺),最后在连 板内侧粘贴(或固定)有卡口的塑料板。下框由一框体和一漏构构成,框体和漏构是一整体。 框体是一底面为矩形、上下均无底面的中空直柱体,框体外形尺寸、壁厚与上框外形尺寸、 壁厚相同。漏构由缺一侧面壁的有上下底面壁的直三棱柱和若干通管构成(漏构类似顶上有 若千与脊梁相垂直通管的人字形屋顶),直三棱柱的两块侧面壁相同,漏构壁厚与框体壁厚相 同,两侧面壁与轴向成倾斜角度,倾斜角度一般在10。~170°,通常采用90°;直三棱柱没有壁 侧面(即漏构的下端)的长、宽分别等于框体的长、宽,漏构下端的直三棱柱两棱接与A 面相对的框体上端;直三棱柱两底壁在轴向,其下端接与下块相对框体上端。通管为矩形外 截面的中空管,通管下端接直三棱柱两侧面上,通管上端凹缺轴长等于析片下端比J长的轴 长、横向宽等于组对外侧距离、横长等于组对横长(组对是导箱中在两极板连线方向的同一 条析片所占据的空间,以下把同一条J所占据的空间称为邻对。下同),通管外侧宽度等于上 框的宽度(沿垂直于淡栅片方向),通管在沿平行于淡栅片方向的壁厚要尽量的薄,直三棱柱 两侧面上的通管位置与导箱中的组对位置相对(通管位置也可与邻对相对(此时淡栅片中相 关部分的变化很简单不赘述),本文表述只涉及与组对相对)。在导箱中,组对放在通管上端 的凹缺内,并且组对内侧面与通管内侧面齐平。直三棱柱两侧面上有尺寸和形状与通管下端 内空腔相同、且与通管下端相对应的上下相通开口,开口与通管内空腔正好相接、上下贯通。 在淡化器中,通管的上端内空可直接采用上端相同而无凹缺结构。下框的材料为塑料、或其 它材料。在下框材料采用塑料时,下框的单独实现通过注塑(或其它工艺)完成。极板是一 块矩形铜质、或铝质、或其它导体金属材料的金属直面板,金属板的宽度和高度等于淡栅片 的横向宽度、轴向高度,金属板厚度依所选定材料而定。极板通过裁剪金属板实现。在导箱 中,极板在直柱内(或固定在A面的内侧上、或埋在A面壁内);极板与A面平行,极板上端 与中板上的卡口上端齐平。淡栅片横向两端析片的外侧轴向边上下两端被卡在两位置相同相 对两连板内侧卡口内,析片下端放在通管上端内,淡栅片、挡构及极板的金属部分彼此不导 通、与其它金属构件也电不导通。在淡化器中,卡口结构也可改为把卡口间凸出块换成垫片 再加横向螺栓替代(即把所有的淡栅片先做成一整体,在连板上原先有卡口的地方事先留
下凹口,再把整体淡栅片放入其内。其它因此的改变很简单在此不赘述)。单栅片是一多孔金 属材料(或其它类似材料)的无机矩形金属膜片块。在单栅片的表面和孔壁有运用阳极氧化 工艺处理(或其它方法和工艺)制成的使单栅片无法与海水(或苦咸水)电导通的氧化层(或绝缘层)(在金属膜片块有绝缘层时,可不要此道工序),单栅片的孔径在O. lym左右(也可 以是其它数据,但小一点比较好。单栅片应尽量选择导电性能好、高孔密度和均匀孔径分布 的材料;单栅片上的孔可让离子从其一侧运动到另一侧),单栅片的轴长和横长分别等于中块 下端与下块上端间的轴向距离、下块的横长。单栅片在中块下端、下块上端、 一直柱B面一 侧和另一直柱C面一侧之间。在淡化器中,也可在若干偶数邻对内加一单栅片(或若千邻对 内加两单栅片),此时单栅片紧贴组对横向两端,其它设置与上述类似不再赘述。两单栅片分 别与同一电源的两极相接(具体接法依单栅片让带与单栅片上净电荷相反电荷的离子通过确 定,此处的电源电压在其它条件不变和允许的情况下越高越好;其它设置与下述似栅片类似)。 此处的单栅片可用现今的离子交换膜、离子交换膜的衬垫和边框替代,离子交换膜及衬垫被 固定在边框的中间。导箱是这样实现的把上框上端朝下平放在桌子上,把淡栅片插入连板 卡口内并一直插到底,插入时注意淡栅片侧面应与D面平行,对好组对下端和通管上端,把 下框与上框接触处放上密封垫,再把上框和下框拼在一起,用螺栓把上框和下框连接成整体 (预制螺栓孔的做法很简单,不赘述),最后把两块单栅片分别固定安装在两处的B面、C面、 中块和下块之间(相应部位预留卡口 (或采用其它手段)比较简单,不再赘述)。淡化器中的 方箱上有一箱体、四固板、 一外翻边、 一下出水管、 一下出水管法兰盘、 一侧出水管和一侧 出水管法兰盘。箱体是一上端无盖、下端有底的内空矩形柱体。箱体内空腔横向截面的宽度 和长度分别等于导箱横向宽度(即沿垂直于淡栅片箱方向的长度)+l~25cm、导箱横长(即 沿平行于淡栅片箱方向的宽度)+l~25cm。箱体内空腔轴长等于导箱轴长+压块轴长(箱体内 空腔轴长、横向截面宽度和横向截面长度依本文相关表述确定、壁厚依所选用材料。压块的 表述在下面)。箱体上有一下出水口和一侧出水口;下出水口在与导箱下端相接的箱体下底面 壁正中间,下出水口是圆形(下出水口口径依本文相关表述确定)。侧出水口在A面相对的箱 体一侧壁上,侧出水口为圆形并在紧贴箱体下底面壁的横向正中间处(侧出水口口径依本文 的相关表述确定)。固板为"["形薄钢片。固板中间部分的长度等于B面(或C面)+连板的 横向宽度、固板两端部分的长度等于A面横向宽度的1/6~1/3 (或依两固板端部间过流面积 等于邻对过流面积设置),固板中间部分的宽等于方箱内壁与B面(或C面)的横向间距、固 板两端部分的宽等于方箱内壁与A面的横向间距(厚度依所选用的材料)。固板侧面在横向, 两固板在与一直柱的A面和B面、同侧连板、另一直柱的C面和A面相对的方箱内壁上,该 两固板内侧紧贴其内侧的一直柱A面和B面、同侧连板和另一直柱的C面和A面;另两固板 在与上述两固板相对的方箱内壁上,该两固板内侧紧贴其内侧的另一直柱A面和B面、另一 侧连板和一直柱的C面和A面。同侧固板的横向位置相同;固板轴向上固板与上块的位置 相对,下固板与通管的位置相对。外翻边是一内形尺寸与箱体上端口外形尺寸相同、宽为 l-5cm、厚度等于箱体壁厚的矩环形钢片;外翻边上有若干数量的螺栓孔(螺栓孔的数量、尺 寸和位置依实际受力情况和法兰盘设计规范确定),外翻边在箱体四周、上表面与箱体上端口 齐平。下出水管是长5 15cm、内径等于方箱下出水口直径的钢管(下出水管轴长依本文相关 表述确定,下出水管外径是在其内径确定后依所选材料)。侧出水管是一轴长为5~15cm、内 径等于侧出水口直径的钢管(侧出水管轴长依本文相关表述确定,侧出水管外径是在其内径 确定后依所选材料)。方箱是这样实现的先依上面表述制作出方箱全部构件,在固板位置上焊上固板;把外翻边焊在箱体上端口上;把下出水管下端口焊上下出水管法兰盘,下出水管 上端口焊在箱体下出水口上;把侧出水管一端口焊上侧出水管法兰盘,侧出水管另一端口焊 在箱体侧出水口上。淡化器中也可设置两个侧出水口、两个侧出水管和两个出水管法兰盘, 它们位置与上述同,尺寸比照上述设定。淡化器中的方箱盖由一盖板、二压块、 一进水管和 一进水管法兰盘构成。盖板是外轮廓线尺寸与外翻边外轮廓线同形同尺寸、厚度等于箱体壁 厚的矩形钢片;在盖板周边上有数量、尺寸和位置与外翻边螺栓孔的数量、尺寸和位置相同 的螺栓孔。在盖板的正中间有一进水口,进水口为圆形(进水口口径依本文相关表述确定)。 压块为矩形柱体(也可是其它结构),压块轴长为2-10cm,压块横向截面长宽分别为B面横 向宽、0.5dcin (具体数据依本文相关表述和结构需要确定),压块的橫向位置在与直柱上底 面相对应的两上块上端(压块数量、位置也可与此不同,要保证淡化器中压块不影响水流动 顺畅、并能使导箱被压住)。压块上端接盖板下端面并与盖板成一整体。进水管是一轴长为 5~15cm、内径等于进水口直径的钢管(进水管轴长依本文相关表述确定,进水管外径是在其 内径确定后依所选材料)。方箱盖是这样实现的取一钢板,把其裁剪成长度和宽度均等于外 翻边长度和宽度的矩形,在上面钻上螺栓孔,再把压块焊在盖板下端面壁上。把进水管上端 口焊上迸水管法兰盘,进水管下端口焊在进水口上。方箱、方箱盖和其它金属构件制作好后 要做浸塑、或喷漆、或其它措施,使它们的表面上有一层防腐绝缘皮。完成上述工作后,再 把上述构件组装成一淡化器。淡化器是这样组装的先在箱体底部与导箱下框接触的地方放 上密封垫,再把导箱放入箱体内四固板之间,把极板导线和单栅片导线引出箱体外(导线从 箱体内引出路径很多,这里不赘述)。在外翻边上放上密封垫圈,对好外翻边和方箱盖上螺栓 孔,把方箱盖盖在箱体上,用螺栓使箱体和方箱盖连接在一起。在进行海水(或苦咸水)淡 化时,极板接直流电源两端(不建议采用交流电源),进水管法兰盘接供水管法兰盘,侧出水 管法兰盘和下出水管法兰盘分别接两排水管法兰盘。上述数据关系、数据和数据范围是依据 表述方便来进行的;在设计淡化器时,除依这些数据关系、数据和数据范围外,还要循下列 途径来确定最终数据①依据海水(或苦咸水)含盐量、物理学和化学计算结果(或借用电
渗析设备淡隔室和浓隔室流量设计方法),用经验法确定下出水管流量和侧出水管流量比值、 组对过流面积与邻对过流面积比值、淡化水量与浓海水(或苦咸水)量的比值(淡化水量与 浓海水(或苦咸水)量的比值=下出水管流量和侧出水管流量比值=组对过流面积与邻对过流 面积比值。流量=流速><过流面积。流量比值计算可简化为过流面积比值计算)。②依据淡化 器设计所要达到的每秒淡化水量、海水(或苦咸水)含盐量、组对过流面积与邻对过流面积 比值、淡化水量与浓海水(或苦咸水)量比值,确定海水(或苦咸水)在淡化器内流速、组 对过流面积、邻对过流面积(在确定数据时,要考虑淡栅片的厚度和固板的阻流作用)。依据 海水(或苦咸水)在淡化器内流速、组对过流面积、邻对过流面积确定箱体横向截面尺寸、 导箱横向截面尺寸、极板横向宽度。③依据箱体横向截面尺寸、导箱横向截面尺寸,确定淡 栅片横长。设定组对宽度、淡栅片间的间距(组对宽度和淡栅片间的间距越小越好, 一般最
好不大于0.5cm)。依据设定好组对宽度、淡栅片间的间距、导箱横向截面尺寸,确定淡栅片 的数量。④依据海水(或苦咸水)含盐量、淡化器设计所要达到的每秒淡化水量、物理学和 化学计算结果、实际条件的许可,设定极板电源电压。依据设定好的极板电源电压确定极板和淡栅片轴长、箱体内空腔轴向高度、导箱轴向高度。极板电源电压- (E1.93X1()5X每秒 淡化水量X海水含盐量比X盐中某种盐含量比X单离子带电荷量X海水电阻率X组对宽度)/ ((l一海水含盐量比)X该种盐摩尔质量X组对截面面积XCOSo 〕(计算其它盐时可用NaCl 替代计算。实际使用值应适当放大。组对截面面积在此是指组对过流面积在两极板连线方向 的截面面积)。⑤在确定进水管、侧出水管和下出水管的相关尺寸数据时,要使下出水管流量 和侧出水管流量的和等于进水管流量。⑥构件中要尽量采用标准件、通用件。以上表述中没 指明材料的构件均为钢构件。构件中钢材料和塑料均可用其它材料替代。⑦进水管、侧出水 管和下出水管长度可长可短, 一般应尽可能短,但不宜短过实际使用方便需要。⑧在实际设 计中,前述中数据和数据范围可能会显得数据太小(或太大)、涵盖太窄,此时应依确定数据 为最终数据。⑨上述单栅片可用四单栅片和四角柱替代。此处单栅片的轴长和横长分别等于 淡栅片轴长、方箱内壁与A面间的横向距离。角柱由底面为一直角三角形的直棱柱、 一电极 板和一角板构成,直角三角形两直角边的长分别等于方箱内壁与A面间的橫向距离、方箱内 壁与B面(或C面)间的横向距离,直棱柱的轴长等于淡栅片轴长。电极板厚、角板厚和直 棱柱的壁厚依所选的材料和结构需要。直棱柱有上下底面。电极板的轴长和横长分别等于直 棱柱与B面(或C面)相对的面壁的轴长和横长,电极板在直棱柱内并紧贴或埋在角柱与B 面(或C面)相对的壁面。角板的轴长和横长分别等于直棱柱斜边外壁的轴长和横长,角板 外表面有绝缘层,角板在直棱柱斜边外壁或埋在斜边面壁内(角板埋在面壁时其外表面可不 要绝缘层)。四角柱分别在方箱四内角处,角柱的两直角面壁紧贴方箱内壁,两单栅片在两电 极相对的两角柱之间(单栅片和角柱的固定很简单不赘述),两单栅片间的距离在1 10cm之 间。角板和电极板的电源电压设置与下述端板和极板的电源电压设置相同,此处的单栅片电 源电压设置与上述单栅片电源电压设置相同。电极板与B面(或C面)平行,角柱和单栅片 安装完成后,两单栅片间应类似下述似淡器中的邻对,单栅片、电极板和角板的轴向位置与 淡栅片的轴向位置相同(此时其上下两端的固板侧面最好与单栅片和角柱的上下两端相接)。 角柱的实现比较简单不再赘述。此处的单栅片也可用离子交换膜、离子交换膜的衬垫和边框 替代。⑩淡化器中的淡栅片也可改为异栅片。异栅片由若干析片、四矩形截面塑料矩形板和 若干直部构成。在异栅片两端的析片是一塑料层加一外表面有绝缘皮金属层结构,异栅片中 的其它析片是正中间为一塑料层、塑料层两侧分别是一外表面绝缘皮金属层结构。异栅片中 的析片尺寸与淡栅片析片相同,并按淡化器一组对中析片位置、间距和倾斜度排列。四矩形 板厚度、轴长和轴向位置分别与J的上下直面板相同,矩形板横长等于异栅片两端析片外侧 距离,矩形板两侧面部分区域有起电通路作用的金属层(具体设置非常简单不再赘述),四矩 形板在析片横向两端轴向上下端部并紧贴析片。直部是一塑料层、塑料层外表面加一外表面 有绝缘皮金属层结构。直部厚度、宽度和轴长分别等于析片厚度、矩形板厚度和上下矩形板 间距,直部在上下矩形板之间。在析片横向两端均接一直部。淡化器中的直部与极板平行。 甲、乙和丙分别指直部金属层、在析片一同方向侧金属层和在析片另一同方向侧金属层。 在异栅片中,甲彼此电导通、乙彼此电导通、丙彼此电导通,甲、乙和丙彼此间电不导通。 异栅片是这样实现的先用塑料注塑(或其它工艺)制作出上述结构,再把该结构喷涂(或 浸泡)上电镀导电液,去掉(或不喷涂上)不应该金属连接处的导电液并进行电镀,把甲、乙和丙分别焊上一甲色、 一乙色和一丙色绝缘皮导线,最后通过喷漆(或其它工艺)使金属 层外表面和焊点有绝缘层。在淡化器中,异栅片位置与上述组对相同,异栅片两端析片塑料 层紧贴D面(其间应涂有防渗膏或其它),同一析片上的两金属层分别与乙色和丙色导线电 导通,同一异栅片上的析片金属层交替与乙色和丙色导线电导通,在同一端的不同异栅片析 片金属层与同一颜色导线电导通,不同异栅片同一颜色导线接同一电源同一端,乙色和丙色 导线分别接同一电源两端。析片电源电压在两析片间产生的电场应小于极板产生的电场,析 片电源电压在两析片间产生的电场方向走向与极板产生的电场方向走向相反。甲色导线接方 箱(或接地)。在异栅片淡化器中,D面与异栅片两端相接的部分要适当内凹,内凹的深度应 等于异栅片两端析片的厚度。也可以采用其它措施固定异栅片。
在实际淡化器的制作和设计中,淡化器可作如下改变(以下把作了如下改变的淡化器简 称为似淡器)(l)把淡栅片改为似栅片似栅片由一边框和若干页构成,边框是由塑料或金 属条状围城的矩形,边框条状截面为矩形(或近似矩形)(边框宽厚数据越小越好);矩形边 框在似栅片四周、边框的中间是导体金属材料柱条丝(或薄片)页;页的横向截面图形为圆 形、或菱形、或两翼横长不等的v形薄片(两翼为直面或弧面)、或W形薄片、或v形薄片、 或Z形薄片、或其它截面图形。页在横向成两排(或一排、或多排)均分布在边框内,页轴 向两端接边框轴向两端边,两页间有一小缝,缝截面尺寸应不大于页的截面尺寸;页截面尺 寸越小越好,所有页垂直投影到平行于栅片侧面的面上的投影是一无缝整体,相邻页之间在 该投影上有重叠、该重叠宽度越窄越好,页彼此间电导通。在页截面为菱形、或其它类似截 面图时,页一对角线上的两棱朝向栅片侧面。在页截面为两翼横长不等的v形片、或两翼横 长不等的弧面形、或半圆形、或其它截面图形时,页凸面朝向栅片同一侧面;在导箱中,相 邻栅片的页凸面相对、非页凸面相对。当页是横向截面为相同菱形时,似栅片是这样实现的 把边框两端做成有固定页两端的卡槽。算好页长度,在算好长度的菱形条丝两端处加上固定 块(菱形条丝的剪断可在加固块前也可在加固块后。固块和卡槽能使菱形条丝成两排(或多 排)排列、并使菱形条丝之间有小于菱形条丝最小对角线的小缝),再把它放进边框两端的卡 槽内,通过焊接使所有页电导通。最后通过喷漆或其它措施使栅片外表面有绝缘层(该道工 序也可在焊接前完成)。在似栅片页为W形薄片和V形薄片时,似栅片页由W片和V片构成。 W片是一由I、 II、 III和IV四直面(或弧面)板依次轴向相接的W片形横向截面薄片,V片是 一由L和Y二直面(或弧面)轴向相接的v片形横向截面薄片。I、 II、 III、 IV、 L和Y轴 长均等于边框内空的轴长,n和III横长相等、 一般为0. 1 0.5cm(也可以是其它尺寸,但越小 越好),I和IV横长相等、 一般为II的1/10 1(也可以是其它尺寸);L和Y横长相等、 一般等 于n (也可以是其它尺寸,但要能使w片和v片相配);I 、 II 、 III、 IV、 L和Y的厚度相等
并依所选材料(或工艺)。II和III间的夹角、L和Y间的夹角一般在15°~165°,通常均取30"
(n和m间的夹角、L和Y间的夹角可以相等也可以不等)。在似栅片中,页分两排均分布在
边框内,W片和V片分别成一排排列,页的轴向两端接边框轴向两端边,II和III、 L和Y间的 顶点在似栅片同一侧面,同一 v片的l和y末端部分分别在一 W片的I II间的夹角和另一 W
片的miv间的夹角内,n (或m)侧面与l (或y)末端相距一定距离,l (或y)的末端与 i和n (或m和iv)间凹处顶点在同一电场线上[或l (或y)末端和i和n (或ni和iv)间凹处顶点的连线与L (或Y)侧面垂直];I (或IV)和L (或Y)相对侧面间有一小缝,在该 缝两侧的I (或W)和L (或Y)平行相对。在似栅片中,在I和IV上可分别加一条轴向折痕, 该折痕的位置和数据只需满足似栅片中的I (或IV)和L (或Y)相互位置和数据设置并不改 变I和IV侧面相对于似栅片侧面的倾斜方向。似栅片中与边框轴向内边相接的是L和Y,在
似淡器中,相邻似栅片的n和m、 L和Y间的顶点侧面相对、似栅片的另一侧面相对。似栅
片外表面有绝缘层,似栅片材料为金属导体材料。似栅片是这样实现的算好v片的尺寸和 位置、w片的尺寸和位置,用金属板分别冲压出只有w片有边框的半个似栅片和只有v片的 两个有边框的半个似栅片,再把两个半个似栅片焊接在一起并使它们电导通;最后,通过喷 漆或其它措施使似栅片外表面有绝缘层(该道工序也可在焊接前完成)。在似淡器中,(-)z形 薄片似栅片是对w形薄片和v形薄片似栅片作如下改变得到的z片是由一 l (或y)、 一n
(或m)和一 i (或iv)依次轴向相接的z形横向截面薄片,l和n、 n和i间的两夹角均 等于上述似栅片ii和ni间的夹角,z片的其它设置与上述似栅片相同。在似栅片中,一z片 l的末端在另一 z片ni间夹角内、所有z片成直线在边框内排列成一排。似栅片中与边框 轴向内边相接的是i和l。 t)只采用v片的似栅片是对w形薄片和v形薄片似栅片作如下改
变得到的在似栅片中,使第一只v片的l和y分别在第二只v片的l和y的夹角内和第三 只v片的l和y的夹角内、在一v片的l和y间夹角内放置二v片的l和三v片的y;如此 类推,所有的v片成直线排列成一排。不同v片的、并在第三只v片的l和y间夹角内l和 y的末端相距一定距离(具体数据依物理计算结果确定)。上述三种似栅片中与边框轴向内边 相接的是l和y。 z形薄片似栅片和只采用v片似栅片的实现与w形薄片和v形薄片似栅片基 本相同,不再赘述。在似淡器中,似栅片也可采用其它相同功能结构。在似淡器中,似栅片 的轴长和横长以本文表述确定。(2)上框的改变B面和C面改成相同矩形面,D面变成由D 面和E面构成的折面,D面和E面是相同矩形面。D面和E面所成的角度0—般在15°~165n, 通常采用90°。直柱轴向高度改为等于似栅片轴长+漏构轴向高度。中块变成中块横向宽度 等于导箱中两D面与E面相交棱间的距离一O. lcm~D面(或E面)在两极板中间连线方向的 横长、轴长等于似栅片轴长减下块轴长,中块在上块和下块的横向正中间,中块上端连接上 块下端、下端连接下块上端连,中块不与直柱B面和C面轴向相接。卡口的改变在连板内 侧有轴向卡口,卡口的位置、数量与导箱中的似栅片两轴向边位置、数量相同,卡口宽度、 长度和深度分别等于似栅片轴向边框厚、似栅片轴长一lmm、似栅片横向边框宽,卡口下端 与连板下端齐平。框体底面矩形的外形尺寸改为上框中的两B面与D面相交棱、两C面与 E面相交棱在同一横截面内连成的矩形。漏构的改变漏构横向旋转90",直三棱柱没有壁侧 面(即漏构的下端)的长、宽分别等于两D面与E面相交棱间的距离、框体上端的宽(即 沿似栅片侧面方向的宽),在漏构下端的直三棱柱两棱接与下块相对框体上端、漏构下端在框 体该处壁的横向正中间。直三棱柱的两底壁下端与框体上端相接。加两矩形直面板,两矩形 直面板在B面与D面相交棱(或C面与E面相交棱)到直三棱柱底壁的框体上端部分。组对 和邻对的内容改变导箱中的似栅片电源产生的电场方向与极板电源产生的电场方向相反的 两似栅片间为组对,似栅片电源产生的电场方向与极板电源产生的电场方向相同的两似栅片 间为邻对。凹缺的改变轴长为lram、横向宽等于似栅片的厚度、横长等于似栅片横长。增加端板端板是一在横向截面上为V形的金属板,V形金属板的两翼相同,V形金属板的外表 面有绝缘层;金属板宽度和高度分别为B面和C面在两连板间的宽度和、似栅片的轴向高 度;金属板厚度依所选定的材料而定。端板是这样实现的把金属板冲压成V形,通过喷漆、 或其它绝缘措施使端板表面有绝缘层。端板固定在D面和E面外侧(或埋在D面和E面内, 此时端板绝缘层可不要),端板上端与卡U上端齐平。在似淡器中,端板的V形金属板也可用 两块矩形金属板替代(此时相应的改变和设置非常简单不赘述)。在极板、似栅片和端板上加 引出导线在一极板、 一半数似栅片、 一端板上分别焊上M色绝缘皮导线,在没有焊上M的 另一极板、另一端板和另一半数似栅片上分别焊上P色绝缘皮导线;端板导线颜色与相邻的 极板导线和相邻的栅片导线颜色均不同;在似淡器中,焊有M和P的似栅片交替出现。在似 淡器中,D面和E面也可用弧面替代(此时相应的改变和设置非常简单不赘述)。(3)箱体改变 箱体内空腔横向截面宽度改为等于导箱横长(即沿垂直于似栅片箱方向的宽度)。固板的改 变固板改为矩形薄钢片,固板数量改为八只,固板长度、宽度分别等于B面横向宽度、方 箱内壁与B面(或C面)间的横向间距,四块固板上表面与连板上端相距3 15cm,四块固板 下表面与连板下端相距3 15cm;固板固定在与B面(或C面)相对的方箱内壁上。(4)在进行 海水(或苦咸水)淡化时,极板引出导线与一直流电源两端相接、端板和似栅片引出导线与 同一电源相接(不建议釆用交流电源。在为交流电源时,两交流电源必须同初相、同频率、 同波形),相同颜色极板、端板和似栅片引出导线接在不同电源(或同一电源)的同样一电极 上。(5)似淡器数据确定的改变和不同①设定9数值。依据e数值、箱体横向截面尺寸、导 箱横向截面尺寸,确定端板横长。 L—L=5, L<L;通常情况下,L/L=2(4是 淡化器极板电源在两极板间产生的电场,L是似淡器极板电源在两极板间产生的电场," 是端板(或似栅片)电源在端板与相邻似栅片间产生的电场(或似栅片电源在两相邻似栅片 间产生的电场);L和L均指数值。确定^时把e当成o处理)。(6)在似淡器中,在似栅片 和端板之间加一块单栅片,单栅片电源设置与淡化器中相同(此时按离子移出和进入单栅片 和似栅片之间设置其所接电源的极),此处单栅片长宽与似栅片长宽相同(似淡器中该两块单 栅片也可在其它位置;似淡器中也可采用多对单栅片(相应改变比较简单不再赘述))。此处 单栅片也可用离子交换膜、衬垫和边框替代。(7)似淡器中的似栅片可全部用单栅片替代,此 时单栅片的电源设置、长宽与(6)相同,相邻单栅片接同一电源的不同极。W在上块下端、下 块上端、中块轴向一侧边与B面(或C面)轴向一侧之间不加单栅片,也不用四单栅片和四 角柱替代。(9)似淡器的端板结构可用现有电渗析电极区结构相同功能部分替代(此时电极区 结构的电源可(或可不)采用单独设置),此时可全部采用似栅片而且不另加单栅片。柳似淡 器中没有挡构。上述改变引起的相应变化未表述的部分比较简单不再赘述。
当海水(或苦咸水)在己与电源相接的淡化器内流动时,极板电源、直柱D面结构及栅 片结构使得两析片间的海水(或苦咸水)两端有电势差》,两J间的海水(或苦咸水)两端 无电势差;(H吏得组对内的离子向组对外运动,单栅片阻止组对外的离子向组对内运动。由 于组对、邻对和环通的方箱内侧和导箱外侧间的海水(或苦咸水)构成环路导体,所以邻对 内的海水(或苦咸水)会逐渐变浓、组对内的海水(或苦咸水)会逐渐变淡;所以,最终从 侧出水管流出的是浓海水(或苦咸水),而从下出水管流出的是淡化水。验证试验把一塑料长方形的盒子在长边方向中间部分用胶水和塑料薄片隔成D面、邻对和组对,制作时使两D面 两端部加一离子交换膜(是采用阴膜还是阳膜现场分析处置),用以胶皮管把盒子两端接成水 回路。把上述结构放入两极板间,上述结构内倒入天蓝色CuS(V溶液,比较邻对和组对内溶液 颜色可发现邻对内的蓝色变重、组对内的为无色(或颜色淡许多)。
由于采用了上述原理结构,电淡法不仅能把海水(或苦咸水)淡化,而且能使得淡化器、 似淡器的结构极其简单、造价极其低廉、使用极其简便。由于电淡法在淡化的过程中不存在 相变、不存在电化学反应损耗、不存在离子交换形式、不需要外加压力。所以,电淡法的淡 化能耗微乎其微,淡化成本可以忽略不计。
下面结合本发明淡化器和似淡器实施例及其附图对本发明作进一步的说明-


图1.是本发明淡化器主视图
图2.是图1中淡栅片轴向两端横向截面结构示意图 图3.是图1中方箱盖主视图 图4.是图1中导箱主视图 图5.是图1中方箱主视图
图6.是图1中极板、固板、箱体、直柱、漏构等横向相互位置示意图 图7.是图1中栅片、挡构、极板、直柱等在导箱在中部的横向相互位置示意图 图8.是本发明似淡器主视图 图9.是图8中菱形页似栅片横向截面示意图
图10.是图8中栅片、端板、极板、固板、箱体、直柱等横向相互位置示意图 1.方箱盖2.进水管3.进水管法兰盘4.盖板5.压块6.方箱7.箱体8.固板9.外翻边 IO.下出水管ll.下出水管法兰盘12.侧出水管13.侧出水管法兰盘14.上框15.直柱16. 栅片17.连板18.箱体下底面19.固板20.极板21.端板22.栅片23.栅片24.栅片25.端 板26.固板27.通管28.通管29.通管30.通管31.栅片32.栅片33.栅片34.栅片35.极 板36.直柱37.固板38. B面39. C面40. D面41. A面42. E面43.漏构44.上底面45.直 柱下底面46.上底面47.直柱下底面48.矩形直面板49.页50.边框51.固板52.卡口 53. 挡构54.固板55.固板56.固板57.框体58.上块59.下块60.中块61.析片62. J 63.脊 梁棱64. H 65. K
在图1中,导箱在方箱(6)的箱体(7)内侧的固板(51) (54) (55) (56)之间,并横 向被固定在固板(51) (54) (55) (56)之间。中块(60)和下块(59)与直柱(15)的B面 (38)(或C面(39)〕和直柱(36)的B面(38)(或C面(39))轴向相接,中块(60)上 端和下块(59)下端相接。上块(58)下端与直柱(36)的B面(38)(或C面(39))上端 及上底面(46)、中块(60)和直柱(15)的B面(38)(或C面(39))上端及上底面(44) 相接。上块(58)上端接方箱盖(1)压块(5)。直柱(15)下底面(45)、直柱(36)下底 面(47)在框体(57)通管(27)上。方箱盖(1)盖在方箱(6)上,压块(5)通过压住上 块(58)、与箱体(7)下底面(18)共同在轴向固定住导箱。极板(35)在直柱(36)内并 紧贴直柱(36)内侧,极板(20)在直柱(15)内并紧贴直柱(15)内侧。淡栅片(16)被 固定在中块(60)和下块(59)内侧。(为了避免图中线条和数字过多、繁杂和混乱,直柱(36)四个面均借用直柱(15)四个面标注。本文附图中其它类似表述与此相同,不再赘述)。
在图2中, 一只淡栅片(16)是由示意性的四块析片(61)和三块J (62)交替相接构 成,析片(61)在淡栅片的轴向两端。析片(61)和J (62)的具体数量由设计而定。
在图3中,方箱盖(1)由进水管(2)、进水管法兰盘(3)、盖板(4)、压块(5)等构 成。方箱盖(1)中的盖板(4)是与外翻边(9)外轮廓线长宽相等的矩形钢片,盖板(4) 正中间有一圆形的进水口,进水管(2)下端口焊在盖板(4)进水口上,进水管(2)上端口 焊上进水管法兰盘(3)。在盖板(4)下侧面焊有压块(5),压块(5)的横向位置在与直柱 (15)上底面(44)、直柱(36)上底面(46)相对应的盖板(4)下侧面上。
在图4中,导箱由上框(14)、直柱(15)、连板(17)、极板(20)、淡栅片(16)、通管 (27)、框体(57)、漏构(43)等构成。极板(20)在直柱(15)内,极板(35)在直柱(36) 内。极板(20) (35)的宽等于A面(41)内侧宽、轴长等于淡栅片轴长,极板(20) (35) 固定在A面(41)内侧,极板(20) (35)的轴向位置与淡栅片的轴向位置相同。连板(17) 由上块(58)中块(60)和下块(59)构成。
在图5中,方箱(6)由箱体(7)、外翻边(9)、下出水管(10)、下出水管法兰盘(11)、 侧出水管(12)、侧出水管法兰盘(13)等构成。方箱(6)的箱体(7)内侧有固板(51) (54) (55) (56)。固板(51) (55)上端的轴向位置在导箱上部,固板(54) (56)的轴向位置在 导箱下部。四固板(51) (54) (55) (56)外侧焊在箱体(7)内壁上、内侧能正好放下导箱。 在方箱(6)下端壁(18)与导箱下端相接部分的正中间有一下出水口。下出水口接下出水管 (10)上端口,下出水管(10)下端口接下出水管法兰盘(11)。侧出水口在箱体(7)左侧 面紧贴底部的正中间,侧出水口接侧出水管(12) —端口,侧出水管(12)另一端口接侧出 水管法兰盘(13)。图1和图5中画出的方箱(6)的箱体(7)内侧固板(51) (54) (55) (56) 是箱体(7)内侧四固板轴向位置、宽度和长度,图6所画的固板(8) (19)是箱体(7)内 侧四固板的横向位置,它们共同决定四固板的位置、宽度、厚度和长度。
在图6中,方箱(6)的箱体(7)内侧是固板(8) (19),固板(8) (19)内侧是导箱; 直柱(36)由A面(41)、 B面(38)、 C面(39)和D面(40)构成,直柱(15)由A面(41)、 B面(38〉、 C面(39)和D面(40)构成;通管(27)在直柱(36)和(15)之间,连板(17) 上的卡口 (52)的排列走向与通管(27)走向一致,侧出水管(12)在箱体(7)左侧壁的正 中间,侧出水管法兰盘(13)焊在侧出水管(12)上。通管(27)内有凹缺(图中未画出, 凹缺紧贴通管(27)横向两壁)。通管(27)与漏构(43)的三棱柱脊梁棱(63)相垂直。
在图7中,直柱(15) (36)在淡化器的横向两端;极板(35)在直柱(36)内并紧贴直 柱(36)内侧,极板(20)在直柱(15)内并紧贴直柱(15)内侧。在两直柱(36) (15)之 间有十二只淡栅片(16)和一只挡构(53),挡构(53)由四只H (64)和三只K (65),图中 的K (65)为折矩形板(K (65)的中间连接部分侧面与其两侧部分侧面垂直。以下表述不涉 及中间连接部分)。挡构(53)把十二只淡栅片(16)分成二组,每组六只。每只淡栅片(16) 有四块析片(61),这四块析片(61)的侧面分别与这四只析片(61)相对部分的D面(40) 平行,挡构(53)上的四只H (64)的侧面又分别与这四只析片(61)侧面均彼此平行;不 同淡栅片(16)上的析片(61)只要在同一行,它们的相对侧面都彼此平行。与四只K (65)(65)相对部分的D面(40)、 K (65) 侧面均与极板(20) (35)侧面平行,D面(40)的其它部分均与极板(20) (35)垂直。在 导箱轴向中部,与极板(20) (35)相对区域空间内,没有J (62),只有析片(61),所以, 在图中这一区域内只画有析片(61),而没有画出J (62)。图中同一行的两析片(61)间的 间距及析片(61)数量只是示意,淡化器中同一行的两析片(61)间的间距及析片(61)数 量依物理计算及经验确定。
在图8中,导箱由上框(14)、下框和极板(20) (35)等构成。上框(14)由直柱(15)、 连板(17)、端板(21)、似栅片(22) (23) (24) (16) (31) (32) (33) (34)、通管(27) (28) (29) (30)等构成,下框由框体(57)、漏构(43)、矩形直面板(48)等构成。连板 (17)由上块(58)、下块(59)和中块(60)等构成。下块(59)与直柱(15)的B面(38) (或C面(39))和直柱(36)的B面(38)(或C面(39))轴向相接。中块(60)上端与上 块(58)下端相接、中块(60)下端与下块(59)上端相接。上块(58)下端与直柱(36) 的B面(38)(或C面(39))上端及上底面(46)和直柱(15)的B面(38)(或C面(39)〕 上端及上底面(44)相接。上块(58)上端接方箱盖(1)中压块(5)。直柱(15)下底面(45)、 直柱(36)下底面(47) A面(41)、 B面(38)和C面(39)及其与B面(38)、 C面(39) 非连接A面(41)端连线面围成部分在框体(57)矩形直面板(4S)上、D面(40)和E面 (42)及其与B面(38)、 C面(39)非连接A面(41)端连线面围成部分悬空。导箱在方箱 (6)的箱体(7)内侧的固板(8) (19) (26) (37)之间,并横向被固定在固板(8) (19) (26) (37)之间。方箱盖(1)盖在方箱(6)上,压块(5)通过压住上块(58),压块(5) 与箱体下底面(18)共同轴向固定导箱。端板(25)紧贴直柱(36)的D面(40)和E面(42), 端板(21)紧贴直柱(15)的D面(40)和E面(42)。极板(35)在直柱(36)内并紧贴直 柱(36)内侧,极板(20)在直柱(15)内并紧贴直柱(15)内侧。极板(20) (35)的宽等 于A面(41)内侧宽、轴向长等于似栅片轴向长,极板(20) (35)固定在A面(41)内侧, 极板(20) (35)的轴向位置与似栅片的轴向位置相同。似栅片(22) (23) (24) (16) (31) (32) (33) (34)被固定在两中块(60)内侧。
在图9中,似栅片由边框(50)和页(49)构成。页(49)的截面为菱形,边框(49) 在四周,页(49)在中间。为了使图9清晰明了,图9中的页(49)只画了能表达意思的二 十几根,在实际的改进淡化器中,似栅片中的页(49)数量依设计而定。页(49)以横向呈 双排、呈梅花桩的形式排列,页(49)之间的缝隙应小于页截面菱形的短对角线的长度。
在图10中,只画了八块似栅片(22) (23) (24) (16) (31) (32) (33) (34),在似淡器 中,似栅片数量依设计需要确定。固板(8) (19) (26) (37)内侧是导箱;在箱体(7)左侧 壁的横向正中间有一侧出水管(12),侧出水管(12)另一端是侧出水管法兰盘(13)。直柱 (36)由A面(41)、 B面(38)、 C面(39)、 D面(40)、 E面(42)等构成。直柱(15)由 A面(41)、 B面(38)、 C面(39)、 D面(40)、 E面(42)等构成。在图10中,端板(25) (21)、似栅片(22) (23) (24) (16) (31) (32) (33) (34)在横向的排列顺序是极板(35)、 端板(25)、似栅片(22) (23) (24) (16) (31) (32) (33) (34)、端板(21)、极板(20)。 图8和图IO中只画了能表达意思的八只似栅片;在似淡器中,似栅片数量依设计而定。
权利要求
1.一种海水(或苦咸水)淡化方法。两极板分别接直流电源(或交流电源)的两端。其特征是运用“把需要进行淡化的海水(或苦咸水)放入沿离子运动方向(或走向)已被分成若干有电场和没有电场交替相间的空间内,在该空间离子运动方向(或走向)的若干断面,使离子只出不进(或只失不进),从而使得有电场部分的海水(或苦咸水)越来越淡、没有电场部分的海水(或苦咸水)越来越浓”的原理,用一导箱、一方箱和一方箱盖构成一淡化器。淡化器中的导箱由若干块淡栅片(淡栅片数量依本文相关表述确定)、若干只挡构、一只上框、一只下框、两只单栅片和两块极板构成。能用在淡化器上的淡栅片很多,但实质内容均是实现利用淡栅片上的薄片把在电场中需要淡化的海水(或苦咸水)隔成与电场线既不平行也不垂直的片状,使得离子向片状外运动。淡栅片采用金属或非金属材料,用金属板冲压、或塑料注塑、或其它工艺制作。常用在淡化器上的淡栅片由若干析片和若干J构成。析片为一矩形直面(或弧面)板;J由上矩形直面板和下矩形直面板构成,上直面板和下直面板轴长相等、并均为0.1~5cm(轴向是指在平行(或重合)于中轴线的直线上;轴长是指在轴向的长度。下同。下面把在垂直于中轴线的直线上简称为横向,在横向的长度简称为横长);在淡栅片中,J的两直面板成同面上下排列,同一J的上、下两直面板在上、下两端分别与淡栅片中两相邻析片轴向边相接。析片上端和J上直面板上端齐平,析片下端比J下端长0.1~1cm(上端指迎着水流的一端。下端指背着水流的一端。下同),淡栅片的横向两端均为析片。在导箱中,所有析片与垂直于极板直线的夹角σ相等(σ以本文表述确定,σ越小越好。极板的表述在下面);同一淡栅片的析片均夹在平行于极板的两面之间,所有析片彼此平行,所有J彼此平行。析片在平行于极板平面上的投影横长与J在平行于极板平面上的投影横长和的比值等于淡化器流出的淡化水与浓海水(或苦咸水)比值;析片在平行于极板平面上的投影横长的长度最好不要超过1cm。淡栅片的高宽依本文表述确定,析片和J的横向宽度依本文表述,析片和J厚度相等并依所选定的材料(或工艺)。上述淡栅片存在的变形结构在此不赘述。挡构由若干依序交替出现的H和K构成。H的结构和尺寸与导箱中两相邻析片的空档相同,K是横向宽等于淡栅片中两相邻H间距、轴长等于H轴长、厚依所选材料的矩形板(K尽量采用直面板、必要时也可采用两面直角折板)。在导箱中,挡构中的H数量等于淡栅片中析片数量,K的数量等于淡栅片中J的数量,H的侧面与析片侧面相对且平行,K的侧面平行于极板侧面,K和H轴向相接;在导箱中每隔若干淡栅片就有一挡构,要不要挡构、要多少挡构、两挡构间应有多少淡栅片依电场计算结果或经验确定。上框由两直棱柱(以下把该两直棱柱均称为直柱)和两连板构成。同一上框中的两直柱相同。直柱底面为有两相邻内角为直角的多边形(多边形尺寸依本文相关表述确定。以下把直柱底面多边形两直角所夹的边、接直角但不被两直角所夹的两边、其余边所对应的直柱侧面壁分别简称为A面、B面、C面和D面)。A面、B面和C面为矩形直面板,D面为多矩形直面板构成的多折直面板,A面、B面、C面和D面的轴长相等、厚依所选材料(或工艺);A面、B面、C面和D面的轴长和横向宽依本文表述。在直柱中,B面和C面一轴向边分别与A面两轴向边相接、B面和C面另一轴向边分别与D面两轴向边相接。在导箱中,淡栅片在两直柱D面之间彼此平行放置,D面和析片侧面相对的部分与析片侧面平行;相邻析片间的D面部分用一两面直角折板连接,该直角折板的直角要朝直柱内并且一折面侧面平行于极板。淡栅片侧面与D面间的距离等于导箱中两淡栅片间的距离。在淡化器中,如果不能保证与极板平行的D面侧面、K两侧面与极板绝对平行可使这些面稍稍内凹。直柱有上底面壁和下底面壁;直柱可以是内空的、也可以是被填实的,在直柱尺寸较大时,采用填实的比较好。直柱轴长等于淡栅片轴向高度。连板由一上块、一中块和一下块构成。同一导箱中的两连板相同。上块、中块和下块均为矩形直面板,上块的宽度等于两直柱A面外侧之间的横向距离,中块和下块的横向宽度等于一直柱B面与在同一侧另一直柱C面之间的横向距离,上块、中块和下块的厚度相同且依所选材料和工艺,上块轴长为3~15cm,中块和下块轴长为0.5~10cm。在连板中,上块、中块和下块的外侧面在同一平面内,中块上端和上块下端相接,中块在上块的横向正中间,中块下端和下块上端间有轴向距离等于淡栅片轴长减去中块和下块的轴长和的空档。上框外轮廓线在横向面上为矩形,两直柱的A面为上框两平行外侧面,一连板外侧与一直柱B面和另一直柱C面相接构成上框的第三侧面,另一连板与一直柱C面和另一直柱B面相接构成上框的第四侧面;上块下端与直柱上底面相接,中块和下块两轴向边分别与一直柱的B面和另一直柱的C面相接。下块下端与直柱下端齐平。在中块和下块内侧加有卡口,卡口的位置、数量与导箱中的淡栅片和挡构两轴向边位置、数量相同,卡口宽度和深度分别等于淡栅片(或挡构)轴向边厚、0.05~0.5cm,中块上的卡口上端距中块上端0.1~1cm(即析片下端比J下端长),下块上的卡口轴长等于下块轴长。在导箱中的两位置相同相对的两连板内侧卡口横向底部间的距离等于淡栅片(或挡构)横长,两位置相同相对两连板内侧卡口对应位置的连线与A面平行,横向两端卡口的位置使淡栅片与D面的对应位置间距等于淡栅片间的对应位置间距。上框材料为金属、或塑料、或其它。在上框采用塑料时,上框的单独实现通过注塑、或其它工艺完成。在上框材料采用金属材料时,上框的单独实现是这样的先把板材裁剪成A面、B面、C面、上底面、下底面和两连板,用塑料注塑(或其它工艺)制作出D面(D面不能用金属导体材料制作),再把板块焊接和粘贴(或其它工艺),最后在连板内侧粘贴(或固定)有卡口的塑料板。下框由一框体和一漏构构成,框体和漏构是一整体。框体是一底面为矩形、上下均无底面的中空直柱体,框体外形尺寸、壁厚与上框外形尺寸、壁厚相同。漏构由缺一侧面壁的有上下底面壁的直三棱柱和若干通管构成(漏构类似顶上有若干与脊梁相垂直通管的人字形屋顶),直三棱柱的两块侧面壁相同,漏构壁厚与框体壁厚相同,两侧面壁与轴向成倾斜角度,倾斜角度一般在10°~170°,通常采用90°;直三棱柱没有壁侧面(即漏构的下端)的长、宽分别等于框体的长、宽,漏构下端的直三棱柱两棱接与A面相对的框体上端;直三棱柱两底壁在轴向,其下端接与下块相对框体上端。通管为矩形外截面的中空管,通管下端接直三棱柱两侧面上,通管上端凹缺轴长等于析片下端比J长的轴长、横向宽等于组对外侧距离、横长等于组对横长(组对是导箱中在两极板连线方向的同一条析片所占据的空间,以下把同一条J所占据的空间称为邻对。下同),通管外侧宽度等于上框的宽度(沿垂直于淡栅片方向),通管在沿平行于淡栅片方向的壁厚要尽量的薄,直三棱柱两侧面上的通管位置与导箱中的组对位置相对(通管位置也可与邻对相对(此时淡栅片中相关部分的变化很简单不赘述),本文表述只涉及与组对相对)。在导箱中,组对放在通管上端的凹缺内,并且组对内侧面与通管内侧面齐平。直三棱柱两侧面上有尺寸和形状与通管下端内空腔相同、且与通管下端相对应的上下相通开口,开口与通管内空腔正好相接、上下贯通。在淡化器中,通管的上端内空可直接采用上端相同而无凹缺结构。下框的材料为塑料、或其它材料。在下框材料采用塑料时,下框的单独实现通过注塑(或其它工艺)完成。极板是一块矩形铜质、或铝质、或其它导体金属材料的金属直面板,金属板的宽度和高度等于淡栅片的横向宽度、轴向高度,金属板厚度依所选定材料而定。极板通过裁剪金属板实现。在导箱中,极板在直柱内(或固定在A面的内侧上、或埋在A面壁内);极板与A面平行,极板上端与中板上的卡口上端齐平。淡栅片横向两端析片的外侧轴向边上下两端被卡在两位置相同相对两连板内侧卡口内,析片下端放在通管上端内,淡栅片、挡构及极板的金属部分彼此不导通、与其它金属构件也电不导通。在淡化器中,卡口结构也可改为把卡口间凸出块换成垫片再加横向螺栓替代(即把所有的淡栅片先做成一整体,在连板上原先有卡口的地方事先留下凹口,再把整体淡栅片放入其内。其它因此的改变很简单在此不赘述)。单栅片是一多孔金属材料(或其它类似材料)的无机矩形金属膜片块。在单栅片的表面和孔壁有运用阳极氧化工艺处理(或其它方法和工艺)制成的使单栅片无法与海水(或苦咸水)电导通的氧化层(或绝缘层)(在金属膜片块有绝缘层时,可不要此道工序),单栅片的孔径在0.1μm左右(也可以是其它数据,但小一点比较好。单栅片应尽量选择导电性能好、高孔密度和均匀孔径分布的材料;单栅片上的孔可让离子从其一侧运动到另一侧),单栅片的轴长和横长分别等于中块下端与下块上端间的轴向距离、下块的横长。单栅片在中块下端、下块上端、一直柱B面一侧和另一直柱C面一侧之间。在淡化器中,也可在若干偶数邻对内加一单栅片(或若干邻对内加两单栅片),此时单栅片紧贴组对横向两端,其它设置与上述类似不再赘述。两单栅片分别与同一电源的两极相接(具体接法依单栅片让带与单栅片上净电荷相反电荷的离子通过确定,此处的电源电压在其它条件不变和允许的情况下越高越好;其它设置与下述似栅片类似)。此处的单栅片可用现今的离子交换膜、离子交换膜的衬垫和边框替代,离子交换膜及衬垫被固定在边框的中间。导箱是这样实现的把上框上端朝下平放在桌子上,把淡栅片插入连板卡口内并一直插到底,插入时注意淡栅片侧面应与D面平行,对好组对下端和通管上端,把下框与上框接触处放上密封垫,再把上框和下框拼在一起,用螺栓把上框和下框连接成整体(预制螺栓孔的做法很简单,不赘述),最后把两块单栅片分别固定安装在两处的B面、C面、中块和下块之间(相应部位预留卡口(或采用其它手段)比较简单,不再赘述)。淡化器中的方箱上有一箱体、四固板、一外翻边、一下出水管、一下出水管法兰盘、一侧出水管和一侧出水管法兰盘。箱体是一上端无盖、下端有底的内空矩形柱体。箱体内空腔横向截面的宽度和长度分别等于导箱横向宽度(即沿垂直于淡栅片箱方向的长度)+1~25cm、导箱横长(即沿平行于淡栅片箱方向的宽度)+1~25cm。箱体内空腔轴长等于导箱轴长+压块轴长(箱体内空腔轴长、横向截面宽度和横向截面长度依本文相关表述确定、壁厚依所选用材料。压块的表述在下面)。箱体上有一下出水口和一侧出水口;下出水口在与导箱下端相接的箱体下底面壁正中间,下出水口是圆形(下出水口口径依本文相关表述确定)。侧出水口在A面相对的箱体一侧壁上,侧出水口为圆形并在紧贴箱体下底面壁的横向正中间处(侧出水口口径依本文的相关表述确定)。固板为“[”形薄钢片。固板中间部分的长度等于B面(或C面)+连板的横向宽度、固板两端部分的长度等于A面横向宽度的1/6~1/3(或依两固板端部间过流面积等于邻对过流面积设置),固板中间部分的宽等于方箱内壁与B面(或C面)的横向间距、固板两端部分的宽等于方箱内壁与A面的横向间距(厚度依所选用的材料)。固板侧面在横向,两固板在与一直柱的A面和B面、同侧连板、另一直柱的C面和A面相对的方箱内壁上,该两固板内侧紧贴其内侧的一直柱A面和B面、同侧连板和另一直柱的C面和A面;另两固板在与上述两固板相对的方箱内壁上,该两固板内侧紧贴其内侧的另一直柱A面和B面、另一侧连板和一直柱的C面和A面。同侧固板的横向位置相同;固板轴向上固板与上块的位置相对,下固板与通管的位置相对。外翻边是一内形尺寸与箱体上端口外形尺寸相同、宽为1~5cm、厚度等于箱体壁厚的矩环形钢片;外翻边上有若干数量的螺栓孔(螺栓孔的数量、尺寸和位置依实际受力情况和法兰盘设计规范确定),外翻边在箱体四周、上表面与箱体上端口齐平。下出水管是长5~15cm、内径等于方箱下出水口直径的钢管(下出水管轴长依本文相关表述确定,下出水管外径是在其内径确定后依所选材料)。侧出水管是一轴长为5~15cm、内径等于侧出水口直径的钢管(侧出水管轴长依本文相关表述确定,侧出水管外径是在其内径确定后依所选材料)。方箱是这样实现的先依上面表述制作出方箱全部构件,在固板位置上焊上固板;把外翻边焊在箱体上端口上;把下出水管下端口焊上下出水管法兰盘,下出水管上端口焊在箱体下出水口上;把侧出水管一端口焊上侧出水管法兰盘,侧出水管另一端口焊在箱体侧出水口上。淡化器中也可设置两个侧出水口、两个侧出水管和两个出水管法兰盘,它们位置与上述同,尺寸比照上述设定。淡化器中的方箱盖由一盖板、二压块、一进水管和一进水管法兰盘构成。盖板是外轮廓线尺寸与外翻边外轮廓线同形同尺寸、厚度等于箱体壁厚的矩形钢片;在盖板周边上有数量、尺寸和位置与外翻边螺栓孔的数量、尺寸和位置相同的螺栓孔。在盖板的正中间有一进水口,进水口为圆形(进水口口径依本文相关表述确定)。压块为矩形柱体(也可是其它结构),压块轴长为2~10cm,压块横向截面长宽分别为B面横向宽、0.5~3cm(具体数据依本文相关表述和结构需要确定),压块的横向位置在与直柱上底面相对应的两上块上端(压块数量、位置也可与此不同,要保证淡化器中压块不影响水流动顺畅、并能使导箱被压住)。压块上端接盖板下端面并与盖板成一整体。进水管是一轴长为5~15cm、内径等于进水口直径的钢管(进水管轴长依本文相关表述确定,进水管外径是在其内径确定后依所选材料)。方箱盖是这样实现的取一钢板,把其裁剪成长度和宽度均等于外翻边长度和宽度的矩形,在上面钻上螺栓孔,再把压块焊在盖板下端面壁上。把进水管上端口焊上进水管法兰盘,进水管下端口焊在进水口上。方箱、方箱盖和其它金属构件制作好后要做浸塑、或喷漆、或其它措施,使它们的表面上有一层防腐绝缘皮。完成上述工作后,再把上述构件组装成一淡化器。淡化器是这样组装的先在箱体底部与导箱下框接触的地方放上密封垫,再把导箱放入箱体内四固板之间,把极板导线和单栅片导线引出箱体外(导线从箱体内引出路径很多,这里不赘述)。在外翻边上放上密封垫圈,对好外翻边和方箱盖上螺栓孔,把方箱盖盖在箱体上,用螺栓使箱体和方箱盖连接在一起。在进行海水(或苦咸水)淡化时,极板接直流电源两端(不建议采用交流电源),进水管法兰盘接供水管法兰盘,侧出水管法兰盘和下出水管法兰盘分别接两排水管法兰盘。上述数据关系、数据和数据范围是依据表述方便来进行的;在设计淡化器时,除依这些数据关系、数据和数据范围外,还要循下列途径来确定最终数据①依据海水(或苦咸水)含盐量、物理学和化学计算结果(或借用电渗析设备淡隔室和浓隔室流量设计方法),用经验法确定下出水管流量和侧出水管流量比值、组对过流面积与邻对过流面积比值、淡化水量与浓海水(或苦咸水)量的比值(淡化水量与浓海水(或苦咸水)量的比值=下出水管流量和侧出水管流量比值=组对过流面积与邻对过流面积比值。流量=流速×过流面积。流量比值计算可简化为过流面积比值计算)。②依据淡化器设计所要达到的每秒淡化水量、海水(或苦咸水)含盐量、组对过流面积与邻对过流面积比值、淡化水量与浓海水(或苦咸水)量比值,确定海水(或苦咸水)在淡化器内流速、组对过流面积、邻对过流面积(在确定数据时,要考虑淡栅片的厚度和固板的阻流作用)。依据海水(或苦咸水)在淡化器内流速、组对过流面积、邻对过流面积确定箱体横向截面尺寸、导箱横向截面尺寸、极板横向宽度。③依据箱体横向截面尺寸、导箱横向截面尺寸,确定淡栅片横长。设定组对宽度、淡栅片间的间距(组对宽度和淡栅片间的间距越小越好,一般最好不大于0.5cm)。依据设定好组对宽度、淡栅片间的间距、导箱横向截面尺寸,确定淡栅片的数量。④依据海水(或苦咸水)含盐量、淡化器设计所要达到的每秒淡化水量、物理学和化学计算结果、实际条件的许可,设定极板电源电压。依据设定好的极板电源电压确定极板和淡栅片轴长、箱体内空腔轴向高度、导箱轴向高度。极板电源电压=〔∑1.93×105×每秒淡化水量×海水含盐量比×盐中某种盐含量比×单离子带电荷量×海水电阻率×组对宽度〕/〔(1-海水含盐量比)×该种盐摩尔质量×组对截面面积×COSσ〕(计算其它盐时可用NaCl替代计算。实际使用值应适当放大。组对截面面积在此是指组对过流面积在两极板连线方向的截面面积)。⑤在确定进水管、侧出水管和下出水管的相关尺寸数据时,要使下出水管流量和侧出水管流量的和等于进水管流量。⑥构件中要尽量采用标准件、通用件。以上表述中没指明材料的构件均为钢构件。构件中钢材料和塑料均可用其它材料替代。⑦进水管、侧出水管和下出水管长度可长可短,一般应尽可能短,但不宜短过实际使用方便需要。⑧在实际设计中,前述中数据和数据范围可能会显得数据太小(或太大)、涵盖太窄,此时应依确定数据为最终数据。⑨上述单栅片可用四单栅片和四角柱替代。此处单栅片的轴长和横长分别等于淡栅片轴长、方箱内壁与A面间的横向距离。角柱由底面为一直角三角形的直棱柱、一电极板和一角板构成,直角三角形两直角边的长分别等于方箱内壁与A面间的横向距离、方箱内壁与B面(或C面)间的横向距离,直棱柱的轴长等于淡栅片轴长。电极板厚、角板厚和直棱柱的壁厚依所选的材料和结构需要。直棱柱有上下底面。电极板的轴长和横长分别等于直棱柱与B面(或C面)相对的面壁的轴长和横长,电极板在直棱柱内并紧贴或埋在角柱与B面(或C面)相对的壁面。角板的轴长和横长分别等于直棱柱斜边外壁的轴长和横长,角板外表面有绝缘层,角板在直棱柱斜边外壁或埋在斜边面壁内(角板埋在面壁时其外表面可不要绝缘层)。四角柱分别在方箱四内角处,角柱的两直角面壁紧贴方箱内壁,两单栅片在两电极相对的两角柱之间(单栅片和角柱的固定很简单不赘述),两单栅片间的距离在1~10cm之间。角板和电极板的电源电压设置与下述端板和极板的电源电压设置相同,此处的单栅片电源电压设置与上述单栅片电源电压设置相同。电极板与B面(或C面)平行,角柱和单栅片安装完成后,两单栅片间应类似下述似淡器中的邻对,单栅片、电极板和角板的轴向位置与淡栅片的轴向位置相同(此时其上下两端的固板侧面最好与单栅片和角柱的上下两端相接)。角柱的实现比较简单不再赘述。此处的单栅片也可用离子交换膜、离子交换膜的衬垫和边框替代。⑩淡化器中的淡栅片也可改为异栅片。异栅片由若干析片、四矩形截面塑料矩形板和若干直部构成。在异栅片两端的析片是一塑料层加一外表面有绝缘皮金属层结构,异栅片中的其它析片是正中间为一塑料层、塑料层两侧分别是一外表面绝缘皮金属层结构。异栅片中的析片尺寸与淡栅片析片相同,并按淡化器一组对中析片位置、间距和倾斜度排列。四矩形板厚度、轴长和轴向位置分别与J的上下直面板相同,矩形板横长等于异栅片两端析片外侧距离,矩形板两侧面部分区域有起电通路作用的金属层(具体设置非常简单不再赘述),四矩形板在析片横向两端轴向上下端部并紧贴析片。直部是一塑料层、塑料层外表面加一外表面有绝缘皮金属层结构。直部厚度、宽度和轴长分别等于析片厚度、矩形板厚度和上下矩形板间距,直部在上下矩形板之间。在析片横向两端均接一直部。淡化器中的直部与极板平行。甲、乙和丙分别指直部金属层、在析片一同方向侧金属层和在析片另一同方向侧金属层。在异栅片中,甲彼此电导通、乙彼此电导通、丙彼此电导通,甲、乙和丙彼此间电不导通。异栅片是这样实现的先用塑料注塑(或其它工艺)制作出上述结构,再把该结构喷涂(或浸泡)上电镀导电液,去掉(或不喷涂上)不应该金属连接处的导电液并进行电镀,把甲、乙和丙分别焊上一甲色、一乙色和一丙色绝缘皮导线,最后通过喷漆(或其它工艺)使金属层外表面和焊点有绝缘层。在淡化器中,异栅片位置与上述组对相同,异栅片两端析片塑料层紧贴D面(其间应涂有防渗膏或其它),同一析片上的两金属层分别与乙色和丙色导线电导通,同一异栅片上的析片金属层交替与乙色和丙色导线电导通,在同一端的不同异栅片析片金属层与同一颜色导线电导通,不同异栅片同一颜色导线接同一电源同一端,乙色和丙色导线分别接同一电源两端。析片电源电压在两析片间产生的电场应小于极板产生的电场,析片电源电压在两析片间产生的电场方向走向与极板产生的电场方向走向相反。甲色导线接方箱(或接地)。在异栅片淡化器中,D面与异栅片两端相接的部分要适当内凹,内凹的深度应等于异栅片两端析片的厚度。也可以采用其它措施固定异栅片。
2.根据权利要求1所述的淡化器。其特征是在实际淡化器的制作和设计中,淡化器可 作如下改变(以下把作了如下改变的淡化器简称为似淡器)(l)把淡栅片改为似栅片似栅 片由一边框和若干页构成,边框是由塑料或金属条状围城的矩形,边框条状截面为矩形(或 近似矩形)(边框宽厚数据越小越好);矩形边框在似栅片四周、边框的中间是导体金属材料 柱条丝(或薄片)页;页的横向截面图形为圆形、或菱形、或两翼横长不等的V形薄片(两 翼为直面或弧面)、或w形薄片、或V形薄片、或Z形薄片、或其它截面图形。页在横向成两 排(或一排、或多排)均分布在边框内,页轴向两端接边框轴向两端边,两页间有一小缝, 缝截面尺寸应不大于页的截面尺寸;页截面尺寸越小越好,所有页垂直投影到平行于栅片侧 面的面上的投影是一无缝整体,相邻页之间在该投影上有重叠、该重叠宽度越窄越好,页彼 此间电导通。在页截面为菱形、或其它类似截面图时,页一对角线上的两棱朝向栅片侧面。 在页截面为两翼横长不等的v形片、或两翼横长不等的弧面形、或半圆形、或其它截面图形 时,页凸面朝向栅片同一侧面;在导箱中,相邻栅片的页凸面相对、非页凸面相对。当页是 横向截面为相同菱形时,似栅片是这样实现的把边框两端做成有固定页两端的卡槽。算好 页长度,在算好长度的菱形条丝两端处加上固定块(菱形条丝的剪断可在加固块前也可在加 固块后。固块和卡槽能使菱形条丝成两排(或多排)排列、并使菱形条丝之间有小于菱形条 丝最小对角线的小缝),再把它放进边框两端的卡槽内,通过焊接使所有页电导通。最后通过 喷漆或其它措施使栅片外表面有绝缘层(该道工序也可在焊接前完成)。在似栅片页为w形薄 片和v形薄片时,似栅片页由w片和v片构成。w片是一由i、 ii、 iii和iv四直面(或弧面) 板依次轴向相接的w片形横向截面薄片,v片是一由l和y 二直面(或弧面)轴向相接的v片形横向截面薄片。i、 n、 m、 iv、 l和y轴长均等于边框内空的轴长,ii和m横长相等、一般为0. 1^0.5cra(也可以是其它尺寸,但越小越好),I和IV横长相等、 一般为II的1/10~1 (也 可以是其它尺寸);l和y横长相等、 一般等于ii(也可以是其它尺寸,但要能使w片和v片相配);i、 n、 ni、 iv、 l和y的厚度相等并依所选材料(或工艺)。n和m间的夹角、l和y间的夹角一般在15°~165°,通常均取30° (n和in间的夹角、l和y间的夹角可以相等也可以不等)。在似栅片中,页分两排均分布在边框内,w片和v片分别成一排排列,页的轴向两端接边框轴向两端边,II和III、 l和y间的顶点在似栅片同一侧面,同一v片的l和y末端部分分别在一 w片的i h间的夹角和另一 w片的miv间的夹角内,ii (或ni)侧面与l (或y)末端相距一定距离,l (或y)的末端与i和ii (或ni和iv)间凹处顶点在同一电场线上[或l (或y)末端和i和n (或in和w)间凹处顶点的连线与l (或y)侧面垂直];i (或iv)和l (或y)相对侧面间有一小缝,在该缝两侧的i (或iv)和l (或y)平行相对。在 似栅片中,在I和IV上可分别加一条轴向折痕,该折痕的位置和数据只需满足似栅片中的I(或iv)和l (或y)相互位置和数据设置并不改变i和iv侧面相对于似栅片侧面的倾斜方向。 似栅片中与边框轴向内边相接的是l和y,在似淡器中,相邻似栅片的ii和m、 l和y间的顶 点侧面相对、似栅片的另一侧面相对。似栅片外表面有绝缘层,似栅片材料为金属导体材料。 似栅片是这样实现的算好v片的尺寸和位置、W片的尺寸和位置,用金属板分别冲压出只 有W片有边框的半个似栅片和只有v片的两个有边框的半个似栅片,再把两个半个似栅片焊 接在一起并使它们电导通;最后,通过喷漆或其它措施使似栅片外表面有绝缘层(该道工序 也可在焊接前完成)。在似淡器中,(-)z形薄片似栅片是对W形薄片和v形薄片似栅片作如下改变得到的z片是由一 l (或y)、 一n (或in)和一 i (或iV)依次轴向相接的z形横向 截面薄片,l和ii、 n和i间的两夹角均等于上述似栅片n和m间的夹角,z片的其它设置与 上述似栅片相同。在似栅片中,一z片l的末端在另一z片ii i间夹角内、所有z片成直线在边框内排列成一排。似栅片中与边框轴向内边相接的是i和l。 (二)只采用v片的似栅片是 对W形薄片和v形薄片似栅片作如下改变得到的在似栅片中,使第一只v片的l和y分别 在第二只v片的l和y的夹角内和第三只v片的l和y的夹角内、在一 v片的l和y间夹角 内放置二 v片的l和三v片的y;如此类推,所有的v片成直线排列成一排。不同v片的、 并在第三只v片的l和y间夹角内l和y的末端相距一定距离(具体数据依物理计算结果确 定)。上述三种似栅片中与边框轴向内边相接的是l和y。 z形薄片似栅片和只采用v片似栅 片的实现与W形薄片和v形薄片似栅片基本相同,不再赘述。在似淡器中,似栅片也可采用 其它相同功能结构。在似淡器中,似栅片的轴长和横长以本文表述确定。(2)上框的改变B 面和C面改成相同矩形面,D面变成由D面和E面构成的折面,D面和E面是相同矩形面。 D面和E面所成的角度e —般在15"65。,通常采用90"。直柱轴向高度改为等于似栅片轴长+ 漏构轴向高度。中块变成中块横向宽度等于导箱中两D面与E面相交棱间的距离一O. lcm D 面(或E面)在两极板中间连线方向的横长、轴长等于似栅片轴长减下块轴长,中块在上块 和下块的横向正中间,中块上端连接上块下端、下端连接下块上端连,中块不与直柱B面和 C面轴向相接。卡口的改变在连板内侧有轴向卡口,卡口的位置、数量与导箱中的似栅片 两轴向边位置、数量相同,卡口宽度、长度和深度分别等于似栅片轴向边框厚、似栅片轴长 一lmm、似栅片横向边框宽,卡口下端与连板下端齐平。框体底面矩形的外形尺寸改为上 框中的两B面与D面相交棱、两C面与E面相交棱在同一横截面内连成的矩形。漏构的改变 漏构横向旋转909,直三棱柱没有壁侧面(即漏构的下端)的长、宽分别等于两D面与E面相 交棱间的距离、框体上端的宽(即沿似栅片侧面方向的宽),在漏构下端的直三棱柱两棱接 与下块相对框体上端、漏构下端在框体该处壁的横向正中间。直三棱柱的两底壁下端与框体 上端相接。加两矩形直面板,两矩形直面板在B面与D面相交棱(或c面与e面相交棱)到 直三棱柱底壁的框体上端部分。组对和邻对的内容改变导箱中的似栅片电源产生的电场方 向与极板电源产生的电场方向相反的两似栅片间为组对,似栅片电源产生的电场方向与极板 电源产生的电场方向相同的两似栅片间为邻对。凹缺的改变轴长为lmm、横向宽等于似栅片的厚度、横长等于似栅片横长。增加端板端板是一在横向截面上为V形的金属板,V形 金属板的两翼相同,V形金属板的外表面有绝缘层;金属板宽度和高度分别为B面和C面在 两连板间的宽度和、似栅片的轴向高度;金属板厚度依所选定的材料而定。端板是这样实现 的把金属板冲压成V形,通过喷漆、或其它绝缘措施使端板表面有绝缘层。端板固定在D 面和E面外侧(或埋在D面和E面内,此时端板绝缘层可不要),端板上端与卡口上端齐平。 在似淡器中,端板的V形金属板也可用两块矩形金属板替代(此时相应的改变和设置非常简 单不赘述)。在极板、似栅片和端板上加引出导线在一极板、 一半数似栅片、 一端板上分别 焊上M色绝缘皮导线,在没有焊上M的另一极板、另一端板和另一半数似栅片上分别焊上P 色绝缘皮导线;端板导线颜色与相邻的极板导线和相邻的栅片导线颜色均不同;在似淡器中, 焊有M和P的似栅片交替出现。在似淡器中,D面和E面也可用弧面替代(此时相应的改变 和设置非常简单不赘述)。(3)箱体改变箱体内空腔横向截面宽度改为等于导箱横长(即沿 垂直于似栅片箱方向的宽度)。固板的改变固板改为矩形薄钢片,固板数量改为八只,固板 长度、宽度分别等于B面横向宽度、方箱内壁与B面(或C面)间的横向间距,四块固板上 表面与连板上端相距3~15cm,四块固板下表面与连板下端相距3~15cm;固板固定在与B面(或 C面)相对的方箱内壁上。(4)在进行海水(或苦咸水)淡化时,极板引出导线与一直流电源 两端相接、端板和似栅片引出导线与同一电源相接(不建议采用交流电源。在为交流电源时, 两交流电源必须同初相、同频率、同波形),相同颜色极板、端板和似栅片引出导线接在不同 电源(或同一电源)的同样一电极上。(5)似淡器数据确定的改变和不同①设定e数值。依 据e数值、箱体横向截面尺寸、导箱横向截面尺寸,确定端板横长。②L一 12= 5 ,《2< L; 通常情况下,"=2 ( 5是淡化器极板电源在两极板间产生的电场,l 1是似淡器极板电源 在两极板间产生的电场,"是端板(或似栅片)电源在端板与相邻似栅片间产生的电场(或 似栅片电源在两相邻似栅片间产生的电场〉;L和"均指数值。确定《时把9当成o处理)。 (6)在似淡器中,在似栅片和端板之间加一块单栅片,单栅片电源设置与淡化器中相同(此时 按离子移出和进入单栅片和似栅片之间设置其所接电源的极),此处单栅片长宽与似栅片长宽 相同(似淡器中该两块单栅片也可在其它位置;似淡器中也可采用多对单栅片(相应改变比 较简单不再赘述))。此处单栅片也可用离子交换膜、衬垫和边框替代。(7)似淡器中的似栅片 可全部用单栅片替代,此时单栅片的电源设置、长宽与(6)相同,相邻单栅片接同一电源的不 同极。(8)在上块下端、下块上端、中块轴向一侧边与B面(或C面)轴向一侧之间不加单栅 片,也不用四单栅片和四角柱替代。(9)似淡器的端板结构可用现有电渗析电极区结构相同功 能部分替代(此时电极区结构的电源可(或可不)釆用单独设置),此时可全部采用似栅片而 且不另加单栅片。(抑似淡器中没有挡构。上述改变引起的相应变化未表述的部分比较简单不 再赘述。
全文摘要
一种淡化设备极其简单、造价极其低廉、使用极其方便、淡化能耗和淡化成本均极低的海水(或苦咸水)淡化方法。在有电场的空间内,成直线排列若干栅片,使海水(或苦咸水)沿与电场线垂直且平行于栅片流经两栅片间。把流经组对的海水(或苦咸水)和流经邻对的海水(或苦咸水)分别引向盛淡化水和浓海水两容器(或相同功能结构)。
文档编号C02F103/08GK101538080SQ200910061769
公开日2009年9月23日 申请日期2009年4月19日 优先权日2009年4月19日
发明者罗国平 申请人:罗国平
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