海水脱盐以及获得能量和海水中含有的原料的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术是按以下原理进行的，即在静电场的帮助下，使含有离子的海水分离成二个各是具有同性离子的两个隔离的溶液，再导入一导体，在导体中它被中和，中和的原子可以得到氢，碱，碱土，碱液，碱土金属以及卤族元素再进一步化学处理。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种海水脱盐以及获得能量和海水中含有的原料的方法和装置。根据现有技术，主要有三种海水脱盐的基本方法是公众所知的1、通过改变其物态，那就是说通过蒸发或结晶获得水;2、通过电解方法脱盐;3、反渗透法。例如，水蒸发和过滤所消耗的能量大约是每立方米水25-50千瓦小时，这样就涉及到高能量的消耗问题;因为在其工艺过程中至少传播的热量会大大损失掉，除此以外，蒸馏设备还有一个缺点，即它在显著的腐蚀危险条件下容易被报废，与海水相接触的部件在1/2-2年以后就需要更换。蒸馏装置的生产率最多也限于每天1000立方米水。凝结过程是以单个结晶体的形成和成长为基础的，在该结晶体附近，只有相同化学材料的结晶体积聚。如果大约有50%的盐溶液转变为固体状态，则也可能其间藏有杂质微粒的晶体间区的形成会在含水的溶液中发生;在上述的情况下凝结所需要的冷却装置同样也是效率很低的，可是在工艺流程方面却是非常浪费的。不管怎样，上述的方案结果其费用总是非常巨大的。在电解情况下，离子直接由盐溶液提取，在该过程中离子在电极上放出电荷，同时所形成的金属原子就在阳极析出。可是这个方法原则上只适用于在弱盐液时使用，而在海水脱盐时并不适用，这时波动的离子浓度是每立升溶液105库伦。由于使用离子过滤器，提取的离子数值会降低，因此这个试验也是不适用的，由于这儿贮积着离子，这个过滤器在短时间以后不能使用，所以在电解方法时腐蚀问题也受到了重视。所谓反渗透法在技术上还设有实现，因为在最大的试验设备中所得到的水量几乎超过了每天1000立升，在反渗透作用时盐液通过醋酸纤维素薄膜挤压的，在这种情况下压力为50巴的大小等级，一部份还用到100巴。薄膜的机械负荷是相当大的。这种脱盐方法的缺点是薄膜在长时间使用以后由于各种原因，例如细菌的侵袭，而不能再使用。但是与以前所述的方法相比，渗透法也有其优点，它只消耗很低的能量，可是这些并没有抵消生产率低以及薄膜损坏带来的危险。此外，将来的能源问题也没有认为已经得到解决。在化石的燃料燃烧时产生二氧化碳，它在大气中的百分率提高了，使人担忧会引起严重的气候后果。用核分裂获得能量。存在着放射性废料的处理问题。虽然由太阳能或风力发电厂获得能量有其优点，即它没有废料，可是它还被认为在经济上是失败的。因此，我们仍然迫切需要一种新能源，它可以经济地使用，而不会给环境造成负担。因此，本专利技术的任务是要开辟这种能源，同时本专利技术的任务又是创造海水脱盐的方法和装置，这个装置可以经济地工作而没有环境负担。一方面这些任务是通过权利要求1所述的方法来实现的。这些方法的基本思想与现有技术不一样，这些主要是，在海水中离解的离子是由水提取的，没有显著的能量消耗，它的能量本身也像它的原料含量一样可以利用。此外，所要求的能量可以减少到水的抽吸所需要之量;为了使1立方米水扬高1米，仅仅需要0.003千瓦小时，为维持静电场所需的残余能量大约是低1000倍，相比之下可以忽略不计。与此相比，在盐水中假设35公斤盐/立方米，利用本专利技术的方法则可以释放55千瓦小时的能量。在假定为3×1026对离子的情况下，也就是6×1026离子/米3电荷大约为108库伦，通过库伦力的能量相当于2.6×10-21焦耳。反之，离子的动能具有5.8×10-21焦耳接近于三倍那么大，所以在利用离子的高运动性的情况下，离子分离没有中和作用是可以实现的。所提到的55千瓦小时是由每对7×10-19焦耳的分子能再乘以每对对数(3×1026)产生的，也就是2.1×108焦耳＝55千瓦小时。因为本专利技术的方法(以及以后所使用的装置)也可以定量的使大量海水脱盐，每天可准备1-5百万立方米的去离子水是完全可能的，由于使用塑料作为管道的内衬，就可以避免可能的腐蚀危害。根据本专利技术的方法，除了海水脱盐以及获得能量以外，还能由海水中提取有关的原料，主要是碱和碱土金属和氯气。根据本专利技术的基本思想，非同性的离子与库伦吸引力相比，在使用它的较高的动能的情况下是在一个静电场中分离的，可是通过排出水强烈的抽吸作用而由静电场排出来，而没有中和。仅含有同性离子的水流各自被接通穿过一导体，在该导体上它放电。这儿所以可以取出的电荷可以作为直流电流而直接离开，在这种情况下直流电流也有优点，在经过相当长的导线输送时，电压损失比交流输送显著地低些。除了在权利要求1所述第一级中的静电场外，还能选择用一个矩形电压来进行工作，此矩形电压被添加于电极(冷凝器极板)上。在直流电压的情况下添加的电压为200千伏-500千伏之间，或者在矩形电压的情况下，是在5和20千伏之间，最佳是在7和10千伏之间，频率在10赫芝和2千赫芝之间，在实验室作试验时是以10到30赫芝之间的频率进行工作的，可是为了要得到较高的电流和输出功率，所以建议在1千赫芝到2千赫芝之间。在流动速度较小的情况下，为了要防止离子电极范围内积聚，首先在其内衬以绝缘材料，使电极不致发生放电，本专利技术进一步建议形成短暂时间的恒常直流电压，也就是用脉冲＜20μ秒(μsec)通过大小稍为相等的相反电压来停止。当短暂时间的脉冲撞击聚积的离子以及由相应的部份电流吸引时，通过直流静电场所施加的分离作用不会明显受到阻碍。在使用矩形电压时这种冲击脉冲同样是可以想象的，其中总计短的电压脉冲最大为20μ秒或者到最大的矩形电压脉冲长度1/20(正电压脉冲的持续时间)。在第一级或者只有唯一的一级，其中离子靠电极来分离，显然只有在海水中存在的离子可以部份分离，它总计至少为所用的海水量的大约20%。离子分离率主要与添加的电压以及海水以什么样的流动速度通过电极有关。在适当时候海水也可以多次再循环地通过一个和同样的分离极。下列的说明与工艺装备有关，其中在第一个分离级以后还可以连接更多个分离级。为了使排出的离子流的流动速度阻碍电荷在第一级排出区中积聚，所以把有关的水/离子流引导到接地的导线上。第一级的已经去离子的水量可以隔离地排出，总计大约是使用的水量的20%。根据本专利技术的方法的另一个实施例，离子流在一个非接地的导管部件上以这样的距离互相平行地引导，库伦吸引力是有效的，具有结果，非同性的离子常常在导管对面的边缘区继续浓缩，其中远离的流体是去离子的，因此通过相应的导管分叉，一方面运送了去离子的水，另一方面掺有强烈的离子浓度的小水量每次也被隔离地输送了。特别是导管的导向装置在第二级中是这样选择的，可以排出95-97%去离子的水，在第二级以后只有原来水量的2.4-4%以强烈的离子浓度导向导体。特别是在第一级尽可能建立一个较大的静电场，它是通过把200和500千伏之间的电压，连接到电极上来实现的。分离的离子流的最佳流动速度常常位于3-7公尺/秒。正如上面已经叙述的，海水的流动或含水的离子溶液由此可以维持。海水在第一级以前抽吸入一个例如高8-10米的贮料容器中，通过以前所获得的位能的消耗被独立维持着。换句话说，在水扬吸以后仅仅利用重力来维持水流。下面证实了工艺技术是有效的，即当海水在第一级由下面导入一个主要是垂直平面状的电极所装备的室内时，在这种情况下，通过电极之间所控制的静电场，离子常常在电极方向转移。在离子到达电极以前，然而它通过排出导管所对准的流体流动性所吸出，由此所述的离子分离达到两个具有同性离子(正的或负的)流，已经去本文档来自技高网...

【技术保护点】
海水脱盐方法以及获得能量和海水中含有的原料的方法，其中海水是通过一个与它的流动方向相垂直的静电场导引，除了离子数贫乏的海水分流以外，用正离子或负离子浓缩的海水分流来脱去该海水，其特征在于在第一级中海水从下面导入一个主要垂直的用平面状的用电介质内衬的电极装备的室内，通过电极之间控制的静电场，离子各自在电极之间改变方向，然而通过安装在其上的分流管道，重力维持的水流，都将吸引该离子，在他到达电极以前，水已经去了离子的部分在电极上面被排出，在另一级排出的含水离子流各自沿着导体流去，在那儿放电而后被导入一个分离级。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：格里高里以塞韦茨伯雷也夫，
申请(专利权)人：多姆巴吉有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]