离子反转式高压静电海水淡化器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种离子反转式高压静电海水淡化器，包括高压正极板、高压负极板、圆筒型离子反转器和绝缘离子收集器；高压正极板与高压负极板平行设置，离子反转器以可旋转的方式设在高压正极板和高压负极板之间，且轴线与高压正极板的板面平行；绝缘离子收集器的横截面为矩形结构，且设在离子反转器的轴线上，两侧面分别与高压正极板和高压负极板平行。该淡化器离子分离能力极强，两电极板平行且带正负高电压，极板间形成强大的高压静电场，增强对离子的分离能力，使盐离子连续不断从低势能位置转移，反转到高电势位置，并汇聚到绝缘离子收集器两侧面上并被去除，使盐水中的离子分离更充分，极大地提高了离子分离效率。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种海水淡化器，尤其涉及一种离子反转式高压静电海水淡化器。
技术介绍
人类的淡水资源越来越少而需求量越来越大。海水淡化是解决水资源短缺的有效途径。目前，已有专利表明把过水管道放在静止强磁场中，盐水在管道内高速流动时， 盐水中的正负离子承受方向相反的罗伦兹力而分离，使水得到淡化。但是，要求管道内的海水的流动速度很高，因而需要的水压很大，能量消耗大，效率低。高速流动时其离子承受的罗伦兹力的受力时间短，因而离子分离的时间短，进一步降低了分离效率。另外，目前存在一种电渗析的海水淡化器。其中的电极距离很小，电极之间的电压很小，对海水中离子的吸附力很有限。而且，需要对电极电压进行正负交变，以释放吸附的离子，降低电极腐蚀程度。释放吸附的离子后，盐水浓度提高，应即时排出浓盐水。这种电渗析的海水淡化器，电极电压极性的改变和浓盐水的排出占用了离子分离时间，降低了海水淡化效率；而且电压极性的改变极大地增加了能耗；电极有一定的腐蚀。
技术实现思路
为了克服现有的水压大、分离时间短、效率低下、吸附浓度小等不足之处，本技术提供了一种不仅大幅度降低管道水压，降低功耗，而且能极大地提高离子去除浓度，使盐水中的离子分离更充分的离子反转式高压静电海水淡化器。本技术提供的离子反转式高压静电海水淡化器，包括高压正极板、高压负极板、圆筒型的离子反转器和绝缘离子收集器；所述高压正极板与高压负极板平行设置，所述离子反转器以可旋转的方式设在高压正极板和高压负极板之间，且离子反转器的轴线与高压正极板的板面平行；所述绝缘离子收集器的横截面为矩形结构，且设在离子反转器的轴线上，绝缘离子收集器的两侧面分别与高压正极板和高压负极板平行。进一步，所述离子反转器的内圆上沿轴向均布设有多个叶片，离子反转器的内圆在圆周方向上均布设有多个与叶片垂直的圆弧形隔板；所述离子反转器的内圆上由叶片和圆弧形隔板分割为多个凹陷区域。进一步，所述离子反转器的内圆上的叶片沿顺时针方向倾斜设置。再进一步，所述绝缘离子收集器的两侧面上分别设有横向隔板和纵向隔板，所述绝缘离子收集器的两侧面由横向隔板和纵向隔板分割为多个内凹区域。本技术的离子反转式高压静电海水淡化器，与现有技术相比，具有如下优点(1)本技术的离子分离能力极强，两电极板平行且带正负高电压，极间形成强大的高压静电场，增强对离子的分离能力。(2)本技术能连续分离离子，采用旋转的离子反转器和绝缘离子收集器，使盐离子连续不断从低势能位置转移、反转到高电势位置，并汇聚到绝缘离子收集器两侧面上并被去除。(3)电极电压无须交变，这在一定程度上降低了能耗。(4)应用异性离子的相互吸引的特性，能大幅度提高离子在离子收集板两侧壁上的富集浓度，使盐水中的离子分离更充分，极大地提高了离子分离效率。附图说明图1为离子反转式高压静电海水淡化器的结构示意图；图2为离子反转式高压静电海水淡化器中离子反转器的局部结构示意图。附图中1 一高压正极板；2—高压负极板；3—离子反转器；4一绝缘离子收集器；5—叶片；6—弧形隔板；7—横向隔板；8—纵向隔板；9一凸楞。具体实施方式以下结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细地说明。图1为离子反转式高压静电海水淡化器的结构示意图，图2为离子反转式高压静电海水淡化器中离子反转器的局部结构示意图，如图所示。离子反转式高压静电海水淡化器，包括高压正极板1、高压负极板2、圆筒型的离子反转器3和绝缘离子收集器4。高压正极板1与高压负极板2平行设置，离子反转器3以可旋转的方式设在高压正极板1和高压负极板2之间，且离子反转器3的轴线与高压正极板1的板面平行。绝缘离子收集器4的横截面为矩形结构，且设在离子反转器3的轴线上，绝缘离子收集器4的两侧面分别与高压正极板1和高压负极板2平行。圆筒型离子反转器3的一端为盐水进水口，另一端为淡水出水口，阴阳离子由绝缘离子收集器4收集并排出。其中，离子反转器3的内圆上沿轴向均布设有多个叶片5，离子反转器3的内圆在圆周方向上均布设有多个与叶片垂直的圆弧形隔板6，叶片5和圆弧形隔板6的数量可根据实际情况进行确定(如根据离子反转器3的内圆大小进行确定)。离子反转器3的内圆上由叶片5和圆弧形隔板6分割为多个凹陷区域。离子反转器3的内圆上的叶片沿顺时针方向倾斜设置。绝缘离子收集器4的两侧面上分别设有横向隔板7和纵向隔板8，绝缘离子收集器4的两侧面由横向隔板7和纵向隔板8分割为多个内凹区域。凹陷区域和内凹区域用于存储离子，防止水在轴线方向流动时带走离子。本实施例中，离子反转器3的内圆和叶片5的两侧壁设有垂直于轴线的凸棱9，防止离子随水的流动被水带出离子反转器3而降低海水的淡化效率。离子反转器3中的盐水流动速度不能太快，海水在离子反转器3内需缓慢流动，以保证最多的离子反转，避免交换的离子被流过的水带到淡水出水口排出。离子反转器3旋转，而高压正极板1和高压负极板2静止，盐水由离子反转器3流入。当高压正极板1和高压负极板2带高压电时，强电场会在两电极之间形成，方向由高压正极板1到高压负极板2。阴离子始终受到向左的电场力，而阳离子始终受到向右的电场力。离子反转器3内盐水中的阴离子在向左电场力的作用下向左边运动，离子反转器3内左侧壁阴离子浓度较高；而阳离子向右运动，离子反转器3内左侧壁阴离子浓度较高。当离子反转器3顺时针旋转时，阴离子由于受到叶片5的限制而随着离子反转器3的旋转而由低电势能位置旋转至高势能位置，并在叶片5 —定角度时，被电场力带出，加速并运动到绝缘离子收集器4的右侧壁，富集并被排出，阳离子与阴离子类似。该海水淡化器能高效淡化海水、苦咸水和处理部分工业废水。高压正极板1与高压负极板2之间的静电压在绝缘许可的条件下尽可能大，而距离尽可能小，以提高电场强度而增强离子的电场力，使离子收集浓度提高。离子反转器3上的凸棱9数量尽量多、凸棱壁尽量薄，这样离子反转器3内壁被划分的凹陷区域数量多，增加离子浓度梯度和反转效果。绝缘离子收集器4的壁尽量薄，增加其两侧面异性离子间的吸引力，提高离子的富集浓度。绝缘离子收集器4上设有凸棱，凸棱量尽量多、凸棱壁尽量薄，增加离子浓度梯度和反转效果。在电场力的作用之下，离子反转器3内对应两侧壁处的离子始终被束缚在离子反转器3的凹陷区域。当离子反转器3顺时针旋转时，由于叶片5、弧形隔板6和凸棱9的共同限制，离子会随着离子反转器3的旋转而被带到绝缘离子收集器4的另一边。在一定角度和电场力的作用下，离子被倾倒出凹陷区域，最后聚集到绝缘离子收集器4侧壁上的内凹区域。绝缘离子收集器4的侧壁上也分布同样的凸棱。离子反转器3使大量离子从低势能位置移动到高势能位置，然后在电场力的作用下，汇聚于绝缘离子收集器两侧壁。本技术采用高压静电场的静电引力来强行分离海水中的阴阳离子，极大幅度地提高绝缘离子收集器4上的离子浓度。而绝缘离子收集器4的两侧壁聚集异性离子，它们异性相吸的特性使得绝缘离子收集器4上的离子浓度进一步提高，以上特点可以显著提高海水中离子的分离效率。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本技术的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本技术进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本技术的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种离子反转式高压静电海水淡化器，其特征在于：包括高压正极板（１）、高压负极板（２）、圆筒型的离子反转器（３）和绝缘离子收集器（４）；所述高压正极板（１）与高压负极板（２）平行设置，所述离子反转器（３）以可旋转的方式设在高压正极板（１）和高压负极板（２）之间，且离子反转器（３）的轴线与高压正极板（１）的板面平行；所述绝缘离子收集器（４）的横截面为矩形结构，且设在离子反转器（３）的轴线上，绝缘离子收集器（４）的两侧面分别与高压正极板（１）和高压负极板（２）平行。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：古亮，刘伟，李山，赵明富，邓易元，陈鸿雁，贺晓蓉，张莲，
申请(专利权)人：重庆理工大学，
类型：实用新型
国别省市：85