CN106365230A - 一种利用风能的海水淡化装置及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用风能的海水淡化装置及其工作方法,由海水抽取装置、蓄电池组、冷却装置、风机、反光室、抽水装置、电气控制中心组成;所述反光室前侧设有海水抽取装置,海水抽取装置与反光室贯通;所述反光室前侧表面底部一侧布置有电气控制中心;所述反光室两侧分别设有蓄电池组和抽水装置;所述冷却装置位于反光室顶端,冷却装置与反光室焊接固定;所述风机垂直固定于反光室中心,风机与冷却装置贯穿;本发明所述的一种利用风能的海水淡化装置,该装置结构简单,操作容易,环保无污染;该装置海水淡化效率高,所得淡水水质好;该装置工作不受天气影响,适应性强,应用范围广。
Description
技术领域
本发明属于海水淡化设备领域,具体涉及一种利用风能的海水淡化装置及其工作方法。
背景技术
淡水资源短缺是人类一直面临的难题,尤其是在电力匮乏的偏远山区以及海岛。海水淡化技术对于解决海岛淡水资源短缺、偏远且电力资源不可到达的缺水地区的苦咸水淡化具有重要的意义。全球的总储水量约1386×10亿立方米,其中海洋水为1338×10亿立方米,约占全球总水量的96.5%,淡水资源只占到全球总水量的3.5%。而淡水又主要以冰川和深层地下水的形式存在,河流湖泊等人类可以直接利用的的淡水仅占世界总淡水的0.3%。所以缺水已经是全世界城市面临的首要问题,约占世界人口总数40%的80个国家和地区约15亿人口淡水不足,其中26个国家约3亿人极度缺水。更可怕的是,预计到2025年,世界上将会有30亿人面临缺水,40个国家和地区淡水严重不足。
随着现代的科技进步,人们开始采取反渗透、热法等方式的海水淡化,可以解决人类未来淡水的需求,但是传统的海水淡化属于高耗能产业,往往结构复杂,使用时操作不便,而且得到淡水的同时所产生的浓盐水会造成二次污染。
目前海水淡化主要有以下方法:
1.蒸馏法
所谓蒸馏法是指把海水加热使之沸腾蒸发,再把蒸汽冷凝成淡水的过程。蒸馏法是淡化海水的最古老的方法。早在17,18世纪,在大海上航行的船员们把简单的蒸馏器安装在厨房的火炉上,将水蒸汽冷却而得到供饮用的淡水。目前蒸馏法的原理仍基于此,只不过在能源利用等方面得到了改进,以降低海水淡化的成本。
蒸馏法的优点是结构简单,操作容易,所得淡水水质好等。蒸馏法有很多种,如太阳能蒸馏、多级闪蒸、多效蒸馏、蒸汽压缩、膜蒸馏等。
2.冷冻法
由于海水在结冰时,水可以形成冰晶而将盐份排除在外,这样使盐和水分离系利用相变进行海水淡化的另一种方法一冷冻法。冷冻法根据传热方式的不同,可分为间接冷冻法与直接冷冻法。间接冷冻法是利用低温冷冻剂与海水进行间接热交换后使海水冷冻成冰。这种方法的传热效率不高,而且需要很大的换热面,因此一般已不采用。直接冷冻法则是指冷冻剂与海水直接接触使海水结冰。根据所用冷冻剂的不同,直接冷冻又可以分为以水为冷冻剂的真空蒸发式直接冷冻法和外界加入冷冻剂的二次冷媒直接接触法。
3.膜法
膜法海水淡化技术就是采用膜法分离技术实现海水淡化。膜法分离技术是指用特制的膜将一种液体中的溶质和溶剂分离的方法。这里所谓膜是指一种流体相内或是在两种流体之间有一层薄的凝聚相物质,它把流体相分隔为互不相通的两部分,并能使这两部分产生传质作用。
4.反渗透法
反渗透法具有操作方便、效率高、无相变、无需加热、能量消耗少、适应性强、应用范围广等特点。但是反渗透的预处理要求严格,反渗透膜需要定期更换,在海水温度低的情况下需加热处理,如无可利用热源加热海水,其制水成本将大幅提高。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供一种利用风能的海水淡化装置,包括:海水抽取装置1,蓄电池组2,冷却装置3,风机4,反光室5,抽水装置6,电气控制中心7;所述反光室5由不锈钢焊接而成,反光室5外表面涂有反光材料;所述反光室5前侧设有海水抽取装置1,海水抽取装置1与反光室5贯通;所述反光室5前侧表面底部一侧布置有电气控制中心7;所述反光室5两侧分别设有蓄电池组2和抽水装置6,其中蓄电池组2通过导线与电气控制中心7控制相连;所述冷却装置3位于反光室5顶端,冷却装置3与反光室5焊接固定;所述风机4垂直固定于反光室5中心,风机4与冷却装置3贯穿,风机4通过导线与电气控制中心7控制相连。
进一步的,所述海水抽取装置1包括:海水储存室1-1,前端电控阀1-2,海水抽取水泵1-3;所述海水储存室1-1后部设有海水抽取水泵1-3,海水抽取水泵1-3通过不锈钢管道与海水储存室1-1相连;所述前端电控阀1-2位于海水抽取水泵1-3和海水储存室1-1之间的管道上;
所述前端电控阀1-2和海水抽取水泵1-3均通过导线与电气控制中心7控制相连。
进一步的,所述冷却装置3包括:冷却水电控阀3-1,冷却水管道3-2,冷却水温度传感器3-3,冷却水水位传感器3-4,冷却室3-5,冷却室出口3-6,排污口3-7;所述冷却室3-5顶端一侧设有冷却水管道3-2,冷却水管道3-2与冷却室3-5贯穿;所述冷却水电控阀3-1位于冷却水管道3-2一端,冷却水电控阀3-1通过导线与电气控制中心7控制相连;所述冷却室3-5前侧下檐中心设有排污口3-7,冷却室3-5后侧一端设有冷却室出口3-6,其中冷却室出口3-6和排污口3-7均与冷却室3-5贯穿;所述冷却室3-5内部顶端中心设有冷却水水位传感器3-4,冷却室3-5内部一侧中心设有冷却水温度传感器3-3,冷却水温度传感器3-3和冷却水水位传感器3-4均通过导线与电气控制中心7控制相连。
进一步的,所述风机4包括:发电装置4-1,转动轴4-2,搅拌加热器4-3,散热片4-4;所述发电装置4-1底端中心设有转动轴4-2,发电装置4-1与转动轴4-2驱动连接;所述转动轴4-2底端设有搅拌加热器4-3,搅拌加热器4-3与转动轴4-2固定连接;所述散热片4-4均匀固定在搅拌加热器4-3上,散热片4-4总数不低于20个;
所述发电装置4-1和搅拌加热器4-3均通过导线与电气控制中心7控制相连。
进一步的,所述反光室5包括:加热搅拌室5-1,海水液位计5-2,海水温度传感器5-3,盐度传感器5-4,淡水液位计5-5,末端电控阀5-6;所述加热搅拌室5-1位于反光室5内部,其中加热搅拌室5-1和反光室5的横截面为相似矩形,其对应边长度比为0.8;所述加热搅拌室5-1侧壁内部一端设有海水液位计5-2,海水液位计5-2通过导线与电气控制中心7控制相连;所述海水温度传感器5-3和盐度传感器5-4均固定于加热搅拌室5-1内壁上,海水温度传感器5-3和盐度传感器5-4分别通过导线与电气控制中心7控制相连;所述淡水液位计5-5垂直固定于反光室5侧壁内部一端,淡水液位计5-5通过导线与电气控制中心7控制相连。
进一步的,所述抽水装置6包括:淡水抽取管道6-1,浓盐水抽取管道6-2,淡水收集桶6-3,浓盐水收集桶6-4,淡水抽取水泵6-5,浓盐水抽取水泵6-6;所述淡水抽取水泵6-5位于浓盐水抽取水泵6-6后侧,淡水抽取水泵6-5和浓盐水抽取水泵6-6均通过导线与电气控制中心7控制相连;所述淡水抽取水泵6-5和浓盐水抽取水泵6-6一端分别连接有淡水抽取管道6-1和浓盐水抽取管道6-2,淡水抽取管道6-1和浓盐水抽取管道6-2均设有电控阀门;所述淡水收集桶6-3位于淡水抽取管道6-1一端;所述浓盐水收集桶6-4位于浓盐水抽取管道6-2一端。
进一步的,所述散热片4-4由高分子材料压模成型,散热片4-4的组成成分和制造过程如下:
一、散热片4-4组成成分:
按重量份数计,乙酰乙酸2-(N-甲基-N-苄基氨基)乙基酯22~74份,N-(9-芴甲氧羰酰基)-O-叔丁基-L-丝氨酸34~78份,O-(5-(2-氯-α,α,α-三氟-对-甲苯氧基)-2-硝基苯甲酰基)氧乙酸乙酯86~145份,2-甲氧基-5-乙酰氨基-N,N二丙烯基苯胺77~159份,2'-乙基-6'-甲基-N-(乙氧甲基)-2-氯代乙酰替苯胺130~254份,5-乙氧羰基-2,4-二甲基-1氢-吡咯-3-丙酸乙酯95~163份,浓度为57ppm~82ppm的3-溴-1-(3-氯-2-吡啶基)-4,5-二氢-1H-吡唑-5-甲酸乙酯68~136份,O,O-二甲基-O-2-甲氧羰基-1-甲基乙烯基磷酸酯36~113份,磷酸O,O-二甲基-O-(1-甲基-2-甲氨甲酰基)乙烯基酯53~147份,交联剂78~134份,2-氯-3-二乙氨基甲酰-1-甲基乙烯基二甲基磷酸酯18~56份,4-(二甲氨基)苯甲酸-2-乙基己酯77~151份,2-羟基苯甲酸-4-(1,1-二甲基乙基)苯基酯67~167份,L-2-(N-叔丁氧酰基)-3',4'-二甲氧基苯丙氨酸乙酯84~172份;
所述交联剂为2-(乙酰氨基)-3-(4-羟基-3,5-二碘苯基)丙酸、α-氨基-4-甲氧基苯乙酸、2-甲氧基-4-乙酰氨基-5-溴苯甲酸甲酯中的任意一种;
二、散热片4-4的制造过程,包含以下步骤:
第1步:在反应釜中加入电导率为3.65μS/cm~8.45μS/cm的超纯水3150~4760份,启动反应釜内搅拌器,转速为74rpm~156rpm,启动加热泵,使反应釜内温度上升至70℃~86℃;依次加入乙酰乙酸2-(N-甲基-N-苄基氨基)乙基酯、N-(9-芴甲氧羰酰基)-O-叔丁基-L-丝氨酸、O-(5-(2-氯-α,α,α-三氟-对-甲苯氧基)-2-硝基苯甲酰基)氧乙酸乙酯,搅拌至完全溶解,调节pH值为6.3~8.8,将搅拌器转速调至114rpm~188rpm,温度为115℃~146℃,酯化反应12~24小时;
第2步:取2-甲氧基-5-乙酰氨基-N,N二丙烯基苯胺、2'-乙基-6'-甲基-N-(乙氧甲基)-2-氯代乙酰替苯胺进行粉碎,粉末粒径为800~1300目;加入5-乙氧羰基-2,4-二甲基-1氢-吡咯-3-丙酸乙酯混合均匀,平铺于托盘内,平铺厚度为20mm~45mm,采用剂量为7.8kGy~10.5kGy、能量为8.0MeV~13.0MeV的α射线辐照200~350分钟,以及同等剂量的β射线辐照200~350分钟;
第3步:经第2步处理的混合粉末溶于3-溴-1-(3-氯-2-吡啶基)-4,5-二氢-1H-吡唑-5-甲酸乙酯中,加入反应釜,搅拌器转速为156rpm~240rpm,温度为122℃~165℃,启动真空泵使反应釜的真空度达到-0.13MPa~2.45MPa,保持此状态反应20~40小时;泄压并通入氡气,使反应釜内压力为0.85MPa~1.25MPa,保温静置15~30小时;搅拌器转速提升至220rpm~310rpm,同时反应釜泄压至0MPa;依次加入O,O-二甲基-O-2-甲氧羰基-1-甲基乙烯基磷酸酯、磷酸O,O-二甲基-O-(1-甲基-2-甲氨甲酰基)乙烯基酯完全溶解后,加入交联剂搅拌混合,使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为6.4~8.7,保温静置12~20小时;
第4步:在搅拌器转速为265rpm~336rpm时,依次加入2-氯-3-二乙氨基甲酰-1-甲基乙烯基二甲基磷酸酯、4-(二甲氨基)苯甲酸-2-乙基己酯、2-羟基苯甲酸-4-(1,1-二甲基乙基)苯基酯和L-2-(N-叔丁氧酰基)-3',4'-二甲氧基苯丙氨酸乙酯,提升反应釜压力,使其达到0.95MPa~1.45MPa,温度为175℃~285℃,聚合反应30~40小时;反应完成后将反应釜内压力降至0MPa,降温至22℃~34℃,出料,入压模机即可制得散热片4-4。
进一步的,本发明还公开了一种利用风能的海水淡化装置的工作方法,该方法包括以下几个步骤:
第1步:工作人员启动该装置,电气控制中心7控制海水抽取水泵1-3启动,海水抽取水泵1-3将海水储存室1-1内部的海水输送至冷却室3-5和加热搅拌室5-1内部;与此同时位于冷却室3-5内部的冷却水水位传感器3-4和位于加热搅拌室5-1内部的海水液位计5-2开始工作,当水位达到二者设定值时,冷却水水位传感器3-4和海水液位计5-2产生电信号,并传输至电气控制中心7,电气控制中心7控制冷却水电控阀3-1和末端电控阀5-6关闭,并控制海水抽取水泵1-3停止转动,停止输送海水;
第2步:该装置启动后,此时发电装置4-1和搅拌加热器4-3开始工作,发电装置4-1通过转动轴4-2带动搅拌加热器4-3转动并提供电能,发电装置4-1产生多余的电能储存至蓄电池组2内;
第3步:在海水开始淡化时,位于加热搅拌室5-1内部的海水温度传感器5-3和盐度传感器5-4开始工作,当盐度传感器5-4检测到海水盐度达到其设定值时,盐度传感器5-4产生电信号,并传输至电气控制中心7,电气控制中心7控制浓盐水抽取水泵6-6启动,浓盐水抽取水泵6-6将淡化后的高盐度的海水输送至浓盐水收集桶6-4内部,此时海水液位计5-2实时监测到加热搅拌室5-1内部的海水的水位,当水位低至海水液位计5-2的下限值时,海水液位计5-2产生电信号,并传输至电气控制中心7,电气控制中心7控制海水抽取水泵1-3和末端电控阀5-6开启,促使海水输送至加热搅拌室5-1内部;
第4步:当冷却室3-5内部冷却水水位达到设定值后,冷却室3-5内部海水与加热搅拌室5-1内部的水蒸气进行热交换,此时冷却室3-5内部的冷却水温度传感器3-3实时监测水温,当水温到60℃时,冷却水温度传感器3-3产生电信号,并传输至电气控制中心7,电气控制中心7控制冷却室出口3-6阀门开启,排出高温海水;当冷却水水位低至冷却水水位传感器3-4的下限值时,此时电气控制中心7关闭冷却室出口3-6,开启冷却水电控阀3-1,并控制海水抽取水泵1-3启动,完成冷却水的循环;
第5步:当位于反光室5内部的淡水水位达到淡水液位计5-5设定上限值时,淡水液位计5-5产生电信号,并传输至电气控制中心7,电气控制中心7控制淡水抽取水泵6-5启动,淡水抽取水泵6-5将淡水输送至淡水收集桶6-3内,当反光室5内部的淡水水位低至淡水液位计5-5设定下限值时,淡水液位计5-5产生电信号,并传输至电气控制中心7,电气控制中心7控制淡水抽取水泵6-5关闭。
本发明公开的一种利用风能的海水淡化装置,其优点在于:
(1)该装置结构简单,操作维护方便;
(2)该装置所得淡水水质较好,节能无污染;
(3)该装置工作不受天气影响,海水淡化效率高。
本发明所述的一种利用风能的海水淡化装置,该装置结构简单,操作容易,环保无污染;该装置海水淡化效率高,所得淡水水质好;该装置工作不受天气影响,适应性强,应用范围广。
附图说明
图1是本发明中所述的一种利用风能的海水淡化装置结构示意图。
图2是本发明中所述的海水抽取装置结构示意图。
图3是本发明中所述的冷却装置结构示意图。
图4是本发明中所述的风机结构示意图。
图5是本发明中所述的反光室结构示意图。
图6是本发明中所述的抽水装置结构示意图。
图7是本发明中所述的散热片疲劳强度随时间变化图。
以上图1~图6中,海水抽取装置1,蓄电池组2,冷却装置3,冷却水电控阀3-1,冷却水管道3-2,冷却水温度传感器3-3,冷却水水位传感器3-4,冷却室3-5,冷却室出口3-6,排污口3-7,风机4,发电装置4-1,转动轴4-2,搅拌加热器4-3,散热片4-4,反光室5,加热搅拌室5-1,海水液位计5-2,海水温度传感器5-3,盐度传感器5-4,淡水液位计5-5,末端电控阀5-6,抽水装置6,淡水抽取管道6-1,浓盐水抽取管道6-2,淡水收集桶6-3,浓盐水收集桶6-4,淡水抽取水泵6-5,浓盐水抽取水泵6-6,电气控制中心7。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明提供的一种利用风能的海水淡化装置进行进一步说明。
如图1所示,是本发明中所述的一种利用风能的海水淡化装置结构示意图。从图1中看出,包括:海水抽取装置1,蓄电池组2,冷却装置3,风机4,反光室5,抽水装置6,电气控制中心7;所述反光室5由不锈钢焊接而成,反光室5外表面涂有反光材料;所述反光室5前侧设有海水抽取装置1,海水抽取装置1与反光室5贯通;所述反光室5前侧表面底部一侧布置有电气控制中心7;所述反光室5两侧分别设有蓄电池组2和抽水装置6,其中蓄电池组2通过导线与电气控制中心7控制相连;所述冷却装置3位于反光室5顶端,冷却装置3与反光室5焊接固定;所述风机4垂直固定于反光室5中心,风机4与冷却装置3贯穿,风机4通过导线与电气控制中心7控制相连。
如图2所示,是本发明中所述的海水抽取装置结构示意图。从图2或图1中看出,海水抽取装置1包括:海水储存室1-1,前端电控阀1-2,海水抽取水泵1-3;所述海水储存室1-1后部设有海水抽取水泵1-3,海水抽取水泵1-3通过不锈钢管道与海水储存室1-1相连;所述前端电控阀1-2位于海水抽取水泵1-3和海水储存室1-1之间的管道上;
所述前端电控阀1-2和海水抽取水泵1-3均通过导线与电气控制中心7控制相连。
如图3所示,是本发明中所述的冷却装置结构示意图。从图3或图1中看出,冷却装置3包括:冷却水电控阀3-1,冷却水管道3-2,冷却水温度传感器3-3,冷却水水位传感器3-4,冷却室3-5,冷却室出口3-6,排污口3-7;所述冷却室3-5顶端一侧设有冷却水管道3-2,冷却水管道3-2与冷却室3-5贯穿;所述冷却水电控阀3-1位于冷却水管道3-2一端,冷却水电控阀3-1通过导线与电气控制中心7控制相连;所述冷却室3-5前侧下檐中心设有排污口3-7,冷却室3-5后侧一端设有冷却室出口3-6,其中冷却室出口3-6和排污口3-7均与冷却室3-5贯穿;所述冷却室3-5内部顶端中心设有冷却水水位传感器3-4,冷却室3-5内部一侧中心设有冷却水温度传感器3-3,冷却水温度传感器3-3和冷却水水位传感器3-4均通过导线与电气控制中心7控制相连。
如图4所示,是本发明中所述的风机结构示意图。从图4或图1中看出,风机4包括:发电装置4-1,转动轴4-2,搅拌加热器4-3,散热片4-4;所述发电装置4-1底端中心设有转动轴4-2,发电装置4-1与转动轴4-2驱动连接;所述转动轴4-2底端设有搅拌加热器4-3,搅拌加热器4-3与转动轴4-2固定连接;所述散热片4-4均匀固定在搅拌加热器4-3上,散热片4-4总数不低于20个;
所述发电装置4-1和搅拌加热器4-3均通过导线与电气控制中心7控制相连。
如图5所示,是本发明中所述的反光室结构示意图。从图5或图1中看出,反光室5包括:加热搅拌室5-1,海水液位计5-2,海水温度传感器5-3,盐度传感器5-4,淡水液位计5-5,末端电控阀5-6;所述加热搅拌室5-1位于反光室5内部,其中加热搅拌室5-1和反光室5的横截面为相似矩形,其对应边长度比为0.8;所述加热搅拌室5-1侧壁内部一端设有海水液位计5-2,海水液位计5-2通过导线与电气控制中心7控制相连;所述海水温度传感器5-3和盐度传感器5-4均固定于加热搅拌室5-1内壁上,海水温度传感器5-3和盐度传感器5-4分别通过导线与电气控制中心7控制相连;所述淡水液位计5-5垂直固定于反光室5侧壁内部一端,淡水液位计5-5通过导线与电气控制中心7控制相连。
如图6所示,是本发明中所述的抽水装置结构示意图。从图6或图1中看出,抽水装置6包括:淡水抽取管道6-1,浓盐水抽取管道6-2,淡水收集桶6-3,浓盐水收集桶6-4,淡水抽取水泵6-5,浓盐水抽取水泵6-6;所述淡水抽取水泵6-5位于浓盐水抽取水泵6-6后侧,淡水抽取水泵6-5和浓盐水抽取水泵6-6均通过导线与电气控制中心7控制相连;所述淡水抽取水泵6-5和浓盐水抽取水泵6-6一端分别连接有淡水抽取管道6-1和浓盐水抽取管道6-2,淡水抽取管道6-1和浓盐水抽取管道6-2均设有电控阀门;所述淡水收集桶6-3位于淡水抽取管道6-1一端;所述浓盐水收集桶6-4位于浓盐水抽取管道6-2一端。
本发明所述的一种利用风能的海水淡化装置的工作过程是:
第1步:工作人员启动该装置,电气控制中心7控制海水抽取水泵1-3启动,海水抽取水泵1-3将海水储存室1-1内部的海水输送至冷却室3-5和加热搅拌室5-1内部;与此同时位于冷却室3-5内部的冷却水水位传感器3-4和位于加热搅拌室5-1内部的海水液位计5-2开始工作,当水位达到二者设定值时,冷却水水位传感器3-4和海水液位计5-2产生电信号,并传输至电气控制中心7,电气控制中心7控制冷却水电控阀3-1和末端电控阀5-6关闭,并控制海水抽取水泵1-3停止转动,停止输送海水;
第2步:该装置启动后,此时发电装置4-1和搅拌加热器4-3开始工作,发电装置4-1通过转动轴4-2带动搅拌加热器4-3转动并提供电能,发电装置4-1产生多余的电能储存至蓄电池组2内;
第3步:在海水开始淡化时,位于加热搅拌室5-1内部的海水温度传感器5-3和盐度传感器5-4开始工作,当盐度传感器5-4检测到海水盐度达到其设定值时,盐度传感器5-4产生电信号,并传输至电气控制中心7,电气控制中心7控制浓盐水抽取水泵6-6启动,浓盐水抽取水泵6-6将淡化后的高盐度的海水输送至浓盐水收集桶6-4内部,此时海水液位计5-2实时监测到加热搅拌室5-1内部的海水的水位,当水位低至海水液位计5-2的下限值时,海水液位计5-2产生电信号,并传输至电气控制中心7,电气控制中心7控制海水抽取水泵1-3和末端电控阀5-6开启,促使海水输送至加热搅拌室5-1内部;
第4步:当冷却室3-5内部冷却水水位达到设定值后,冷却室3-5内部海水与加热搅拌室5-1内部的水蒸气进行热交换,此时冷却室3-5内部的冷却水温度传感器3-3实时监测水温,当水温到60℃时,冷却水温度传感器3-3产生电信号,并传输至电气控制中心7,电气控制中心7控制冷却室出口3-6阀门开启,排出高温海水;当冷却水水位低至冷却水水位传感器3-4的下限值时,此时电气控制中心7关闭冷却室出口3-6,开启冷却水电控阀3-1,并控制海水抽取水泵1-3启动,完成冷却水的循环;
第5步:当位于反光室5内部的淡水水位达到淡水液位计5-5设定上限值时,淡水液位计5-5产生电信号,并传输至电气控制中心7,电气控制中心7控制淡水抽取水泵6-5启动,淡水抽取水泵6-5将淡水输送至淡水收集桶6-3内,当反光室5内部的淡水水位低至淡水液位计5-5设定下限值时,淡水液位计5-5产生电信号,并传输至电气控制中心7,电气控制中心7控制淡水抽取水泵6-5关闭。
本发明所述的一种利用风能的海水淡化装置,该装置结构简单,操作容易,环保无污染;该装置海水淡化效率高,所得淡水水质好;该装置工作不受天气影响,适应性强,应用范围广。
以下是本发明所述散热片4-4的制造过程的实施例,实施例是为了进一步说明本发明的内容,但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下,对本发明方法、步骤或条件所作的修改和替换,均属于本发明的范围。
若未特别指明,实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
实施例1
按照以下步骤制造本发明所述散热片4-4,并按重量份数计:
第1步:在反应釜中加入电导率为3.65μS/cm的超纯水3150份,启动反应釜内搅拌器,转速为74rpm,启动加热泵,使反应釜内温度上升至70℃;依次加入乙酰乙酸2-(N-甲基-N-苄基氨基)乙基酯22份、N-(9-芴甲氧羰酰基)-O-叔丁基-L-丝氨酸34份、O-(5-(2-氯-α,α,α-三氟-对-甲苯氧基)-2-硝基苯甲酰基)氧乙酸乙酯86份,搅拌至完全溶解,调节pH值为6.3,将搅拌器转速调至114rpm,温度为115℃,酯化反应12小时;
第2步:取2-甲氧基-5-乙酰氨基-N,N二丙烯基苯胺77份、2'-乙基-6'-甲基-N-(乙氧甲基)-2-氯代乙酰替苯胺130份进行粉碎,粉末粒径为800目;加入5-乙氧羰基-2,4-二甲基-1氢-吡咯-3-丙酸乙酯95份混合均匀,平铺于托盘内,平铺厚度为20mm,采用剂量为7.8kGy、能量为8.0MeV的α射线辐照200分钟,以及同等剂量的β射线辐照200分钟;
第3步:经第2步处理的混合粉末溶于浓度为57ppm的3-溴-1-(3-氯-2-吡啶基)-4,5-二氢-1H-吡唑-5-甲酸乙酯68份中,加入反应釜,搅拌器转速为156rpm,温度为122℃,启动真空泵使反应釜的真空度达到-0.13MPa,保持此状态反应20小时;泄压并通入氡气,使反应釜内压力为0.85MPa,保温静置15小时;搅拌器转速提升至220rpm,同时反应釜泄压至0MPa;依次加入O,O-二甲基-O-2-甲氧羰基-1-甲基乙烯基磷酸酯36份、磷酸O,O-二甲基-O-(1-甲基-2-甲氨甲酰基)乙烯基酯53份完全溶解后,加入交联剂78份搅拌混合,使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为6.4,保温静置12小时;
第4步:在搅拌器转速为265rpm时,依次加入2-氯-3-二乙氨基甲酰-1-甲基乙烯基二甲基磷酸酯18份、4-(二甲氨基)苯甲酸-2-乙基己酯77份、2-羟基苯甲酸-4-(1,1-二甲基乙基)苯基酯67份和L-2-(N-叔丁氧酰基)-3',4'-二甲氧基苯丙氨酸乙酯84份,提升反应釜压力,使其达到0.95MPa,温度为175℃,聚合反应30小时;反应完成后将反应釜内压力降至0MPa,降温至22℃,出料,入压模机即可制得散热片4-4。
所述交联剂为2-(乙酰氨基)-3-(4-羟基-3,5-二碘苯基)丙酸。
实施例2
按照以下步骤制造本发明所述散热片4-4,并按重量份数计:
第1步:在反应釜中加入电导率为8.45μS/cm的超纯水4760份,启动反应釜内搅拌器,转速为156rpm,启动加热泵,使反应釜内温度上升至86℃;依次加入乙酰乙酸2-(N-甲基-N-苄基氨基)乙基酯74份、N-(9-芴甲氧羰酰基)-O-叔丁基-L-丝氨酸78份、O-(5-(2-氯-α,α,α-三氟-对-甲苯氧基)-2-硝基苯甲酰基)氧乙酸乙酯145份,搅拌至完全溶解,调节pH值为8.8,将搅拌器转速调至188rpm,温度为146℃,酯化反应24小时;
第2步:取2-甲氧基-5-乙酰氨基-N,N二丙烯基苯胺159份、2'-乙基-6'-甲基-N-(乙氧甲基)-2-氯代乙酰替苯胺254份进行粉碎,粉末粒径为1300目;加入5-乙氧羰基-2,4-二甲基-1氢-吡咯-3-丙酸乙酯163份混合均匀,平铺于托盘内,平铺厚度为45mm,采用剂量为10.5kGy、能量为13.0MeV的α射线辐照350分钟,以及同等剂量的β射线辐照350分钟;
第3步:经第2步处理的混合粉末溶于浓度为82ppm的3-溴-1-(3-氯-2-吡啶基)-4,5-二氢-1H-吡唑-5-甲酸乙酯136份中,加入反应釜,搅拌器转速为240rpm,温度为165℃,启动真空泵使反应釜的真空度达到2.45MPa,保持此状态反应40小时;泄压并通入氡气,使反应釜内压力为1.25MPa,保温静置30小时;搅拌器转速提升至310rpm,同时反应釜泄压至0MPa;依次加入O,O-二甲基-O-2-甲氧羰基-1-甲基乙烯基磷酸酯113份、磷酸O,O-二甲基-O-(1-甲基-2-甲氨甲酰基)乙烯基酯147份完全溶解后,加入交联剂134份搅拌混合,使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为8.7,保温静置20小时;
第4步:在搅拌器转速为336rpm时,依次加入2-氯-3-二乙氨基甲酰-1-甲基乙烯基二甲基磷酸酯56份、4-(二甲氨基)苯甲酸-2-乙基己酯151份、2-羟基苯甲酸-4-(1,1-二甲基乙基)苯基酯167份和L-2-(N-叔丁氧酰基)-3',4'-二甲氧基苯丙氨酸乙酯172份,提升反应釜压力,使其达到1.45MPa,温度为285℃,聚合反应40小时;反应完成后将反应釜内压力降至0MPa,降温至34℃,出料,入压模机即可制得散热片4-4。
所述交联剂为α-氨基-4-甲氧基苯乙酸。
实施例3
按照以下步骤制造本发明所述散热片4-4,并按重量份数计:
第1步:在反应釜中加入电导率为6.55μS/cm的超纯水3950份,启动反应釜内搅拌器,转速为114rpm,启动加热泵,使反应釜内温度上升至78℃;依次加入乙酰乙酸2-(N-甲基-N-苄基氨基)乙基酯45份、N-(9-芴甲氧羰酰基)-O-叔丁基-L-丝氨酸54份、O-(5-(2-氯-α,α,α-三氟-对-甲苯氧基)-2-硝基苯甲酰基)氧乙酸乙酯95份,搅拌至完全溶解,调节pH值为7.5,将搅拌器转速调至151rpm,温度为130℃,酯化反应18小时;
第2步:取2-甲氧基-5-乙酰氨基-N,N二丙烯基苯胺112份、2'-乙基-6'-甲基-N-(乙氧甲基)-2-氯代乙酰替苯胺190份进行粉碎,粉末粒径为1050目;加入5-乙氧羰基-2,4-二甲基-1氢-吡咯-3-丙酸乙酯126份混合均匀,平铺于托盘内,平铺厚度为30mm,采用剂量为9.3kGy、能量为10.5MeV的α射线辐照280分钟,以及同等剂量的β射线辐照280分钟;
第3步:经第2步处理的混合粉末溶于浓度为68ppm的3-溴-1-(3-氯-2-吡啶基)-4,5-二氢-1H-吡唑-5-甲酸乙酯98份中,加入反应釜,搅拌器转速为200rpm,温度为142℃,启动真空泵使反应釜的真空度达到1.72MPa,保持此状态反应30小时;泄压并通入氡气,使反应釜内压力为1.05MPa,保温静置24小时;搅拌器转速提升至265rpm,同时反应釜泄压至0MPa;依次加入O,O-二甲基-O-2-甲氧羰基-1-甲基乙烯基磷酸酯76份、磷酸O,O-二甲基-O-(1-甲基-2-甲氨甲酰基)乙烯基酯102份完全溶解后,加入交联剂108份搅拌混合,使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为7.5,保温静置16小时;
第4步:在搅拌器转速为300rpm时,依次加入2-氯-3-二乙氨基甲酰-1-甲基乙烯基二甲基磷酸酯38份、4-(二甲氨基)苯甲酸-2-乙基己酯117份、2-羟基苯甲酸-4-(1,1-二甲基乙基)苯基酯120份和L-2-(N-叔丁氧酰基)-3',4'-二甲氧基苯丙氨酸乙酯125份,提升反应釜压力,使其达到1.15MPa,温度为225℃,聚合反应35小时;反应完成后将反应釜内压力降至0MPa,降温至30℃,出料,入压模机即可制得散热片4-4。
所述交联剂为2-甲氧基-4-乙酰氨基-5-溴苯甲酸甲酯。
对照例
对照例为市售某品牌的散热片。
实施例4
将实施例1~3制备获得的散热片4-4和对照例所述的散热片进行使用效果对比。对二者单位重量、导热率、腐蚀速率,屈服强度进行统计,结果如表1所示。
从表1可见,本发明所述的散热片4-4,其单位重量、导热率、腐蚀速率,屈服强度等指标均优于现有技术生产的产品。
此外,如图7所示,是本发明所述的散热片4-4材料疲劳强度随使用时间变化的统计。图中看出,实施例1~3所用散热片4-4,其材料疲劳强度随使用时间变化程度大幅优于现有产品。
Claims (8)
1.一种利用风能的海水淡化装置,包括:海水抽取装置(1),蓄电池组(2),冷却装置(3),风机(4),反光室(5),抽水装置(6),电气控制中心(7);其特征在于,所述反光室(5)由不锈钢焊接而成,反光室(5)外表面涂有反光材料;所述反光室(5)前侧设有海水抽取装置(1),海水抽取装置(1)与反光室(5)贯通;所述反光室(5)前侧表面底部一侧布置有电气控制中心(7);所述反光室(5)两侧分别设有蓄电池组(2)和抽水装置(6),其中蓄电池组(2)通过导线与电气控制中心(7)控制相连;所述冷却装置(3)位于反光室(5)顶端,冷却装置(3)与反光室(5)焊接固定;所述风机(4)垂直固定于反光室(5)中心,风机(4)与冷却装置(3)贯穿,风机(4)通过导线与电气控制中心(7)控制相连。
2.根据权利要求1所述的一种利用风能的海水淡化装置,其特征在于,所述海水抽取装置(1)包括:海水储存室(1-1),前端电控阀(1-2),海水抽取水泵(1-3);所述海水储存室(1-1)后部设有海水抽取水泵(1-3),海水抽取水泵(1-3)通过不锈钢管道与海水储存室(1-1)相连;所述前端电控阀(1-2)位于海水抽取水泵(1-3)和海水储存室(1-1)之间的管道上;
所述前端电控阀(1-2)和海水抽取水泵(1-3)均通过导线与电气控制中心(7)控制相连。
3.根据权利要求1所述的一种利用风能的海水淡化装置,其特征在于,所述冷却装置(3)包括:冷却水电控阀(3-1),冷却水管道(3-2),冷却水温度传感器(3-3),冷却水水位传感器(3-4),冷却室(3-5),冷却室出口(3-6),排污口(3-7);所述冷却室(3-5)顶端一侧设有冷却水管道(3-2),冷却水管道(3-2)与冷却室(3-5)贯穿;所述冷却水电控阀(3-1)位于冷却水管道(3-2)一端,冷却水电控阀(3-1)通过导线与电气控制中心(7)控制相连;所述冷却室(3-5)前侧下檐中心设有排污口(3-7),冷却室(3-5)后侧一端设有冷却室出口(3-6),其中冷却室出口(3-6)和排污口(3-7)均与冷却室(3-5)贯穿;所述冷却室(3-5)内部顶端中心设有冷却水水位传感器(3-4),冷却室(3-5)内部一侧中心设有冷却水温度传感器(3-3),冷却水温度传感器(3-3)和冷却水水位传感器(3-4)均通过导线与电气控制中心(7)控制相连。
4.根据权利要求1所述的一种利用风能的海水淡化装置,其特征在于,所述风机(4)包括:发电装置(4-1),转动轴(4-2),搅拌加热器(4-3),散热片(4-4);所述发电装置(4-1)底端中心设有转动轴(4-2),发电装置(4-1)与转动轴(4-2)驱动连接;所述转动轴(4-2)底端设有搅拌加热器(4-3),搅拌加热器(4-3)与转动轴(4-2)固定连接;所述散热片(4-4)均匀固定在搅拌加热器(4-3)上,散热片(4-4)总数不低于20个;
所述发电装置(4-1)和搅拌加热器(4-3)均通过导线与电气控制中心(7)控制相连。
5.根据权利要求1所述的一种利用风能的海水淡化装置,其特征在于,所述反光室(5)包括:加热搅拌室(5-1),海水液位计(5-2),海水温度传感器(5-3),盐度传感器(5-4),淡水液位计(5-5),末端电控阀(5-6);所述加热搅拌室(5-1)位于反光室(5)内部,其中加热搅拌室(5-1)和反光室(5)的横截面为相似矩形,其对应边长度比为0.8;所述加热搅拌室(5-1)侧壁内部一端设有海水液位计(5-2),海水液位计(5-2)通过导线与电气控制中心(7)控制相连;所述海水温度传感器(5-3)和盐度传感器(5-4)均固定于加热搅拌室(5-1)内壁上,海水温度传感器(5-3)和盐度传感器(5-4)分别通过导线与电气控制中心(7)控制相连;所述淡水液位计(5-5)垂直固定于反光室(5)侧壁内部一端,淡水液位计(5-5)通过导线与电气控制中心(7)控制相连。
6.根据权利要求1所述的一种利用风能的海水淡化装置,其特征在于,所述抽水装置(6)包括:淡水抽取管道(6-1),浓盐水抽取管道(6-2),淡水收集桶(6-3),浓盐水收集桶(6-4),淡水抽取水泵(6-5),浓盐水抽取水泵(6-6);所述淡水抽取水泵(6-5)位于浓盐水抽取水泵(6-6)后侧,淡水抽取水泵(6-5)和浓盐水抽取水泵(6-6)均通过导线与电气控制中心(7)控制相连;所述淡水抽取水泵(6-5)和浓盐水抽取水泵(6-6)一端分别连接有淡水抽取管道(6-1)和浓盐水抽取管道(6-2),淡水抽取管道(6-1)和浓盐水抽取管道(6-2)均设有电控阀门;所述淡水收集桶(6-3)位于淡水抽取管道(6-1)一端;所述浓盐水收集桶(6-4)位于浓盐水抽取管道(6-2)一端。
7.根据权利要求4所述的一种利用风能的海水淡化装置,其特征在于,所述散热片(4-4)由高分子材料压模成型,散热片(4-4)的组成成分和制造过程如下:
一、散热片(4-4)组成成分:
按重量份数计,乙酰乙酸2-(N-甲基-N-苄基氨基)乙基酯22~74份,N-(9-芴甲氧羰酰基)-O-叔丁基-L-丝氨酸34~78份,O-(5-(2-氯-α,α,α-三氟-对-甲苯氧基)-2-硝基苯甲酰基)氧乙酸乙酯86~145份,2-甲氧基-5-乙酰氨基-N,N二丙烯基苯胺77~159份,2'-乙基-6'-甲基-N-(乙氧甲基)-2-氯代乙酰替苯胺130~254份,5-乙氧羰基-2,4-二甲基-1氢-吡咯-3-丙酸乙酯95~163份,浓度为57ppm~82ppm的3-溴-1-(3-氯-2-吡啶基)-4,5-二氢-1H-吡唑-5-甲酸乙酯68~136份,O,O-二甲基-O-2-甲氧羰基-1-甲基乙烯基磷酸酯36~113份,磷酸O,O-二甲基-O-(1-甲基-2-甲氨甲酰基)乙烯基酯53~147份,交联剂78~134份,2-氯-3-二乙氨基甲酰-1-甲基乙烯基二甲基磷酸酯18~56份,4-(二甲氨基)苯甲酸-2-乙基己酯77~151份,2-羟基苯甲酸-4-(1,1-二甲基乙基)苯基酯67~167份,L-2-(N-叔丁氧酰基)-3',4'-二甲氧基苯丙氨酸乙酯84~172份;
所述交联剂为2-(乙酰氨基)-3-(4-羟基-3,5-二碘苯基)丙酸、α-氨基-4-甲氧基苯乙酸、2-甲氧基-4-乙酰氨基-5-溴苯甲酸甲酯中的任意一种;
二、散热片(4-4)的制造过程,包含以下步骤:
第1步:在反应釜中加入电导率为3.65μS/cm~8.45μS/cm的超纯水3150~4760份,启动反应釜内搅拌器,转速为74rpm~156rpm,启动加热泵,使反应釜内温度上升至70℃~86℃;依次加入乙酰乙酸2-(N-甲基-N-苄基氨基)乙基酯、N-(9-芴甲氧羰酰基)-O-叔丁基-L-丝氨酸、O-(5-(2-氯-α,α,α-三氟-对-甲苯氧基)-2-硝基苯甲酰基)氧乙酸乙酯,搅拌至完全溶解,调节pH值为6.3~8.8,将搅拌器转速调至114rpm~188rpm,温度为115℃~146℃,酯化反应12~24小时;
第2步:取2-甲氧基-5-乙酰氨基-N,N二丙烯基苯胺、2'-乙基-6'-甲基-N-(乙氧甲基)-2-氯代乙酰替苯胺进行粉碎,粉末粒径为800~1300目;加入5-乙氧羰基-2,4-二甲基-1氢-吡咯-3-丙酸乙酯混合均匀,平铺于托盘内,平铺厚度为20mm~45mm,采用剂量为7.8kGy~10.5kGy、能量为8.0MeV~13.0MeV的α射线辐照200~350分钟,以及同等剂量的β射线辐照200~350分钟;
第3步:经第2步处理的混合粉末溶于3-溴-1-(3-氯-2-吡啶基)-4,5-二氢-1H-吡唑-5-甲酸乙酯中,加入反应釜,搅拌器转速为156rpm~240rpm,温度为122℃~165℃,启动真空泵使反应釜的真空度达到-0.13MPa~2.45MPa,保持此状态反应20~40小时;泄压并通入氡气,使反应釜内压力为0.85MPa~1.25MPa,保温静置15~30小时;搅拌器转速提升至220rpm~310rpm,同时反应釜泄压至0MPa;依次加入O,O-二甲基-O-2-甲氧羰基-1-甲基乙烯基磷酸酯、磷酸O,O-二甲基-O-(1-甲基-2-甲氨甲酰基)乙烯基酯完全溶解后,加入交联剂搅拌混合,使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为6.4~8.7,保温静置12~20小时;
第4步:在搅拌器转速为265rpm~336rpm时,依次加入2-氯-3-二乙氨基甲酰-1-甲基乙烯基二甲基磷酸酯、4-(二甲氨基)苯甲酸-2-乙基己酯、2-羟基苯甲酸-4-(1,1-二甲基乙基)苯基酯和L-2-(N-叔丁氧酰基)-3',4'-二甲氧基苯丙氨酸乙酯,提升反应釜压力,使其达到0.95MPa~1.45MPa,温度为175℃~285℃,聚合反应30~40小时;反应完成后将反应釜内压力降至0MPa,降温至22℃~34℃,出料,入压模机即可制得散热片(4-4)。
8.一种利用风能的海水淡化装置的工作方法,其特征在于,该方法包括以下几个步骤:
第1步:工作人员启动该装置,电气控制中心(7)控制海水抽取水泵(1-3)启动,海水抽取水泵(1-3)将海水储存室(1-1)内部的海水输送至冷却室(3-5)和加热搅拌室(5-1)内部;与此同时位于冷却室(3-5)内部的冷却水水位传感器(3-4)和位于加热搅拌室(5-1)内部的海水液位计(5-2)开始工作,当水位达到二者设定值时,冷却水水位传感器(3-4)和海水液位计(5-2)产生电信号,并传输至电气控制中心(7),电气控制中心(7)控制冷却水电控阀(3-1)和末端电控阀(5-6)关闭,并控制海水抽取水泵(1-3)停止转动,停止输送海水;
第2步:该装置启动后,此时发电装置(4-1)和搅拌加热器(4-3)开始工作,发电装置(4-1)通过转动轴(4-2)带动搅拌加热器(4-3)转动并提供电能,发电装置(4-1)产生多余的电能储存至蓄电池组(2)内;
第3步:在海水开始淡化时,位于加热搅拌室(5-1)内部的海水温度传感器(5-3)和盐度传感器(5-4)开始工作,当盐度传感器(5-4)检测到海水盐度达到其设定值时,盐度传感器(5-4)产生电信号,并传输至电气控制中心(7),电气控制中心(7)控制浓盐水抽取水泵(6-6)启动,浓盐水抽取水泵(6-6)将淡化后的高盐度的海水输送至浓盐水收集桶(6-4)内部,此时海水液位计(5-2)实时监测到加热搅拌室(5-1)内部的海水的水位,当水位低至海水液位计(5-2)的下限值时,海水液位计(5-2)产生电信号,并传输至电气控制中心(7),电气控制中心(7)控制海水抽取水泵(1-3)和末端电控阀(5-6)开启,促使海水输送至加热搅拌室(5-1)内部;
第4步:当冷却室(3-5)内部冷却水水位达到设定值后,冷却室(3-5)内部海水与加热搅拌室(5-1)内部的水蒸气进行热交换,此时冷却室(3-5)内部的冷却水温度传感器(3-3)实时监测水温,当水温到60℃时,冷却水温度传感器(3-3)产生电信号,并传输至电气控制中心(7),电气控制中心(7)控制冷却室出口(3-6)阀门开启,排出高温海水;当冷却水水位低至冷却水水位传感器(3-4)的下限值时,此时电气控制中心(7)关闭冷却室出口(3-6),开启冷却水电控阀(3-1),并控制海水抽取水泵(1-3)启动,完成冷却水的循环;
第5步:当位于反光室(5)内部的淡水水位达到淡水液位计(5-5)设定上限值时,淡水液位计(5-5)产生电信号,并传输至电气控制中心(7),电气控制中心(7)控制淡水抽取水泵(6-5)启动,淡水抽取水泵(6-5)将淡水输送至淡水收集桶(6-3)内,当反光室(5)内部的淡水水位低至淡水液位计(5-5)设定下限值时,淡水液位计(5-5)产生电信号,并传输至电气控制中心(7),电气控制中心(7)控制淡水抽取水泵(6-5)关闭。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20170201 |