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一种高活性海砂淡化脱氯剂制备装置及其方法

阅读：964发布：2021-06-09

专利汇可以提供一种高活性海砂淡化脱氯剂制备装置及其方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种高活性海砂淡化脱氯剂制备装置及其方法，包括淡水输入接口，所述淡水输入接口的外侧安装有增压泵，所述nano活化器的另一侧通过活化器输送管和混合泵相连，所述混合泵的边侧安装有混合塔，且混合塔的顶部设置有溢出气体还原器，所述混合塔通过臭氧传输管和臭氧发生器相连，所述混合塔的边侧安装有臭氧含量监测装置。该高活性海砂淡化脱氯剂制备装置及其方法，高活性海砂脱氯剂替代浸泡法或冲洗法等传统海砂淡化所用淡水是完全可行的，而且淡化时间短，除氯性强，配合海砂淡化机和循环水回收再利用系统组合使用，可大幅提高海砂淡化速度、节约淡水资源、对生态环境不造成破坏、效率更高等特点，适合大规模工业化生产。，下面是一种高活性海砂淡化脱氯剂制备装置及其方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种高活性海砂淡化脱氯剂制备装置，包括淡水输入接口(1)，其特征在于：所述淡水输入接口(1)的外侧安装有增压泵(2)，且淡水输入接口(1)的端头处和nano活化器(3)的一端相连，所述nano活化器(3)的另一侧通过活化器输送管(4)和混合泵(6)相连，所述混合泵(6)的边侧安装有混合塔(5)，且混合塔(5)的顶部设置有溢出气体还原器(8)，并且溢出气体还原器(8)的顶部连接有排气管(9)，所述混合塔(5)通过臭氧传输管(7)和臭氧发生器(11)相连，且臭氧发生器(11)的表面设置有臭氧浓度调节装置(12)，所述混合塔(5)的边侧安装有臭氧含量监测装置(13)，且臭氧含量监测装置(13)的端头处连接有高活性海砂脱氯剂输出端(10)。
2.一种高活性海砂淡化脱氯剂制备方法，其特征在于，所述方法包括以下实验：
实验一：溶解力、渗透性
所需使用的实验材料有氯化钠(NaCl)、纯净水、活性水、量杯和搅拌棒，取相同数量的氯化钠分别装入2个量杯中，2个量杯中分别添加纯净水和活性水，通过搅拌棒进行匀速搅拌并记录时间，直至氯化钠完全溶解于溶剂中；
实验二：纯净水与活性水浸泡海砂对比
所需使用的实验材料有纯净水、活性水、海砂和浸泡容器，取相同数量的海砂分别装入
2个容器中，2个容器中分别添加纯净水和活性水，并对2个容器中的海砂进行12小时的静态浸泡，分别在5分钟、30分钟、60分钟、2小时、6小时和12小时六个节点进行抽样检测；
实验三：活性水与高活性海砂淡化脱氯剂浸泡海砂对比
所需使用的实验材料有活性水、高活性海砂淡化脱氯剂海砂和浸泡容器，取相同数量的海砂分别装入2个容器中，2个容器中分别添加活性水和高活性海砂淡化脱氯剂，并对2个容器中的海砂进行12小时的静态浸泡，此过程无需搅拌，通过溶剂进行自然溶解，分别在5分钟、30分钟、60分钟、2小时、6小时和12小时六个节点进行抽样检测。
3.根据权利要求2所述的一种高活性海砂淡化脱氯剂制备方法，其特征在于：所述实验一的实验温度是25℃，实验机型为NANO820型，外形尺寸：280cm*200cm*160cm，主滤管数量：
20支，连通材料为食品级PVC管材、接头，主滤管管道材质为食品级PE材料。
4.根据权利要求2所述的一种高活性海砂淡化脱氯剂制备方法，其特征在于：所述实验一的活化器材料为纳米高能量子活化珠，活化能力：15m3-20m3/小时，环境温度：15-50℃，工作方式为管道增压，原水pH值输入范围：5.50-7.00，活化水pH值输出范围：7.20-7.50，每个单位小分子团比例(5-7个H2O)：≥70％。
5.根据权利要求2所述的一种高活性海砂淡化脱氯剂制备方法，其特征在于：所述实验一所需的氯化钠为50g，2个量杯中的氯化钠均为25g，纯净水和活性水均为100ml。
6.根据权利要求2所述的一种高活性海砂淡化脱氯剂制备方法，其特征在于：所述实验二的实验温度是25℃，实验机型为NANO820型，海砂在浸泡前的氯离子含量为0.06，含水率为0.05。
7.根据权利要求2所述的一种高活性海砂淡化脱氯剂制备方法，其特征在于：所述实验二所需的海砂为20kg，2个容器中的海砂均为10kg，纯净水和活性水均为10L。
8.根据权利要求2所述的一种高活性海砂淡化脱氯剂制备方法，其特征在于：所述实验三的实验温度是25℃，其所需的实验设备为活化器、臭氧发生器和混合泵，砂在浸泡前的氯离子含量为0.06，含水率为0.05。
9.根据权利要求2所述的一种高活性海砂淡化脱氯剂制备方法，其特征在于：所述实验三所需的海砂为20kg，2个容器中的海砂均为10kg，活性水和高活性海砂淡化脱氯剂均为
10L，同时高活性海砂淡化脱氯剂的臭氧浓度为120mg/L。

说明书全文

一种高活性海砂淡化脱氯剂制备装置及其方法

技术领域

[0001] 本发明涉及海砂淡化技术领域，具体为一种高活性海砂淡化脱氯剂制备装置及其方法。

背景技术

[0002] 由于海砂含有一定量的氯离子，使用海砂制砼浇灌建筑物，会使混凝土中的钢筋被海砂渗透出来的氯离子腐蚀氧化，容易造成建筑物强度、硬度及承受力下降，严重影响建筑物的使用寿命。因此，对氯离子的有效去除是海砂淡化的关键，其中海砂淡水浸泡法和淡水冲洗法是最为常用的方法。

[0003] 但是淡水浸泡法需要对海砂进行较长时间浸泡，占用场地大，淡水资源利用率低等劣势；而淡水冲洗法需多次使用淡水进行重复冲洗，存在淡水用量大，生产成本高，氯离子含量不易达标等问题。尤其是在淡水资源缺乏的地区，海砂的传统淡化工艺存在很大局限性，且淡化后的废水处理成本高，若出现渗漏或是直排更会造成生态环境的破坏。因此针对传统海砂淡化方法存在的问题，需要研制出一种新型高活性淡化脱氯剂可完全替代淡水对海砂进行有效淡化。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种高活性海砂淡化脱氯剂制备装置及其方法，以解决上述背景技术提出淡水浸泡法需要对海砂进行较长时间浸泡，占用场地大，淡水资源利用率低等劣势；而淡水冲洗法需多次使用淡水进行重复冲洗，存在淡水用量大，生产成本高，氯离子含量不易达标等的问题。

[0005] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高活性海砂淡化脱氯剂制备装置，包括淡水输入接口，所述淡水输入接口的外侧安装有增压泵，且淡水输入接口的端头处和nano活化器的一端相连，所述nano活化器的另一侧通过活化器输送管和混合泵相连，所述混合泵的边侧安装有混合塔，且混合塔的顶部设置有溢出气体还原器，并且溢出气体还原器的顶部连接有排气管，所述混合塔通过臭氧传输管和臭氧发生器相连，且臭氧发生器的表面设置有臭氧浓度调节装置，所述混合塔的边侧安装有臭氧含量监测装置，且臭氧含量监测装置的端头处连接有高活性海砂脱氯剂输出端。

[0006] 一种高活性海砂淡化脱氯剂制备方法，所述方法包括以下实验：

[0007] 实验一：溶解力、渗透性

[0008] 所需使用的实验材料有氯化钠(NaCl)、纯净水、活性水、量杯和搅拌棒，取相同数量的氯化钠分别装入2个量杯中，2个量杯中分别添加纯净水和活性水，通过搅拌棒进行匀速搅拌并记录时间，直至氯化钠完全溶解于溶剂中；

[0009] 实验二：纯净水与活性水浸泡海砂对比

[0010] 所需使用的实验材料有纯净水、活性水、海砂和浸泡容器，取相同数量的海砂分别装入2个容器中，2个容器中分别添加纯净水和活性水，并对2个容器中的海砂进行12小时的静态浸泡，分别在5分钟、30分钟、60分钟、2 小时、6小时和12小时六个节点进行抽样检测；

[0011] 实验三：活性水与高活性海砂淡化脱氯剂浸泡海砂对比

[0012] 所需使用的实验材料有活性水、高活性海砂淡化脱氯剂海砂和浸泡容器，取相同数量的海砂分别装入2个容器中，2个容器中分别添加活性水和高活性海砂淡化脱氯剂，并对2个容器中的海砂进行12小时的静态浸泡，此过程无需搅拌，通过溶剂进行自然溶解，分别在5分钟、30分钟、60分钟、2小时、 6小时和12小时六个节点进行抽样检测。

[0013] 优选的，所述实验一的实验温度是25℃，实验机型为NANO820型，外形尺寸：280cm*200cm*160cm，主滤管数量：20支，连通材料为食品级PVC管材、接头，主滤管管道材质为食品级PE材料。

[0014] 优选的，所述活化器材料为纳米高能量子活化珠，活化能力：15m3-20m3 /小时，环境温度：15-50℃，工作方式为管道增压，原水pH值输入范围：5.50-7.00，活化水pH值输出范围：7.20-7.50，每个单位小分子团比例(5-7 个H2O)：≥70％。

[0015] 优选的，所述实验一所需的氯化钠为50g，2个量杯中的氯化钠均为25g，纯净水和活性水均为100ml。

[0016] 优选的，所述实验二的实验温度是25℃，实验机型为NANO820型，海砂在浸泡前的氯离子含量为0.06，含水率为0.05。

[0017] 优选的，所述实验二所需的海砂为20kg，2个容器中的海砂均为10kg，纯净水和活性水均为10L。

[0018] 优选的，所述实验三的实验温度是25℃，其所需的实验设备为活化器、臭氧发生器和混合泵，砂在浸泡前的氯离子含量为0.06，含水率为0.05。

[0019] 优选的，所述实验三所需的海砂为20kg，2个容器中的海砂均为10kg，活性水和高活性海砂淡化脱氯剂均为10L，同时高活性海砂淡化脱氯剂的臭氧浓度为120mg/L。

[0020] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：该高活性海砂淡化脱氯剂制备装置及其方法，高活性海砂脱氯剂替代浸泡法或冲洗法等传统海砂淡化所用淡水是完全可行的，而且淡化时间短，除氯性强，配合海砂淡化机和循环水回收再利用系统组合使用，可大幅提高海砂淡化速度、节约淡水资源、对生态环境不造成破坏、效率更高等特点，适合大规模工业化生产。附图说明

[0021] 图1为本发明脱氯剂制备装置结构示意图；

[0022] 图2为本发明实验一结果示意图；

[0023] 图3为本发明实验二结果示意图；

[0024] 图4为本发明实验二结果示意图；

[0025] 图5为本发明实验三结果示意图；

[0026] 图6为本发明实验三结果示意图。

[0027] 图中：1、淡水输入接口；2、增压泵；3、nano活化器；4、活化器输送管；5、混合塔；6、混合泵；7、臭氧传输管；8、溢出气体还原器；9、排气管；10、高活性海砂脱氯剂输出端；11、臭氧发生器；12、臭氧浓度调节装置；13、臭氧含量监测装置。

具体实施方式

[0028] 下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0029] 请参阅图1-6，本发明提供如下技术方案：

[0030] 一种高活性海砂淡化脱氯剂制备装置，包括淡水输入接口1、增压泵2、 nano活化器3、活化器输送管4、混合塔5、混合泵6、臭氧传输管7、溢出气体还原器8、排气管9、高活性海砂脱氯剂输出端10、臭氧发生器11、臭氧浓度调节装置12和臭氧含量监测装置13，淡水输入接口1的外侧安装有增压泵2，且淡水输入接口1的端头处和nano活化器3的一端相连，nano活化器3的另一侧通过活化器输送管4和混合泵6相连，混合泵6的边侧安装有混合塔5，且混合塔5的顶部设置有溢出气体还原器8，并且溢出气体还原器 8的顶部连接有排气管9，混合塔5通过臭氧传输管7和臭氧发生器11相连，且臭氧发生器11的表面设置有臭氧浓度调节装置12，混合塔5的边侧安装有臭氧含量监测装置13，且臭氧含量监测装置13的端头处连接有高活性海砂脱氯剂输出端10。

[0031] 一种高活性海砂淡化脱氯剂制备方法：

[0032] 实验一：所需使用的实验材料有氯化钠(NaCl)、纯净水、活性水、量杯和搅拌棒，取相同数量的氯化钠分别装入2个量杯中，2个量杯中分别添加纯净水和活性水，通过搅拌棒进行匀速搅拌并记录时间，直至氯化钠完全溶解于溶剂中。

[0033] 实验一的实验温度是25℃，实验机型为NANO820型，外形尺寸： 280cm*200cm*160cm，主滤管数量：20支，连通材料为食品级PVC管材、接头，主滤管管道材质为食品级PE材料；

[0034] 实验一的活化器材料为纳米高能量子活化珠，活化能力：15m3-20m3/小时，环境温度：15-50℃，工作方式为管道增压，原水pH值输入范围：5.50-7.00，活化水pH值输出范围：7.20-7.50，每个单位小分子团比例(5-7个H2O)：≥70％；

[0035] 实验一所需的氯化钠为50g，2个量杯中的氯化钠均为25g，纯净水和活性水均为100ml。

[0036] 如图2所示，实验一可以证明在同等条件下，使用活性水作为溶剂完全溶解氯化钠要比使用纯净水作为溶剂节约35％左右的时间。

[0037] 实验2：所需使用的实验材料有纯净水、活性水、海砂和浸泡容器，取相同数量的海砂分别装入2个容器中，2个容器中分别添加纯净水和活性水，并对2个容器中的海砂进行12小时的静态浸泡，分别在5分钟、30分钟、60 分钟、2小时、6小时和12小时六个节点进行抽样检测。

[0038] 实验二的实验温度是25℃，实验机型为NANO820型，海砂在浸泡前的氯离子含量为0.06，含水率为0.05；

[0039] 实验二所需的海砂为20kg，2个容器中的海砂均为10kg，纯净水和活性水均为10L。

[0040] 如图3-4所示，实验二可以证明，活性水具有溶解性、渗透性等特点，活性水在参与浸泡海砂的实验过程中，可快速渗透砂粒表面的氯离子层并将其溶解。在同等条件下利用活化水浸泡海砂进行淡化，相等时间内的淡化效果明显优于纯净水。

[0041] 综上所述，为进一步提高海砂淡化效率，缩短淡化时间，降低淡水资源的消耗，需要将活化器输出的活化水作为海砂淡化的基础溶剂，结合臭氧发生器产生的臭氧，经过混合泵装置进行水汽混合并调整到浓度为120mg/L(在混合时产生溢出的气体可由专用回收回装置进行回收还原处理，处理后排出的气体为氧气，不会对环境造成污染)，制得一种高活性海砂淡化脱氯剂。利用本高活性海砂淡化脱氯剂与单纯的活化水进行多次海砂淡化浸泡试验。

[0042] 实验三：所需使用的实验材料有活性水、高活性海砂淡化脱氯剂海砂和浸泡容器，取相同数量的海砂分别装入2个容器中，2个容器中分别添加活性水和高活性海砂淡化脱氯剂，并对2个容器中的海砂进行12小时的静态浸泡，此过程无需搅拌，通过溶剂进行自然溶解，分别在5分钟、30分钟、60分钟、 2小时、6小时和12小时六个节点进行抽样检测。

[0043] 实验三的实验温度是25℃，其所需的实验设备为活化器、臭氧发生器和混合泵，砂在浸泡前的氯离子含量为0.06，含水率为0.05；

[0044] 实验三所需的海砂为20kg，2个容器中的海砂均为10kg，活性水和高活性海砂淡化脱氯剂均为10L，同时高活性海砂淡化脱氯剂的臭氧浓度为120mg/L。

[0045] 如图5-6所示，实验三可以证明，将纯净水经活化器处理得到的活化水与臭氧发生器产生的臭氧，经高效混合接触塔并调整到一定臭氧浓度制得的高活性海砂脱氯剂，在进行海砂浸泡淡化的实验中取得更进一步的结论。使用高活性海砂脱氯剂可缩短海砂淡化时间，效果明显优于纯净水、活性水，因此能够得知淡水经过活化处理与臭氧相结合后可形成海砂淡化脱氯剂。

[0046] 因此经以上三项实验证明，高活性海砂脱氯剂替代浸泡法或冲洗法等传统海砂淡化所用淡水是完全可行的，脱氯剂的制备和制备出的脱氯剂与活化水相比较，脱氯剂在淡化海砂时效果明显优于活化水，而且淡化时间短，除氯性强，并且淡水经过活化处理与臭氧相结合后可形成海砂淡化脱氯剂，配合海砂淡化机和循环水回收再利用系统组合使用，可大幅提高海砂淡化速度、节约淡水资源、对生态环境不造成破坏、效率更高等特点，适合大规模工业化生产。

[0047] 工作原理：如图1所示，将淡水由淡水输入接口1引入，经过增压泵2 增压后输入nano活化器3，经nano活化器3处理后得到海砂淡化的基础溶剂，再由活化器输送管4向混合塔5输送，同时臭氧发生器11产生的臭氧经臭氧传输管7引入混合塔5与混合泵6连接，最终和活化水在混合塔5内由混合泵6完成混合，为得到符合海砂淡化要求的臭氧浓度，在高活性海砂脱氯剂输出端10前端臭氧含量监测装置13对输出的高活性海砂淡化脱氯剂臭氧含量进行监测，并由臭氧发生器11中臭氧浓度调节装置12进行自动调节，确保高活性海砂淡化脱氯剂输出时的臭氧含量达到120mg/L，在此混合过程中，有部分臭氧未能完全溶解于活化水中而产生溢出，位于混合塔5上方的溢出气体还原器8将溢出的臭氧收集，并产生≥60摄氏度高温将其还原成无害的氧气经排气管9排出，由此过程制得一种高活性海砂淡化脱氯剂。

[0048] 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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