[发明专利]一种磁分离海水淡化方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及海水淡化方法及其设备、特别是一种磁分离方式从海水中分离出淡水的方法及其装置。

背景技术

众所周知，地球上水的总储量中海水占97.3％，淡水只占2.7％。由于海水是含有Na⁺、Mg⁺⁺、Cl^-等多种离子的苦咸水，不能直接供人类使用。而淡水中有三分之二在冰川雪原，也不能直接供人类使用，人类可利用的江、河、湖、泊及地下水的总量仅占地球总水量中极微小的比例。在人类活动的淡水分配中农业灌溉占67％、工业生产占23％、市政民用占10％。本世纪以来，随着全球人口数量的激增，农业用水量增长了5倍，工业用水量增长了26倍，市政民用水量增长了18倍。随着陆地淡水需求日益紧张，世界上目前约有三分之一的人生活在淡水资源缺乏的环境中，按现在的用水速度，三十年后贫水人口数将可能达到三分之二。为此，人们已采用过各种不同方法尝试从取之不尽的海水中得到可以利用的淡水。

目前已有的海水淡化方法中，有冰冻法、蒸发法、电渗析法，但要消耗大量能源；有反渗透法，虽然耗能较省，但也要有数拾到上百大气压的压力源，且滤膜的成本高，易老化；有太阳能淡化法，但需要昂贵庞大的设备；都不适用于需要量大价廉的淡水的民用需求。

为此人们开始探索用不需要昂贵和庞大设备的、耗能少、处理量大的磁分离法，从海水中制取淡水。磁分离海水淡化法的基本原理是：在一个管道的上下方设置磁体，使管道内形成磁场，当海水从管道内流过时，海水中的Na⁺、Mg⁺⁺、Cl^-等正负离子在洛伦茨(Lorentz)力的作用下便分别向管道两侧移动，然后将管道的出水口分隔成中间水道和侧边水道，脱离了Na⁺、Mg⁺⁺、Cl^-等正负离子的淡水从中间水道流出，高含Na⁺、Mg⁺⁺、Cl^-等正负离子的苦咸水从侧边水道流出，从而达到海水淡化的目的。但目前已有的磁分离海水淡化方法或装置都属于构想和试验阶段，还无法付诸实际应用，其主要原因是正负离子分别向两侧移动聚集后，形成的电场力远远大于离子所受的洛伦茨力，会使正负离子分别向两侧的移动减弱或不再移动，这个问题至今没有得到较为理想的解决。

中国专利申请第88217795.8号的磁力海水淡化装置，通过在管道侧壁设置导线电极伸进管道内，来消除侧壁附近积聚正离子或负离子所形成的电位差，即消除对磁场力有直接影响的电场，认为这样可以使正负离子向两侧移动不受干扰。但是，当海水中的Na⁺、Mg⁺⁺、Cl^-等正负离子分别移动至管道两侧时，与导线电极释放的带不同电荷的离子结合，变为中性粒子后，就不受磁场力的作用而自由移动，又会回到淡水流中而使海水淡化作用失效。

发明内容

为了克服现有同类磁分离海水淡化方法或装置在解决正负离子分别向管道两侧移动聚集形成的电场力对正负离子移动的影响问题上，存在技术措施不当、达不到海水淡化目的的缺陷，本发明的主要目的是提供一种改进的磁分离海水淡化方法及其装置，可以较好解决正负离子分别向两侧移动聚集形成的电场力对正负离子移动的影响、有效实现海水淡化。

本发明的另一个目的是提供一种改进的磁分离海水淡化方法及其装置，可以高效、节能的有效实现海水淡化。

本发明解决其主要目的的技术问题所采用的技术方案是：

一种磁分离海水淡化方法，用一个矩形截面的管道作为过水通道，在管道的上下面外侧设置磁体，使管道内形成磁场，将海水从管道内流过，在磁场的洛伦茨力作用下，海水中的正离子向管道一侧移动、负离子向管道另一侧移动，将管道的出水口分隔成中间水道和二侧边水道，淡水从中间水道流出，苦咸水从二侧边水道流出，其特征是：所述管道为绝缘材料制造，管道二侧面的外侧各设有一电极板，而且是管道内正离子移动所朝向的一侧面的外侧设负电极板，管道内负离子移动所朝向的另一侧面的外侧设正电极板，使管道每一侧壁均由其内侧的离子电位和外侧的电极电位构成一个电场。