[发明专利]低成本海水淡化技术与装置

说明书

地球上的地表水约有13．57亿立方米；覆盖着地球面积的70％以上，但大部分水都不能使用；因为约97．2％的水是海水，海水含盐量高达3～3．5％，不能饮用；不能作生活用水，也不能作农业用水。这对于海湾国家；海边地区；海岛等就面临无水可用的严重问题。人类从古代就知道采用海水淡化来解决，公元4世纪发明了蒸馏法，7世纪末发明了过滤和分类装量，1650年；世界上第一个海水淡化站(厂)在突尼斯迠成。目前，沙特阿拉伯在海水淡化生产方面居世界第一位，日淡化水总量达525万立方米，约占世界海水淡化总量的25．9％，沙特阿拉伯海水淡化站是使用过滤技术装置。对于海湾国家来说，淡水问题是个战略问题，它比油(汽油)还重要，因为没有油，人能活；若没有淡水，人无法生存。所以为油而战被为水而战所代替，可见海水淡化技术的重要性和迫切性。

目前的海水淡化技术为蒸馏法和过滤法，成本高，能耗大，难以满足有关地区工农业发展和人口增加对淡水的需要。对于远洋轮船来说，船浮在盐水海洋上，更迫切需要淡水。

本发明的目的，在于发明一种成本极低，耗能低，甚至能发出电力的海水淡化新技术与装置。

本发明原理特征：[1]采用特殊技术，以低成本从海水中提取中间产物，[2]中间产物再通过助产剂最终生成超级纯净淡水，[3]反应过程中并产生强大电力可出售，便大幅度降低淡化水成本。主要技术指标：(1)1吨海水生产0．95吨淡水(2)平均每生产1吨淡水能发电1．5千瓦，(3)淡水产量：8～800万吨／日，(4)淡水生产成本每吨≤0．3元。

图1为海水淡化设备总图，图2为海水制氢装置，图3为制氢反应炉，图4为微波等离子发生器，图5为制氢的NO₂再生器，图6为产品水蒸汽冷凝装置。

本发明由制氢反应炉2，微波等离子发生器12，通氢分子筛4，氢燃烧室6，燃气轮发电机7和水蒸汽冷凝装置8等组成(见图1)。

本发明海水淡化过程分两步骤进行：(1)低成本海水制氢，(2)氢燃烧产生蒸汽再冷凝成淡水(超级纯净水)。

所述的低成本海水制氢，过程如下：大自然空气从入口1进入制氢反应炉2，空气约含N₂80％O₂20％，是取之不尽又廉价的原材料，空气(N₂+O₂)由进气口1进入(见图1，2)，在驱动风机5驱动下往前流去，经过由微波发生器12所产生的高频微波电场，使N₂和O₂均成为等离子状态，又在反应炉内约300℃条件下，快速反应生成NO：，在反应网17上放有催化剂硅化钼(大小φ10×40)16，见图2，由喷汽管13(多支)喷出细雾汽，在300℃条件下又有催化剂的作用，NO和水(蒸汽)反应：

由于氢分子直径很小，而NO₂分子直径较大；经专用的通氢分子筛4的过筛分离出氢气由管道送到下一步工序。分离后剩下的NO₂在驱动风机的作用下进入NO₂再生器10，10分三格，各格装有水(淡水)作为吸收液15(见图2，图5)，30为总进水管，31为每格进水分管，32为分管开关，34为排液总管，35为排液分管。

再生器10又称吸收器，在其中NO₂被水吸收，反应生成硝酸。

上述反应(1)为主反应，反应(2)为副反应，为放热反应，所生成的NO，由支管33送回制氢反应炉重复使用，不足的部分仍由空气进口1补充。副反应(2)为放热反应，送回来的NO温度约90℃，这对降低制氢电耗有利，29为NO₂输送管。

由34排出的硝酸浓度较低，只有50％左右，可用硝酸镁(或浓硫酸)作为吸水剂，将稀硝酸蒸馏浓缩，便可得到96％以上的浓硝酸作为副产品出售，这将进一步降低制氢成本。