本发明专利技术公开了一种基于交变磁场的水基电解质溶液分离方法，采用阳离子交换膜和阴离子交换膜将储存在交变磁场内的电解质溶液和储存在交变磁场外的电解质溶液隔开，所述阳离子交换膜和所述阴离子交换膜分别设置在所述交变磁场的两端。本发明专利技术还公开了一种实现上述方法的装置。本发明专利技术可连续运行，无需高压力和高温条件，消耗能量低、投资小、环保、高效；磁场的存在能够有效防止碳酸钙等无机盐结垢的产生，特别适用于高浓度水基溶液的浓缩和淡化。具有原位处理电解质溶液，工艺简单、设备效率高、控制方便等特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水基电解质溶液离子分离技术，特别涉及一种利用交变磁场对水基电解质溶液进行离子转移的方法和装置。
技术介绍
目前，无机水溶液的浓缩和淡化是普遍存在的分离方法，如氢氧化钠溶液的水分子去除浓缩得到固体氢氧化钠，海水中的水分子收集得到淡水即海水淡化。无论是多效蒸发、多级闪蒸或压气蒸馏，还是现在普遍使用的反渗透方法用于将水分子从水基溶液中分离出来，原溶液浓缩，而从水基溶液中分离出来水分子收集便得到淡水。水基溶液的重要物理特性，如沸点、渗透压会随离子浓度的变化而变化。多效蒸发、多级闪蒸或压气蒸馏等热法分离方法主要依靠水变成水蒸汽，水蒸汽的得到依靠必要显热转换为水分蒸发的潜热，或从发电机组得到乏汽作为蒸汽源，因此，多效蒸发在有现成蒸汽可用的前提下更为实用；多级闪蒸则依靠大循环量和足够的温差保证造水比；压气蒸馏依靠起始蒸汽作为热源，通过绝热压缩蒸发出的二次蒸汽得以连续运行。热法分离方法需要消耗大量热能，受制于初级参数和设备效数(级数)的影响，制水成本较高，淡水回收率在40%以下。反渗透方法受制于高浓度时渗透压增大，需要更高的操作压力，对膜组件和膜壳及管道系统要求更高，消耗的电能更多，处理成本极高。除以上主要通用的工程方法之外，电吸附法、冷冻法、加湿脱湿法、正渗透法等也用于水基溶液的浓缩和淡化，但是，在经济上和技术上都存在某些问题，直接限制了这些技术在工程上的推广和应用。
技术实现思路
本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种基于交变磁场的水基电解质溶液分离方法和装置，该方法和装置分离效率高，成本低。本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的一个技术方案是:一种基于交变磁场的水基电解质溶液分离方法，采用阳离子交换膜和阴离子交换膜将储存在交变磁场内的电解质溶液和储存在交变磁场外的电解质溶液隔开，所述阳离子交换膜和所述阴离子交换膜分别设置在所述交变磁场的两端。本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的另一个技术方案是:一种实现上述方法的装置，包括固定的交变磁场产生装置，所述交变磁场产生装置设有中空结构，在所述交变磁场产生装置的中空结构内贯穿有磁场内电解质溶液储存腔体，所述磁场内电解质溶液储存腔体与所述交变磁场产生装置之间设有径向间隙，所述磁场内电解质溶液储存腔体的两端分别通过阳离子交换膜和阴离子交换膜与磁场外电解质溶液储存腔体连接；所述磁场内电解质溶液储存腔体和所述磁场外电解质溶液储存腔体均设有溶液进口和溶液出口 ；所述磁场内电解质溶液储存腔体和所述磁场外电解质溶液储存腔体是采用绝缘材料制成的。所述交变磁场产生装置采用定子结构。所述磁场内电解质溶液储存腔体和所述磁场外电解质溶液储存腔体是采用PVC、ABS、陶瓷、玻璃纤维和玻璃中的至少一种材料制成的。所述阳离子交换膜和所述阴离子交换膜均设置一组或一组以上。本专利技术具有的优点和积极效果是:通过给固定的交变磁场产生装置通交流电产生交变磁场，使储存在交变磁场内的电解质溶液中的正负离子向相反方向迀移，产生定向电流，由于磁场两端设有阳离子交换膜和阴离子交换膜，正负离子的迀移在磁场端部单向进行，最后在交变磁场外实现电中性。改变交流电电压和频率，等同于改变磁场强度和旋转速度。利用交变磁场作用磁场内电解质溶液，交变磁场与磁场内电解质溶液的相对运动速度较快，达到60m/s的相对运动速度很容易。较高的相对运动速度使电解质溶液中离子的迀移速度和迀移率较高，使电解质溶液的分离效率较高。本专利技术可以在常压、常温运行，设备材料选择受高浓度溶液对设备的防腐影响较小，设备投资小。本专利技术在连续运行模式下，分离效率从0-90%无级连续可控，控制停留时间可以控制出水水质。综上所述，本专利技术可连续运行，无需高压力和高温条件，消耗能量低、投资小、环保、高效；磁场的存在能够有效防止碳酸钙等无机盐结垢的产生，特别适用于高浓度水基溶液的浓缩和淡化。具有原位处理电解质溶液，工艺简单、设备效率高、控制方便等特点。【附图说明】图1是本专利技术基于交变磁场的水基电解质溶液分离装置的结构示意图。图中:1、阳离子交换膜，2、磁场内电解质溶液出口，3、交变磁场产生装置，4、磁场内电解质溶液储存腔体，5、阴离子交换膜，6、磁场外电解质溶液储存腔体，7、磁场外电解质溶液出口，8、磁场内电解质溶液进口，9、磁场外电解质溶液进口。【具体实施方式】为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下:请参阅图1，一种基于交变磁场的水基电解质溶液分离方法，采用阳离子交换膜I和阴离子交换膜2将储存在交变磁场内的电解质溶液和储存在交变磁场外的电解质溶液隔开，所述阳离子交换膜I和所述阴离子交换膜2分别设置在所述交变磁场的两端。本专利技术还公开了一种实现上述方法的装置，包括固定的交变磁场产生装置3，所述交变磁场产生装置3设有中空结构，在所述交变磁场产生装置3的中空结构内贯穿有磁场内电解质溶液储存腔体4，所述磁场内电解质溶液储存腔体4与所述交变磁场产生装置3之间设有径向间隙，所述磁场内电解质溶液储存腔体4的两端分别通过阳离子交换膜I和阴离子交换膜5与磁场外电解质溶液储存腔体6连接；所述磁场内电解质溶液储存腔体4和所述磁场外电解质溶液储存腔体6均设有溶液进口和溶液出口 ；所述磁场内电解质溶液储存腔体4和所述磁场外电解质溶液储存腔体6是采用绝缘材料制成的。在本实施例中，在所述磁场内电解质溶液储存腔体4的下方设有磁场内电解质溶液进口 8，在所述磁场内电解质溶液储存腔体4的上方设有磁场内电解质溶液出口 2，在所述磁场外电解质溶液储存腔体6的下方，一端设有磁场外电解质溶液进口 9，另一端设有磁场外电解质溶液出口 7。磁场内电解质溶液储存腔体4与交变磁场产生装置3之间的径向间隙为1mm。所述交变磁场产生装置3采用定子结构，但不限于圆形结构。所述阳离子交换膜I和所述阴离子交换膜5可以设置一组或一组以上。所述磁场内电解质溶液储存腔体4和所述磁场外电解质溶液储存腔体6是采用PVC、ABS、陶瓷、玻璃纤维和玻璃中的至少一种材料制成的。本专利技术的原理:固定的交变磁场产生装置在接通交流电后产生交变磁场，储存在交变磁场内的电解质溶液在交变磁场的作用下，正负离子反向运动，产生定向电流。通过阳离子交换膜和阴离子交换膜控制正负离子单向迀移，在交变磁场外实现电中性，正负离子同时进入或离开储存在交变磁场内的电解质溶液，从而实现交变磁场内的电解质溶液的浓缩或稀释(淡化)。本专利技术应用实例:磁场内电解质溶液储存腔体4与磁场外电解质溶液储存腔体6的容积相同。分别向磁场内电解质溶液储存腔体4和磁场外电解质溶液储存腔体6中通入浓度为35000mg/L的NaCl溶液。然后，给固定的交变磁场产生装置接通50Hz的交流电源，通电3分钟后，测量磁场内电解质溶液储存腔体4内的NaCl溶液的浓度为300mg/L，测量磁场外电解质溶液储存腔体6的NaCl溶液的浓度为69700mg/L。磁场内的NaCl溶液得到淡化，而磁场外的NaCl溶液得以浓缩。尽管上面结合附图对本专利技术优选实施例进行了描述，但是本专利技术并不局限于上述的【具体实施方式】，上述的【具体实施方式】仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本专利技术的启示下，在不脱离本专利技术宗旨和权利要求所本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于交变磁场的水基电解质溶液分离方法，其特征在于，采用阳离子交换膜和阴离子交换膜将储存在交变磁场内的电解质溶液和储存在交变磁场外的电解质溶液隔开，所述阳离子交换膜和所述阴离子交换膜分别设置在所述交变磁场的两端。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：苏润西，
申请(专利权)人：苏润西，
类型：发明
国别省市：天津;12
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