一种自然通风使海冰脱盐淡化装置的使用方法制造方法及图纸

一种自然通风使海冰脱盐淡化装置的使用方法，该装置包括脱盐室、储水池、排气罩、重力自动控制机构和蒸馏池及透光棚；外界的空气穿过脱盐室外套的气腔、脱盐室的气隙、铁丝网，碎块状海冰间的空隙，上升到排气罩中，进而从排气口流出；当外界气温低，从脱盐室的漏水孔流下来的卤水量较少。当外界温度升高，流入海冰中的暖气加快融化海冰，卤水增加，流入重力自动控制机构的接卤桶内的大量的卤水来不及全部从漏洞流出，接卤桶通过拉绳自动隔绝了外界的温暖空气进入海冰堆中，避免淡水冰晶融化；本发明专利技术利用伯努利原理，使气流进入海冰中进行热交换，因此无需电力，重力自动控制机构减轻了值守人员的工作量，利用自然力将低盐度卤水改造成为淡水。

A natural ventilation desalination device for sea ice

【技术实现步骤摘要】
一种自然通风使海冰脱盐淡化装置的使用方法
本专利技术涉及一种海冰脱盐淡化的方法，尤其是涉及一种通过重力方法使海冰脱盐淡化的方法。属于海水淡化

技术介绍
环渤海地区是我国淡水资源最缺乏的地区之一，渤海是我国冬季主要结冰海区，开发海冰资源用以解决环渤海地区的缺水状况，是我国海水淡化研究领域的最新前沿课题。海冰主要由多边形的纯水冰晶、卤水胞、空气和少量固体杂质组成。海冰中所含有的盐分主要来自冰体内部的卤水胞，卤水胞为高浓度盐水，在一般的低温环境中（-30℃）也不会结冰，而以液体形式存在于海冰内部。海冰内部的冰晶之间还存在有缝隙，这为卤水胞在重力作用下沿着这些缝隙流出冰体提供了条件。海冰重力脱盐就是根据海冰的液-固两相共生的结构特征，通过重力作用将海冰冰体中的卤水胞排出去的方法。中国专利技术专利申请200510092863.7公开了一种重力法海冰脱盐设施，但这种设施存在缺陷，主要表现为堆积的海冰受空气温度变化影响很大，融化速度得不到控制。海冰重力脱盐是指海冰内部的卤水胞受重力作用面下渗流出冰体的过程，由于海冰内部的缝隙非常细小，因此卤水胞的下渗速度很慢、渗出量也少。但海冰的融化受环境温度，也就是空气温度的影响很大。当脱盐设施中的海冰暴露在空气之中时，如果中午时分的空气温度升至海冰的冰点温度（-1.4℃）以上，海冰中的纯水冰晶就会产生部分融化，这些融水会下渗到脱盐设施的底部，并与受重力作用而下渗到此的卤水混合在一起，此时若想把卤水排出脱盐设施，势必要带走很多淡水；若不进行排水，则重力脱盐过程将无法实现。因此，合理地控制和减缓海冰融化速度，对于充分排出冰内卤水胞、提高重力脱盐率，对于减少淡水冰晶融化、提高淡水回收率都是非常重要的。中国专利技术专利申请2010102414342（一种海冰或咸水冰脱盐淡化的装置和工艺）公布了一种用隔温层覆盖在海冰上，隔离海冰与外界气温的方法，其目的是控制融冰的温度：为了加快卤水胞的下渗速度，可以适时对隔温层内的海冰进行通入温暖的空气，使冰块内部的温度发生变化，促进冰块内部缝隙扩大，使卤水能顺利渗出海冰冰体；当冰块中的纯水冰晶将要融化时，停止温暖空气的输入。该方法的优点是提高了淡水的回收率。但是该方法一方面需要通风设备和消耗电力；另一方面，在融冰后期，将出现数量较多的盐度在1‰至1.3‰的低盐度卤水，该卤水盐度已经接近标准淡水的盐度，且数量较大，作为废水处理，十分可惜。
技术实现思路
针对上述专利申请2010102414342（一种海冰或咸水冰脱盐淡化的装置和工艺）的不足之处，本专利技术提出这样一种装置和方法：利用自然力对海冰进行通风融冰制作淡水；利用自然力将1‰至1.3‰的低盐度卤水改造成为淡水。此外，该装置和方法还能够在无人值守的情况下，利用自然力自动控制通风融冰的时间。本专利技术设计思路：1、利用伯努利原理，驱使自然气流进入海冰堆中进行热交换。2、利用太阳能对高盐度卤水进行蒸馏，所取得的蒸馏水用来稀释1‰至1.3‰的低盐度卤水，使之成为盐度低于1‰的淡水。3、根据海冰中淡水冰晶在即将融化前卤水量增大的现象，利用出卤量大小，自动控制通风机构的开闭。本专利技术是通过如下技术方案实现的：该装置包括脱盐室、储水池、排气罩、重力自动控制机构；所述脱盐室位于储水池内，脱盐室周边设多个筋条和气腔，脱盐室内设铁丝网，待脱盐的碎块状海冰置于铁丝网内；脱盐室底部的中间处设一水槽，水槽上方覆盖与脱盐室底部齐平的底板，该底板上具有多个漏水孔；所述排气罩设置在脱盐室上，排气罩的顶部呈圆弧形，且设有多个排气孔；所述铁丝网内水平置放多根具有多个通风孔的通气管，通气管的管口朝脱盐室的气腔设置；所述重力自动控制机构由设有多个气腔的外套、拉绳、至少一个滑轮、接卤桶、浮动闸门、接卤井构成；外套套在脱盐室外；拉绳绕过滑轮，接卤桶通过拉绳与外套连接；接卤井与所述水槽相通；接卤桶位于接卤井内，且位于水槽下方；接卤桶底部设一漏洞；浮动闸门设置在水槽中；脱盐室旁边设置有低盐卤水池和蒸馏池；脱盐室通过水槽和接卤井与低盐卤水池和蒸馏池连通；蒸馏池上方设置有倾斜的透光棚，透光棚的最低处位于低盐卤水池的上方；所述低盐卤水池与接卤井相通处设置有第一闸门，所述蒸馏池与接卤井相通处设置有第二闸门；所述脱盐室呈圆桶形，所述外套呈圆形。所述滑轮设置为，排气罩外设有第一滑轮和三个第三滑轮，排气罩内设有第二滑轮；所述外套外设有三个支点；所述排气罩上设有三个第一小孔和一个第二小孔；拉绳的一端分成三股支绳，每股支绳穿过一个第一小孔，进而绕过一个第三滑轮与外套上的一个支点连接；拉绳的另一端绕过第二滑轮，穿过第二小孔，进而绕过第一滑轮与接卤桶接连。所述浮动闸门呈L形，其内中空，底部呈一向上弯曲的弧面。所述的外套可以用翻盖透气罩代替，所述的脱盐室可以用大气隙脱盐室代替，大气隙脱盐室包括筋条和气腔；翻盖透气罩包括气口、透气罩、盖板，盖板中设有短臂和铰接于透气罩的支轴；盖板的两端各设置有与透气罩连接的扭转弹簧；所述排气罩通过拉伸弹簧与透气罩连接；当拉伸弹簧拉动翻盖透气罩转动时，所述短臂受阻于大气隙脱盐室的筋条时，则盖板被迫绕支轴转动打开，同时扭转弹簧积蓄了弹力能量，外界的气流可以通过翻盖透气罩的气口和大气隙脱盐室的气腔进入到海冰中；反之，当拉绳拉动翻盖透气罩转动时，则扭转弹簧所结蓄的弹力能量，迫使盖板转动，盖住气腔，阻止外界气流流入海冰中。该装置的使用方法：待脱盐淡化的碎块状的海冰放置在脱盐室的铁丝网中，在脱盐室上方安装排气罩；将拉绳与外套连接，进入自然通风阶段：第一步骤：外套的气腔和脱盐室的气隙处于重合位置；一方面，外界气流流过排气罩的圆弧形顶部时，流速加大，压强变小，排气罩内空气从下部被吸到上部，进而从排气口流出；另一方面，外界的空气穿过外套的气腔、脱盐室的气隙、铁丝网，其中一部分外界的空气进入碎块状海冰间的空隙，另一部分外界的空气从通气管管口进入，进而从多个通风孔流出，进入到碎块状的海冰间；该两部分外界的空气在碎块状的海冰中经过热交换后，上升到排气罩中，进而从排气口流出；当外界气温低，流入海冰中的外界低温空气不能使冰块内部缝隙扩大，因此从脱盐室流到水槽的卤水量较少，从水槽流入接卤桶内的卤水全部从漏洞流出；第二步骤：当外界温度升高，流入海冰中的暖空气加快促进冰块内部缝隙扩大，使卤水能顺利渗出海冰冰体，卤水量增加，流入接卤桶内的较大量的卤水来不及全部从漏洞流出，使得接卤桶内卤水越积越多，表明海冰中的淡水冰晶将要融化；最后，承接了一定量卤水的接卤桶通过拉绳提升外套，使外套的气腔和脱盐室的板条处于重合的位置；从而自动隔绝了外界的温暖空气进入海冰堆中，避免淡水冰晶融化；第三步骤：脱盐室中海冰的温度逐渐降低，下渗的卤水量逐渐减少，最后从水槽流入接卤桶内的卤水全部从漏洞流出；这时，外套克服接卤桶的重量而下降，使外套的气腔和脱盐室的气隙处于重合位置，从而铁丝网内的海冰与外界空气进行热交换；重复第一步骤、第二步骤和第三步骤；当测得从水槽中流出的卤水盐度大于1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自然通风使海冰脱盐淡化装置的使用方法，其特征是该装置包括脱盐室、储水池、排气罩、重力自动控制机构；/n所述脱盐室位于储水池内，脱盐室周边设多个筋条和气腔，脱盐室内设铁丝网，待脱盐的碎块状海冰置于铁丝网内；脱盐室底部的中间处设一水槽，水槽上方覆盖与脱盐室底部齐平的底板，该底板上具有多个漏水孔；/n所述排气罩设置在脱盐室上，排气罩的顶部呈圆弧形，且设有多个排气孔；/n所述铁丝网内水平置放多根具有多个通风孔的通气管，通气管的管口朝脱盐室的气腔设置；/n所述重力自动控制机构由设有多个气腔的外套、拉绳、至少一个滑轮、接卤桶、浮动闸门、接卤井构成；外套套在脱盐室外；拉绳绕过滑轮，接卤桶通过拉绳与外套连接；接卤井与所述水槽相通；接卤桶位于接卤井内，且位于水槽下方；接卤桶底部设一漏洞；浮动闸门设置在水槽中；/n脱盐室旁边设置有低盐卤水池和蒸馏池；脱盐室通过水槽和接卤井与低盐卤水池和蒸馏池连通；蒸馏池上方设置有倾斜的透光棚，透光棚的最低处位于低盐卤水池的上方；所述低盐卤水池与接卤井相通处设置有第一闸门，所述蒸馏池与接卤井相通处设置有第二闸门；/n该装置的使用方法：/n待脱盐淡化的碎块状的海冰放置在脱盐室的铁丝网中，在脱盐室上方安装排气罩；将拉绳与外套连接，进入自然通风阶段：/n第一步骤：外套的气腔和脱盐室的气隙处于重合位置；一方面，外界气流流过排气罩的圆弧形顶部时，流速加大，压强变小，排气罩内空气从下部被吸到上部，进而从排气口流出；另一方面，外界的空气穿过外套的气腔、脱盐室的气隙、铁丝网，其中一部分外界的空气进入碎块状海冰间的空隙，另一部分外界的空气从通气管管口进入，进而从多个通风孔流出，进入到碎块状的海冰间；该两部分外界的空气在碎块状的海冰中经过热交换后，上升到排气罩中，进而从排气口流出；当外界气温低，流入海冰中的外界低温空气不能使冰块内部缝隙扩大，因此从脱盐室流到水槽的卤水量较少，从水槽流入接卤桶内的卤水全部从漏洞流出；/n第二步骤：当外界温度升高，流入海冰中的暖空气加快促进冰块内部缝隙扩大，使卤水能顺利渗出海冰冰体，卤水量增加，流入接卤桶内的较大量的卤水来不及全部从漏洞流出，使得接卤桶内卤水越积越多，表明海冰中的淡水冰晶将要融化；最后，承接了一定量卤水的接卤桶通过拉绳提升外套，使外套的气腔和脱盐室的板条处于重合的位置；从而自动隔绝了外界的温暖空气进入海冰堆中，避免淡水冰晶融化；/n第三步骤： 脱盐室中海冰的温度逐渐降低，下渗的卤水量逐渐减少，最后从水槽流入接卤桶内的卤水全部从漏洞流出；这时，外套克服接卤桶的重量而下降，使外套的气腔和脱盐室的气隙处于重合位置，从而铁丝网内的海冰与外界空气进行热交换；/n重复第一步骤、第二步骤和第三步骤；当测得从水槽中流出的卤水盐度大于1.3‰时，关闭第一闸门，打开第二闸门，水槽中的卤水通过接卤桶和接卤井排入蒸馏池；当测得从水槽中流出的卤水盐度在1‰—1.3‰之间时，关闭第二闸门，打开第一闸门，水槽中的卤水通过接卤桶和接卤井排入低盐卤水池；当测得从水槽中流出的卤水盐度小于1‰时，关闭第一闸门和第二闸门；同时将浮动闸门下沉至水槽底部并固定，阻止水槽流出水来；之后，外套的气腔和脱盐室的气隙处于重合位置，外界的空气穿过外套的气腔、脱盐室的气隙、铁丝网，其中一部分外界的空气进入碎块状海冰间的空隙，另一部分外界的空气从通气管管口进入，进而从多个通风孔流出，进入到碎块状的海冰间；该两部分外界的空气在碎块状的海冰中进行热交换后，上升到排气罩中，进而从排气口流出；海冰在脱盐室中逐渐融化为淡水，流入储水池中；/n阳光透过透光棚，加热蒸馏池中的卤水，使卤水蒸发，其水蒸汽上升，在透光棚上遇冷，凝结成蒸馏水，蒸馏水流向位于透光棚最低处，进而流入低盐卤水池，低盐卤水池中的卤水不断被蒸馏水稀释，最后成为盐度小于1‰的淡水。/n...

【技术特征摘要】
20180818 CN 201810943791X1.一种自然通风使海冰脱盐淡化装置的使用方法，其特征是该装置包括脱盐室、储水池、排气罩、重力自动控制机构；
所述脱盐室位于储水池内，脱盐室周边设多个筋条和气腔，脱盐室内设铁丝网，待脱盐的碎块状海冰置于铁丝网内；脱盐室底部的中间处设一水槽，水槽上方覆盖与脱盐室底部齐平的底板，该底板上具有多个漏水孔；
所述排气罩设置在脱盐室上，排气罩的顶部呈圆弧形，且设有多个排气孔；
所述铁丝网内水平置放多根具有多个通风孔的通气管，通气管的管口朝脱盐室的气腔设置；
所述重力自动控制机构由设有多个气腔的外套、拉绳、至少一个滑轮、接卤桶、浮动闸门、接卤井构成；外套套在脱盐室外；拉绳绕过滑轮，接卤桶通过拉绳与外套连接；接卤井与所述水槽相通；接卤桶位于接卤井内，且位于水槽下方；接卤桶底部设一漏洞；浮动闸门设置在水槽中；
脱盐室旁边设置有低盐卤水池和蒸馏池；脱盐室通过水槽和接卤井与低盐卤水池和蒸馏池连通；蒸馏池上方设置有倾斜的透光棚，透光棚的最低处位于低盐卤水池的上方；所述低盐卤水池与接卤井相通处设置有第一闸门，所述蒸馏池与接卤井相通处设置有第二闸门；
该装置的使用方法：
待脱盐淡化的碎块状的海冰放置在脱盐室的铁丝网中，在脱盐室上方安装排气罩；将拉绳与外套连接，进入自然通风阶段：
第一步骤：外套的气腔和脱盐室的气隙处于重合位置；一方面，外界气流流过排气罩的圆弧形顶部时，流速加大，压强变小，排气罩内空气从下部被吸到上部，进而从排气口流出；另一方面，外界的空气穿过外套的气腔、脱盐室的气隙、铁丝网，其中一部分外界的空气进入碎块状海冰间的空隙，另一部分外界的空气从通气管管口进入，进而从多个通风孔流出，进入到碎块状的海冰间；该两部分外界的空气在碎块状的海冰中经过热交换后，上升到排气罩中，进而从排气口流出；当外界气温低，流入海冰中的外界低温空气不能使冰块内部缝隙扩大，因此从脱盐室流到水槽的卤水量较少，从水槽流入接卤桶内的卤水全部从漏洞流出；
第二步骤：当外界温度升高，流入海冰中的暖空气加快促进冰块内部缝隙扩大，使卤水能顺利渗出海冰冰体，卤水量增加，流入接卤桶内的较大量的卤水来不及全部从漏洞流出，使得接卤桶内卤水越积越多，表明海冰中的淡水冰晶将要融化；最后，承接了一定量卤水的接卤桶通过拉绳提升外套，使外套的气腔和脱盐室的板条处于重合的位置；从而自动隔绝了外界的温暖空气进入海冰堆中，避免淡水冰晶融化；
第三步骤：脱盐室中海冰的温度逐渐降低，下渗的卤水量逐渐减少，最后从水槽流入接卤桶内的卤水全部从漏洞流出；这时，外套克服接卤桶的重量而下降，使外套的气腔和脱盐室的气隙处于重合位置，从而铁丝网内的海冰与外界空气进行热交换；
重复第一步骤、第二步骤和第三步骤；当测得从水槽中流出的卤水盐度大于1.3‰时，关闭第一闸门，打开第二闸门，水槽中的卤水通过接卤桶和接卤井排入蒸馏池...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜文娟，
申请(专利权)人：杜文娟，
类型：发明
国别省市：浙江;33