使用淡水化装置淡化盐水的方法

摘要

本发明的目的在于提供一种使用淡水化装置淡化盐水的方法。淡水化装置在容器的内部具备通气性片、拨水颗粒层、槽层，槽层位于容器的下部，通气性片夹持在拨水颗粒层和槽层之间。通气性片具备贯通孔，拨水颗粒层由密集的多个拨水性颗粒构成，拨水性颗粒的表面具备拨水膜。通过如下工序来淡化盐水：向容器中注入盐水，使盐水配置在拨水颗粒层的表面上的工序；加热盐水，使得上述盐水蒸发形成水蒸气的工序；和将水蒸气液化，在槽层得到淡水的工序。

说明书

技术领域

本发明涉及使用淡水化装置淡化盐水的方法。

背景技术

专利文献1公开了用于过滤海水、除去海水中的固体的砂过滤器。

专利文献2公开了对由多孔质的颗粒构成的过滤剂施加拨水性（特 别在段落序号0017）。

使用砂过滤器，能够除去海水中含有的固体物质。但不能除去海 水中溶解的离子。因此，砂过滤器不能够淡化海水。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本实开昭60-013206号公报

专利文献2：日本特开平05-192567号公报

发明内容

本发明的目的在于提供一种使用淡水化装置淡化盐水的方法。

淡水化装置在容器内部具备通气性片、拨水颗粒层、槽层，槽层 位于容器的下部，通气性片夹持在拨水颗粒层和槽层之间。通气性片 具备贯通孔，拨水颗粒层由密集的多个拨水性颗粒构成，拨水性颗粒 的表面具备拨水膜。

通过包括如下工序的方法盐水被淡化：向容器中注入盐水，使盐 水配置在拨水颗粒层的表面上的工序；加热盐水，使所述盐水蒸发形 成水蒸气的工序；和将水蒸气液化，在槽层得到淡水的工序。

附图说明

图1表示本发明的淡水化装置。

具体实施方式

参照附图在下面说明本发明的实施方式。

（用语的定义）

用语“过滤”是指含有固体的液体通过多孔质的物质，除去该固 体。该固体不溶于该液体。

用语“淡水化”是指从溶解有离子这样的杂质的海水中得到淡水。 即，从海水中除去盐。该盐溶解在海水中。

用语“过滤”和用语“淡水化”在本说明书中有严格区别。

用语“过滤”不用于除去液体中溶解的杂质的意义。

用语“淡水化”不用于除去不溶于液体的固体的意义。

（实施方式1）

（工序（a））

首先，准备淡水化装置。图1表示本发明的淡水化装置。淡水化 装置具备：容器1、通气性片2、拨水颗粒层3和槽层5。通气性片2、 拨水颗粒层3和槽层5设置在容器1的内部。

槽层5位于容器1的内部的下部。即，槽层5夹持在容器1的底 面和通气性片2之间。槽层5通常充满空气。槽层5优选高度为5cm 以上15cm以下。

通气性片2具备贯通孔。贯通孔的优选形状为圆形。贯通孔的截 面积例如为3.14mm²以上78.5mm²以下。直径不足1mm时，气体难以 通过通气性片2。另一方面，直径超过5mm时，构成拨水颗粒层3的 颗粒通过贯通孔落入槽层5。贯通孔的数量没有限定。

通气性片2优选材质为树脂。树脂的例子为聚氯乙烯。通气性片2 的优选厚度为0.5mm以上5mm以下。

通气性片2的周围使用粘接剂粘接于容器1的内壁面。即，通气 性片2的周围与容器1的内壁面接触。

拨水颗粒层3设置在通气性片2的上表面。拨水颗粒层3由多个 拨水性颗粒构成。多个拨水性颗粒密集分布，形成拨水颗粒层3。即， 1个拨水性颗粒的表面与多个其他拨水性颗粒表面接触。

各拨水性颗粒具备颗粒和拨水膜。颗粒优选为砂粒。

拨水膜覆盖颗粒的表面。拨水膜优选具备化学式-(CF₂)_n-所示的氟 化碳基团。n为自然数。优选n为2以上20以下。

拨水膜优选通过共价键与颗粒键合。以下的化学式（1）表示优选 的拨水膜。

Q为氢或氟。

m1和m2独立，为0或1以上的自然数。

n为2以上20以下。

拨水颗粒层3的优选厚度在后说明。在下面说明制造拨水性颗粒 的方法的一例。

首先，将化学式CX₃-(CH₂)_m1-(CF₂)_n-(CH₂)_m2-SiX₃所示的表面活性 剂溶解在非水类溶剂中，调制表面活性剂溶液。X为卤素，优选为氯。

接着，在干燥气氛下，在表面活性剂溶液中浸渍多个颗粒，得到 多个拨水性颗粒。

详细内容参照美国专利第5270080号公报（对应于日本特公平 07-063670号公报）。

得到的多个拨水性颗粒，放入具备通气性片2的容器1。如此操作， 多个拨水性颗粒在通气性片2之上堆积，形成拨水颗粒层3。

（工序（b））

工序（b）中，向容器1中注入海水，在拨水颗粒层3的上表面上 形成海水层4。由于拨水颗粒层3的拨水性，注入的海水不会流到槽层 5。即，注入的海水，作为海水层4堆积在拨水颗粒层3的上表面上而 被维持。

拨水颗粒层3的优选厚度为5cm以上15cm以下。拨水颗粒层3 过薄时，注入的海水会流入槽层5。另一方面，拨水颗粒层3过厚时， 由于拨水颗粒层3的过重的重量，通气性片2被破坏而从容器1的内 壁面脱落。

（工序（c））

工序（c）中，对海水层4的海水加热。这会导致海水中所含的水 蒸发。如此操作，海水中所含的水变成气体，即，形成水蒸气。

优选由太阳光加热海水层4的海水。也优选由加热器加热海水层4 的海水。

可以将加热的固体物质供给到海水层4来加热海水。不用说，需 要该固体不溶于海水。该固体优选例如为石头。

（工序（d））

该水蒸气不仅向上方移动，也向下方移动。向下方移动的水蒸气 穿过拨水颗粒层3。严格来说，该水蒸气穿过构成拨水颗粒层3的多个 拨水性颗粒之间所形成的缝隙。如此，水蒸气到达通气性片2的上表 面。

接着，水蒸气穿过通气性片2具备的贯通孔，到达槽层5的内部。 槽层5中，水蒸气被液化，成为液体的水。优选在槽层5中水蒸气被 冷却，成为液体的水。该液体的水不含有海水中所含的杂质。该杂质 例如为离子。即，该液体的水为淡水。

如此操作，在槽层5中得到淡水。

或者，穿过拨水颗粒层3中的缝隙的水蒸气，在拨水颗粒层3的 下部或通气性片2的上表面液化，成为液体的水。该液体的水穿过通 气性片2具备的贯通孔，滴落到槽层5。该液体的水仍为淡水。

如此操作，在槽层5中得到淡水。

优选容器1具备盖7。盖7防止向上移动的水蒸气逸出容器1。在 太阳光加热海水层4的情况下，优选盖7透明。

槽层5可以根据需要被冷却。

下面实施例更详细地说明本发明。

（实施例1）

（容器1的准备）

首先，准备容器1。该容器为宽度10cm、高度15cm和纵深10cm 的长方体。容器1的材质为聚氯乙烯。

（通气性片的安装）

接着，在容器1中安装通气性片2。通气性片2也可以规定为通气 性层2。通气性层2为具有1mm厚度的由聚氯乙烯构成的薄板。事先 由锥在该薄板形成多个孔。各孔具有大约3mm的直径。该薄板通过粘 接剂（CEMEDINE公司生产，商品名为adhesive for rainwater pipe（雨 どい用セメダイン））粘接在容器1的内部，形成通气性层2和槽5。 容器1的底和通气性层2之间的距离为8cm。

（拨水性颗粒的调制）

拨水性颗粒根据美国专利第5270080号（其内容在本申请中引用） 公开的程序调制。从丰浦硅石矿业株式会社（Toyoura Keiseki Kogyo  K.K.）购入“丰浦砂”为商品名的砂。通过丙酮将砂清洗，除去表面 的杂质。然后，在干燥氮气氛下保存砂。

接着，在非水类溶剂（购入厂家：住友3M株式会社，商品名： HFE7200，500ml）中溶解氟化碳类硅烷类表面活性剂（化学式： CF₃(CF₂)₇(CH₂)₂SiCl₃，5ml），调制表面活性剂溶液。在干燥气氛下在 该表面活性剂溶液中浸渍砂，得到拨水性颗粒。

该拨水性颗粒，供给到容器1，形成厚度10cm的拨水性拨水颗粒 层3。本发明的发明者检测了拨水性颗粒不会通过在通气性层2所形成 的孔。

（盐水的注入）

将氯化钠（从关东化学株式会社购入）溶解在自来水中，调制具 有3.5%盐分浓度的模拟海水。将该模拟海水注入容器1。模拟海水滞 留在拨水性拨水颗粒层3的上表面上，形成具有3cm厚度的海水层4。 模拟海水不会从拨水性拨水颗粒层3的下表面向下方滴流。最后，在 容器1上载置盖7。

（盐水的淡水化）

在容器1的外周面卷绕加热器（O&M Heater株式会社生产，商品 名：silicone rubber heater），使得该加热器包围海水层4。在海水层4 中设置温度计。给加热器通电，将模拟海水加温到67℃。然后，在容 器1中放置11小时。槽5中没有设置加热装置和冷却装置中的任何一 个，因此，槽5内的温度大约为室温（22℃）。

11小时后，水滞留在槽5中。槽5中滞留的水的盐分浓度，通过 盐分浓度计（AS ONE公司生产，商品名pocket盐分计）测定。其结 果为0.0%。即，槽5中滞留的水不含氯化钠。

本发明的发明者饮用了槽5中滞留的水。没有感到盐味。

（实施例2）

代替加热器，使用加热用灯（岩崎电气株式会社，AI IR Lamp）。 模拟海水加温到43℃。另外，槽层5的外周面用保冷剂包围。

实施例2中在槽层5中滞留水的速度比实施例1的速度快。

槽5中滞留的水的盐分浓度为0.0%。本发明的发明者在实施例2 中也饮用了槽5中滞留的水。没有感到盐味。

（比较例1）

代替拨水性颗粒，使用具有商品名“丰浦砂”的砂，除此之外， 与实施例1同样进行实验。不用说，该砂不具备拨水性。

槽5中落下的水的盐分浓度为3.5%。本发明者在比较例1中也饮 用了槽5的水。感觉到了盐味。

工业上的可利用性

本发明实现了海水的脱盐。也可以代替海水使用盐水。

符号说明

1 容器

2 通气性片（通气性层）

3 拨水颗粒层

4 海水层

5 槽层

7 盖