[发明专利]一种溶液与溶剂压力差反渗透产生能量及溶剂的装置

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种溶液与溶剂压力差反渗透产生能量及溶剂的装置，尤其是利用溶液的密度比溶剂大的特点，在溶液与溶剂之间安装半透膜，在溶液升高后，其产生的压强大于渗透压时，通过半透膜的溶剂也开始上升，当溶液与溶剂同时升高且达到一定高度后，就会出现溶剂的溶剂液面高于溶液的溶液液面的情况，高出溶液液面的溶剂相对于溶液液面就具有了势能，将势能转化为其他能量，就能供人类使用，同时得到了溶剂也可供人类使用的一种装置。

背景技术

目前，半透膜技术在淡化海水中使用很广泛，简单地说，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，通常地说，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，该膜一般叫半透膜，也可叫反渗透膜，对膜一侧的溶液施加压力，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，该方法在淡化海水时，对膜一侧的海水施加压力，当压力超过海水的渗透压时，水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淡水，高压侧得到浓缩的海水，，但需要消耗能量，同样淡化、浓缩其他溶液一样需要消耗大量能量，在提倡节能环保的今天，怎样减少反渗透法淡化、浓缩溶液消耗的能量，就成为人类关注的问题。

发明内容

为了克服现有反渗透法淡化、浓缩溶液需要消耗能量的缺点，本发明提出了一种利用溶液密度比溶剂密度大的特点，由于渗透压在温度与浓度一定时基本保持不变，当不断增加溶液高度，当溶液高度增加到其压力大于渗透压时，在溶剂侧，溶剂不断渗出，溶液液面不断升高，最终溶剂液面的高度将超过溶液的液面，高出溶液液面的溶剂相对于溶液液面就有了势能，势能可以转化为人类需要的动能、电能等，同时得到了溶剂或淡化的溶液(如果是理想的半透膜，得到的是溶剂)，该过程不但没使用能量，而且还多出了能量供人类使用，同时没消耗能量就从溶液中得到了溶剂。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明装置主要主要由溶液容器、溶剂容器、溶液、溶剂、半透膜组成，且溶液容器与溶剂容器足够高(观察者在底部)或足够深(观察者在顶部)，溶液容器与溶剂容器之间连接有半透膜，装在溶液容器中的溶液产生的压力使溶液中的溶剂通过半透膜渗透出溶剂进入溶剂容器，由于溶液的密度大于溶剂的密度，在溶液浓度和温度一定的情况下，渗透压可以看成一个常数，当溶液高度增加到一定程度，渗透出的溶剂的溶剂液面高度将会超过溶液液面高度，高出的溶剂相对于溶液液面具有势能，势能就可以转化为动能加以利用，比如发电等。

为了将势能转化为电能，可以在溶剂容器与溶液容器之间连接压力管道，在压力管道的适当位置安装发电机组，就可以实现势能变动能再变电能的能量转换过程，溶剂通过压力管道进入发电机组流回溶液中，再通过半透膜进入溶剂容器中，完成一个循环过程，这一过程周而复始，能量就会源源不断地产生，供人类使用。

由于溶剂容器与溶液容器底部受到的压力过大，制造难度大，且浪费材料，为了解决这个问题，可以把溶剂容器安装在溶液容器中，溶剂容器四周被溶液包围，这样就可以使溶剂容器的内外壁受到的压力抵消掉大部分，溶剂容器可以做得较薄，主要考虑溶液容器的耐压强度；当然，也可以交换位置，把溶液容器安装在溶剂容器中，溶液容器四周被溶剂包围，这样就可以主要考虑溶剂容器的耐压强度是否足够；还有一种办法就是将溶液容器与溶剂容器都浸入海水中，溶液容器与溶剂容器四周都被海水包围，海水与溶液溶剂不发生关系，这样溶液容器与溶剂容器受到的压力被海水压力抵消很多，可以把溶剂容器和溶液容器的强度做的较低，即节约了材料，又具有较好的安全性能。

使用该方法淡化海水时，可以直接把溶剂容器浸入海水中，把海水当成溶液，海岸当溶液容器使用，溶剂就是水，当然溶剂容器底部必须浸入海水足够深，使通过半透膜渗透出的淡水水平面高于海平面，才能产生能量与不消耗能量产生淡水，达到一举两得的效果。

附图说明

下面是附图的简要说明。

图1是本发明基本原理示意图。