一种利用自然能量淡化海水并提高水位的方法技术

一种利用自然能量淡化海水并提高水位的方法，主要由进水管、蒸发器、蒸汽管、冷凝器、出水管组成，海水或靠海水的压力通过设在进水管前的反渗透膜完成淡化后形成淡水通过进水管自然流入蒸发器，蒸发器设在地热丰富的低于海平面的地下，蒸发器在地热的作用下产生大量水蒸气，水蒸气通过蒸汽管进入设在较高且有丰富冷能的地面，在自然低温环境下，水蒸气被液化成冷凝水，相当于把低于海平面的水提高到较高的位置，再通过出水管送到需要用水的地方，必要时可以在蒸汽管中安装抽气机、在出水管上安装水能发电机，使用本发明专利技术，基本实现了利用自然的能量，就能把海水淡化提升到高处，特别适合干旱的沙漠等缺水地区长期取水，且运行成本很低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，尤其是利用海水的压 力能淡化海水或用地热能蒸发淡化海水、用地下低处的地热能提升水蒸汽使其达到一定高 度，再用地面高处冷能使水蒸汽液化的一种淡化海水并提高水位的方法。
技术介绍
海水淡化就是除去海水中的盐分而获得淡水的工艺过程，是实现水资源利用的开 源增量技术，可以增加淡水总量，且不受时空和气候影响，水质好、价格渐趋合理，可以保障 沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。目前，所用的海水淡化方法有海水冻结法、电 渗析法、蒸馏法、反渗透法等多种方法，其中蒸馏法、反渗透法使用最广，是目前海水淡化的 主流方法。反渗透法，是一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离技术，该膜一 般叫反渗透膜，简单来说，当纯水和盐水被理想半透膜隔开，理想半透膜只允许水通过而阻 止盐通过，此时膜纯水侧的水会自发地通过半透膜注入盐水一侧，这种现象称为渗透，若在 膜的盐水侧施加压力，那么水的自发流动将会受到抑制而减慢，当施加的压力达到某一数 值时，水通过膜的净流量等于零，这个压力称为渗透压力，当施加在膜盐水侧的压力大于渗 透压力时，水的流向就会逆转，此时，盐水中的水将流入纯水侧，上述现象就是水的反渗透 处理的基本原理，该原理也适用于其他溶液，对膜一侧的料液施加压力，当压力超过它的渗 透压时，溶剂会逆着自然渗透的方向作反向渗透，从而在膜的低压侧得到透过的溶剂，即渗 透液，高压侧得到浓缩的溶液，即浓缩液。若用反渗透处理海水，在膜的低压侧得到淡水，在 高压侧得到卤水。蒸馏法虽然是一种古老的方法，但由于技术不断地改进与发展，该法至今仍占统 治地位。蒸馏淡化过程的实质就是水蒸气的形成过程，如同海水受热蒸发形成云，云在一定 条件下遇冷形成雨，而雨是不带有咸味的。蒸馏法又细分为多种蒸馏法，如蒸汽压缩蒸馏 法、闪蒸法、低温多效蒸馏等，其中低温多效蒸馏是蒸馏法中最节能的方法之一。低温多效 蒸馏技术由于节能的因素，近年发展迅速，装置的规模日益扩大，成本日益降低，主要发展 趋势为提高装置单机造水能力，采用廉价材料降低工程造价，提高操作温度，提高传热效率 等，所谓闪蒸，是指一定温度的海水在压力突然降低的条件下，部分海水急骤蒸发的现象。 多级闪蒸海水淡化是将经过加热的海水，依次在多个压力逐渐降低的闪蒸室中进行蒸发， 将蒸汽冷凝而得到淡水。目前全球海水淡化装置仍以多级闪蒸方法产量最大，技术最成熟， 运行安全性高，主要与火电站联合建设，适合于大型和超大型淡化装置，主要在海湾国家采 用。多级闪蒸技术成熟、运行可靠，主要发展趋势为提高装置单机造水能力，降低单位电力 消耗，提高传热效率等。不管是反渗透法还是蒸馏法，要淡化大量的海水，都需要消耗大量的电能、机械能 等人工转换的能量，这在提倡节能、环保的今天，是不值得提倡的，最环保的是利用自然的、 绿色的能源来完成这一过程。
技术实现思路
为了克服现有淡化海水技术要花费较多能量的缺点，本专利技术提出了一种利用自然 的海水压力能或地热能淡化海水，利用地热能产生水蒸气并由低处提升到高处，再用高处 的冷能(低温)将水蒸气液化成冷凝水，冷凝水用出水管送到需要用水的地方，本专利技术只要 使用自然本来就存在的海水压力能、地热能、冷能完成海水淡化、输水、提水、送出水的全过 程，达到节约能源、保护环境、降低运行成本的目的。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是本专利技术方法的硬件设备主要由进水管、蒸发器、蒸汽管、冷凝器、出水管组成，蒸发 器安装在地热能比较丰富的地下较低位置，一般都低于海平面，冷凝器安装在温度较低具 有丰富冷能的较高位置，一般在山上，同时有地热能和冷能的高山为最佳，在海水与蒸发器 之间连接有进水管，在蒸发器与冷凝器之间连接有蒸汽管，地热能将蒸发器中的水加热，产 生大量水蒸汽，水蒸气通过蒸汽管进入高处的冷凝器中被冷凝器周围的冷能冷凝成冷凝 水，得到的冷凝水处在较高的位置，相当于把低于海平面的水提到了高处，与传统的提水法 的区别在于，本专利技术采用蒸汽上升来变相提高水位的，能量由地热提供，得到的冷凝水通过 出水管输出到需要用水的地方。为了防止蒸发器、进水管容易起水垢、进水管过长浓海水不易排出的缺点，可在进 水口附近安装反渗透膜，先把海水处理成淡水后再送入蒸发器。为了增加水蒸汽的输送量和降低汽化温度，可在蒸汽管的适当位置安装有抽气 机，在抽气机的抽吸作用下，蒸发器的气压下降，产蒸汽量将增加，必要时可安多级抽气机。在冷凝器与用水地之间有较高落差时，可在出水管上安装水能发电机，将部分水 能转化为电能，必要时可以安装多级发电机。当冷凝器与用水地之间有较高落差时，可在蒸汽管的适当位置安装有抽气机11 同时在出水管的适当位置安装水能发电机，使发电机发出的电直接供给抽气机。在进水管附近安装有反渗透膜的情况下，在蒸汽管的适当位置可安装有抽气机。在进水管附近安装有反渗透膜的情况下，在出水管的适当位置可安装水能发电 机。在进水管附近安装有反渗透膜的情况下，在蒸汽管的适当位置安装有抽气机同时 在出水管的适当位置安装水能发电机。为了使水蒸气能顺利上升到冷凝器，蒸汽管加有保温材料，保证蒸汽管中的水蒸 气不因温度下降被液化。附图说明下面是附图的简要说明。图1是本专利技术原理示意图。图中1.海水，2.进水口，3.进水管，4.山，5.蒸发器，6.蒸汽管，7.冷凝器，8.冷凝水，9.出水管。图2是本专利技术取水口含反渗透膜原理示意图。图中1.海水，2.进水口，3.进水管，4.山，5.蒸发器，6.蒸汽管，7.冷凝器，8.冷凝水，9.出水管，10.反渗透膜。图3是本专利技术蒸汽管含抽气机原理示意图。图中1.海水，2.进水口，3.进水管，4.山，5 凝水，9.出水管，11.抽气机。图4是本专利技术含水能发电机原理示意图。图中1.海水，2.进水口，3.进水管，4.山，5 凝水，9.出水管，12.水能发电机。图5是本专利技术同时含反渗透膜、抽气机和水能发电机原理示意图。图中1.海水，2.进水口，3.进水管，4.山，5.蒸发器，6.蒸汽管，7.冷凝器，8.冷 凝水，9.出水管，10.反渗透膜，11.抽气机，12.水能发电机。具体实施例方式在图1、图2、图3、图4、图5的实施例中，我们以实施一种利用自然能量淡化海水 并提升水位的方法为例对本专利技术进一步说明在图1中，海水1通过取水口 2进入进水管3，取水口 2可以低于海平面，海水在压 力的作用下，通过进水管3进入山4的地下面，选择有地热条件的山底地下，地热的温度越 高越好，在山4的里面建造一个蒸发器5，蒸发器5中的水被地热能加热，产生大量的水蒸 气，水蒸气通过蒸汽管6上升到山顶附近，在山顶附近有冷凝器7，利用山顶较高处气温较 低的自然条件，实现了水蒸气的自然冷却，在冷凝器7中形成冷凝水8，冷凝水8通过出水管 9送到需要水的地方。在具体实施中，取水口 2的位置要选择得恰当，进水管3管径、长度根据水处理规 模、蒸发器5的位置确定，还需要考虑水头损失，安装进水管3时可按一定比降安装，以便 在进水管3中的水能够自然流动且流速能够达到要求，由于蒸发器5位于海平面以下，还 需要将水提升到一定高程才能使用，本专利技术是利用地热能加热蒸发器5，蒸发器5中的水沸 腾，产生大量的水蒸气通过蒸汽管6上升到位于高处的冷凝器7，图中的蒸发器5只画出了 示意图，在实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用自然能量淡化海水并提高水位的方法，主要由进水管（３）、蒸发器（５）、蒸汽管（６）、冷凝器（７）、出水管（９）组成，其特征是：蒸发器（５）安装在地热能比较丰富的地下较低位置，冷凝器（７）安装在温度较低的较高位置，在海水（１）与蒸发器（５）之间连接有进水管（３），在蒸发器（５）与冷凝器（７）之间连接有蒸汽管（６），冷凝水（８）通过出水管（９）输出。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：任永斌，
申请(专利权)人：任永斌，
类型：发明
国别省市：85