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1、(10)申请公布号 CN 103303439 A (43)申请公布日 2013.09.18 CN 103303439 A *CN103303439A* (21)申请号 201310243811.X (22)申请日 2013.06.19 201210231763.8 2012.06.27 CN B63B 35/00(2006.01) C04B 14/06(2006.01) (71)申请人 刘贤铨 地址 353100 福建省南平市建瓯市马军营 28 号 (72)发明人 刘贤铨 (74)专利代理机构 北京中北知识产权代理有限 公司 11253 代理人 杨雪松 (54) 发明名称 一种用于淡化海砂的船。
2、及船上淡化海砂的方 法 (57) 摘要 本发明提供一种用于淡化海砂的船， 船舱的 底部设置过滤排水设施。本发明还提供一种船上 淡化海砂的方法， 包括以下步骤 ：（1） 装砂 ： 将需 要淡化的海砂送入储存海砂的船舱 ； 船舱的底部 设有过滤排水设施 ; （2） 加注淡水 ： 向舱体内注入 淡水， 淡水可以是从船舱的上部向舱体内注入， 或 者是船舱的底部的过滤排水设施逆向注入 ;（3） 洗涤淡化 ： 淡水从海砂体中向下渗流或向上反渗 流， 填充砂粒间的间隙， 并淡化海砂 ; （4） 排水 ： 通 过船舱的底部的排水设施， 将淡化海砂后的水及 海砂中原来所含的水排出。本发明实现了在船舶 上淡化海砂。
3、或半淡咸砂的目的， 具有省水、 运行成 本低、 投资小的优点， 通过本方法处理过的海砂或 半淡咸砂氯离子指标完全达到国家 建设用砂 标 准。 (66)本国优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103303439 A CN 103303439 A *CN103303439A* 1/1 页 2 1. 一种用于淡化海砂的船， 其特征在于 ： 船舱的底部设置过滤排水设施。 2. 根据权利要求 1 所述的用于淡化海砂的船， 其特征在于。
4、 ： 所述船舱内沿船体长度方 向设置一级隔板。 3. 根据权利要求 2 所述的用于淡化海砂的船， 其特征在于 ： 所述船舱内沿船体宽度方 向设置二级隔板。 4. 根据权利要求 3 所述的用于淡化海砂的船， 其特征在于 ： 所述一级隔板和所述二级 隔板中， 各隔板的高度只延伸到船舱中部的高度或延伸到船舱的底部， 或者部分隔板延伸 到船舱中部的高度而部分隔板延伸到船舱的底部。 5. 一种船上淡化海砂的方法， 其特征在于包括以下步骤 ： （1） 装砂 ： 将需要淡化的海砂送入储存海砂的船舱 ； 所述船舱的底部设有过滤排水设 施 ; （2） 加注淡水 ： 向舱体内注入淡水， 所述淡水可以是从所述船舱的。
5、上部向舱体内注入， 或者是船舱的底部的过滤排水设施逆向注入 ; （3） 洗涤淡化 ： 淡水从海砂体中向下渗流或向上反渗流， 填充砂粒间的间隙， 并淡化海 砂 ; （4） 排水 ： 通过船舱的底部的过滤排水设施， 将淡化海砂后的水及海砂中原来所含的水 排出， 或者是从船舱的上部溢出。 6. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于 ： 所述排水、 洗涤淡化与加注淡水同时进 行， 所述淡水的注入量小于海砂体积的 100 倍。 7. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于 ： 所述加注淡水、 洗涤淡化与排水顺序进 行 ； 所述淡水的注入量小于海砂体积的 100 倍， 且所述淡水水面应覆盖海砂表。
6、面， 并且至少 高于海砂表面 6cm。 8. 根据权利要求 7 所述的方法， 其特征在于 ： 在所述步骤 （1） 装砂与所述步骤 （2） 加注 淡水之间， 还包括以下步骤 ： （1） 用防水材料覆盖海砂的表面。 9. 根据权利要求 8 所述的方法， 其特征在于 ： 在所述步骤 （3） 洗涤淡化之间， 还包括以 下步骤 ： (3) 迅速拉开防水材料， 使淡水从砂面下渗。 权 利 要 求 书 CN 103303439 A 2 1/5 页 3 一种用于淡化海砂的船及船上淡化海砂的方法 技术领域 0001 本发明涉及海砂淡化领域， 具体涉及一种用于淡化海砂的船及船上淡化海砂或半 淡咸砂的方法。 背景技。
7、术 0002 随着经济的迅速发展， 新的资源被不断开发利用， 海砂或半淡咸砂 ( 这种砂位于 江河入海口段， 由于退潮时， 这些地段为淡水占据， 涨潮时海水可以渗进来， 受此影响， 这地 段的砂的氯离子含量呈现氯离子含量高于河砂， 但低于海砂的状态 ) 作为新型建筑材料在 建筑领域得到大量的使用。 海砂或半淡咸砂携带有大量的氯离子， 氯离子会腐蚀钢筋， 直接 在建筑中使用海砂会造成建筑物安全隐患， 因此在使用前需要清除海砂或半淡咸砂内的氯 离子。 国内目前都是在陆地场地用淡水清洗海砂或半淡咸砂， 洗涤掉海砂中的氯离子， 从而 获得符合建筑用砂要求的细骨料。 0003 在陆地上清洗海砂或半淡咸砂。
8、成本较高， 首先要设置一个较大的场地， 为符合处 理海砂或半淡咸砂的要求， 需要进行基础设施建设 ； 其次， 海砂或半淡咸砂是从水下开采上 来， 运到场地通常需要周转， 每次周转都不可避免增加了运行成本。场地有特定的要求， 符 合要求的场地不一定紧邻工程所在地和开采区域， 造成运输成本的攀升。能否在船上直接 清洗海砂或半淡咸砂， 这个问题在世界各国都没有得到妥善解决。 0004 运输海砂的运输船基本可分成两种 ： 一种自带皮带输送机， 为解决下料问题， 船舱 底部两侧通常是倾斜的， 舱体为上宽下窄的倾斜斗状， 两侧倾斜有利于物料顺斜面滑到位 于中间的皮带输送机上 ； 另一种没有自带皮带输送机，。
9、 船舱底部垂直方向的横截面基本为 类圆弧形， 延伸至船底， 也可能是做成平底的， 这样的结构有利于需要时运输货物， 也有利 于码头采用抓斗卸料， 船体的特殊情况增加了船上处理的难度。 0005 船舶在水面上航行或停驻受水流的影响， 始终处于摇摆不定的状态， 船舶安全稳 定是首要问题， 因此在船上淡化海砂与陆地相比， 受到的制约因素较多， 要实现船上淡化海 砂要困难得多。 发明内容 0006 本申请下文中， 将海砂和半淡咸砂统一简称为海砂。 0007 所述船并不限于具体的船只， 还可以理解为水上处理海砂的任意装置。 0008 本发明的目的在于克服上述缺陷， 提供一种用于淡化海砂的船及船上淡化海砂。
10、的 方法， 本发明的船结构简单， 本发明的方法可节约淡水、 运行成本低、 能实现船上淡化海砂 的方法。 0009 首先， 本发明提供一种用于淡化海砂的船， 其技术方案是 ： 0010 一种用于淡化海砂的船， 其特征在于 ： 船舱的底部设置过滤排水设施。 0011 进一步地， 所述船舱内沿船体长度方向设置一级隔板。 0012 再进一步地， 所述船舱内沿船体宽度方向设置二级隔板。 说 明 书 CN 103303439 A 3 2/5 页 4 0013 更进一步地， 所述一级隔板和所述二级隔板中， 各隔板的高度只延伸到船舱中部 的高度或延伸到船舱的底部， 或者部分隔板延伸到船舱中部的高度而部分隔板延。
11、伸到船舱 的底部。 0014 本发明的用于淡化海砂的船可在现有的运输海砂的船的基础上进行改良， 增加过 滤排水设施， 结构简单， 成本低， 特别适用于水上淡化处理海砂。 0015 其次， 本发明还提供一种船上淡化海砂的方法， 其技术方案是 ： 0016 一种船上淡化海砂的方法， 其特征在于包括以下步骤 ： 0017 (1) 装砂 ： 将需要淡化的海砂送入储存海砂的船舱 ； 所述船舱的底部设有过滤排 水设施 ； 0018 (2) 加注淡水 ： 向舱体内注入淡水， 所述淡水可以是从所述船舱的上部向舱体内 注入， 或者是船舱的底部的过滤排水设施逆向注入 ； 0019 (3) 洗涤淡化 ： 淡水从海砂。
12、体中向下渗流或向上反渗流， 填充砂粒间的间隙， 并淡 化海砂 ； 0020 (4) 排水 ： 通过船舱的底部的过滤排水设施， 将淡化海砂后的水及海砂中原来所 含的水排出， 或者是从船舱的上部溢出。 0021 进一步地， 所述排水、 洗涤淡化与加注淡水同时进行， 所述淡水的注入量小于海砂 体积的 100 倍。 0022 再进一步地， 所述加注淡水、 洗涤淡化与排水顺序进行 ； 所述淡水的注入量小于海 砂体积的 100 倍， 且所述淡水水面应覆盖海砂表面， 并且至少高于海砂表面 6cm。 0023 更进一步地， 在所述步骤 (1) 装砂与所述步骤 (2) 加注淡水之间， 还包括以下步 骤 ： 00。
13、24 (1 ) 用防水材料覆盖海砂的表面。 0025 义进一步地， 在所述步骤 (3) 洗涤淡化之间， 还包括以下步骤 ： 0026 (3 ) 迅速拉开防水材料， 使淡水从砂面下渗。 0027 本发明通过上述方法， 可以将海砂在运输船上淡化， 运行成本低， 淡化效果好。 附图说明 ： 0028 图 1 为本发明的用于淡化海砂的船的实施例 1 的结构示意图。 0029 图 2 为图 1 的俯视图。 0030 图 3 为本发明的用于淡化海砂的船的实施例 2 的结构示意图。 0031 图 4 为图 3 的俯视图。 0032 附图标记说明 0033 1、 船舱 2、 过滤排水设施 3、 一级隔板 4、。
14、 二级隔板 具体实施方式 0034 本发明针对现有海砂洗涤方法存在只能在陆地上实施的缺点， 考虑了船舶在水面 上的具体情况， 由于船舱内已经装载了大量的海砂， 如果这时再在其上部加入大量的水， 势 必提高船舶的重心 ； 同时水是流体， 在船仓上部装载大量的水， 对船的稳定极为不利。这些 都会进一步影响船舶的稳定， 控制不当甚至会造成船舶的倾覆， 后果不堪设想。海砂砂粒 说 明 书 CN 103303439 A 4 3/5 页 5 对水吸附能力较强， 用于淡化的水在处理过程中会大量被吸附在砂粒间隙中， 如果用于淡 化海砂的水量不足的话， 无法将海砂淡化到符合要求。要符合既不能在船仓上部装载大量 。
15、的水， 又要保证淡化海砂的用水量， 因此船仓内的水要及时排出， 再加入淡化海砂的水， 避 免大量的水在船仓上部危害船舶的安全。 采用比海砂颗粒间隙尺寸更小的淡水分子洗涤海 砂， 尽管间隙很小小， 淡水分子在后部的压力作用下能穿过间隙。 从宏观上表现为在压力作 用下渗流， 从而洗涤附着在海砂表面的杂质。 0035 其次， 由于船舶航行的要求， 船底部不是平的， 船底部为类圆弧形。运输海砂的运 输船分成两种 ： 一种自带皮带输送机， 为解决下料问题， 船仓底部通常做成倾斜斗状 ； 另一 种没有自带皮带输送机， 船仓底部基本与船底部形状一致。底部的不平， 造成渗流量不均 匀， 影响淡化洗涤效果。 0。
16、036 本发明的用于淡化海砂的船， 在船舱 1 的底部设置过滤排水设施 2 ； 船舱内的水通 过过滤排水设施的过滤后再排出， 本发明的过滤排水设施具有防止船舱内的海砂随水流被 排出的功能， 从而将淡化后的海砂留在船舱内， 实现淡化海砂。 0037 由于船舱中间的砂层厚度较大， 需要更多的淡水对位于船舱中部的海砂进行洗 涤， 因此， 在洗涤时船舱中间要注入更多的水。为了更好地实现淡化海砂的功能， 本发明还 可以对船舱的结构进行进一步的改良， 具体地来说， 例如在船舱内沿船体长度方向还可以 设置一级隔板。再进一步地， 船舱内沿船体宽度方向设置二级隔板。 0038 实施例 1 0039 如图 1-2。
17、 所示的本例中， 沿船体的长度方向设置有一级隔板 3， 可将船舱分割成数 个沿船体长度方向延伸的狭长条状空间。 0040 本发明的过滤排水设施可以是铺设在舱底的土工布和与之匹配的排水管道。 淡化 海砂后的水可以通过土工布的纤维间隙， 从海砂体中排出， 土工布将淡化后的海砂保留下 来。通过土工布的水分由排水管道排出。 0041 本发明的过滤排水设施还可以是铺设在舱底的反滤层和与之匹配的排水管道， 淡 化海砂后的水穿过反滤层后由排水管道排出。 反滤层是粒径沿水流方向由细到粗的级配砂 砾层。反滤层一般是由 2-4 层颗粒大小不同的砂、 碎石或卵石等材料做成的， 顺着水流的方 向颗粒逐渐增大， 任一层。
18、的颗粒都不允许穿过相邻较粗一层的孔隙。同一层的颗粒也不能 产生相对移动。设置反滤层后渗透水流出时就带不走淡化后的海砂砂粒。 0042 本发明的过滤排水设施还可以是铺设在舱底的土工布、 反滤层和与之匹配的排水 管道的组合， 土工布将海砂体与反滤层隔开， 反滤层可按层次， 按厚度要求做到层次分明， 一次施工完成， 重复使用。 0043 当然， 本发明的过滤排水设施并不仅限于上述结构， 凡是能够实现排出海砂体中 的水分， 而将淡化后的海砂保留下来的所有过滤排水设施均可使用。 0044 实施例 2 0045 如图 3-4 所示的本例中， 沿船体的长度方向设置有一级隔板 3， 沿船体的宽度方向 还设置有。
19、二级隔板 4， 一级隔板和二级隔板固定连接， 呈垂直交差设置， 形成数个块状空间。 0046 本发明可根据船体的实际情况及运输需要， 适当确定一级隔板及二级隔板的数 量， 将舱体分割成类似于条形或者艹型或者 # 型的分割区域。 0047 在运输海砂时， 装载的海砂相对地被相互分隔地装在不同的区域里， 在后续的海 说 明 书 CN 103303439 A 5 4/5 页 6 砂淡化处理时， 淡水则被注入各个分割区域， 对于不同区域的海砂进行淡化， 根据需要或实 际装载的特点， 可以适当对于位于船舱中部的分割区域加注更多的淡水， 以淡化该区域内 的海砂。 隔板的高度可以只延伸到船舱中部的高度， 也。
20、可以延伸到接近船舱的底部， 或者部 分延伸到船舱中部的高度、 部分延伸到接近船舱的底部， 这样， 由于隔板能将船舱的中部与 周围分隔开来， 避免中间多注的淡水流到其他分割区域中。 本发明通过在船舱内设置隔板， 避免接近船舱周缘处的淡水大量渗流而船舱中部的海砂洗涤不足的缺陷， 减轻渗流不均匀 的情况。 设置将船舱中间部分与周围相隔的隔板， 在注水时分别注入， 可保证砂层较厚的位 置多注水， 确保淡化效果。 0048 根据装载需要， 还可以将船舱四周加高。 0049 本发明可以根据需要将隔板设计为与船体是可拆卸活动连接的， 更加具有实用性 和灵活性。 0050 本发明的用于淡化海砂的船可在现有的运。
21、输海砂的船的基础上进行改良， 增加过 滤排水设施， 结构简单， 成本低， 特别适用于水上淡化处理海砂。 0051 本发明还提供一种船上淡化海砂的方法， 包括以下步骤 ： 0052 (1) 装砂 ： 将需要淡化的海砂送入储存海砂的船舱 ； 船舱的底部设有过滤排水设 施 ； 0053 (2) 加注淡水 ： 向舱体内注入淡水， 淡水可以是从船舱的上部向舱体内注入， 或者 是船舱的底部的过滤排水设施逆向注入 ； 0054 (3) 洗涤淡化 ： 淡水从海砂体中向下渗流或向上反渗流， 填充砂粒间的间隙， 并淡 化海砂 ； 0055 (4) 排水 ： 通过船舱的底部的过滤排水设施， 将淡化海砂后的水及海砂中。
22、原来所 含的水排出。 0056 船舱的这种设计可以有效地保证淡化效果， 节省淡水量。 0057 实施例 3 0058 本发明的方法中， 加注淡水、 洗涤淡化与排水可以同时进行， 淡水优选自船舱的上 部向舱体内注入， 淡水的注入量应小于海砂体积的 100 倍。注入淡水的同时， 淡水从海砂体 中向下渗流， 填充砂粒间的间隙， 并淡化海砂， 渗流到船舱底部的淡化海砂后的水通过过滤 排水设施排出， 同时排出的还包括海砂体中原来存在的水。 淡化后的水被及时排出， 可以避 免船舱内的大量积水， 减轻船体承重， 有利于安全作业。 0059 实施例 4 0060 本例中， 加注淡水与排水还可以是顺序进行的 ；。
23、 淡水的注入量小于海砂体积的 100 倍， 且淡水水面应覆盖海砂表面， 并且至少高于海砂表面 6cm。本例中， 淡水可以自船舱 的上部向舱体内注入。 0061 本例中， 加注淡水与排水顺序进行是通过在所述步骤 (1) 装砂与步骤 (2) 加注淡 水之间， 添加以下步骤实现的 ： 0062 (1 ) 用防水材料覆盖海砂的表面。该防水材料可以是土工膜。 0063 因此， 当， 在所述步骤 (3) 洗涤淡化之间， 还包括以下步骤 ： 0064 (3 ) 迅速拉开防水材料， 使淡水从砂面下渗。 0065 采用本方法， 经过对船舶的改装， 申请人在宁波海域对海砂进行了实际淡化操作， 说 明 书 CN 1。
24、03303439 A 6 5/5 页 7 具体过程如下 ： 0066 (1) 将海砂泵入底部设有过滤排水设施的船舱中， 根据船舶装载量确定装载高度， 使船舱内的海砂表面尽量平整， 使船舱砂面水下渗， 砂面不存在积水。 0067 (2) 在船舱内的砂面上铺设土工膜。 0068 (3) 将大量的淡水快速加注入船舱， 注水量大于足以覆盖海砂表面 3cm 时， 迅速拉 开土工膜， 使淡水从砂面下渗， 与此同时继续加注淡水。淡水量 ( 体积量 ) 为海砂体积的 3 倍。一边向船舱注水， 一边通过船舱底部的过滤排水设施将渗出的水排出。淡水从海砂体 中向下渗流， 填充砂粒间的间隙， 并淡化海砂， 使海砂原来。
25、所含的水及部分注入的淡水从过 滤面渗出。 0069 本发明方法中使用的过滤排水设施的结构是实施例 1 中的任意过滤排水结构。 0070 实施例 5 0071 本例与实施例 4 的区别在于 ： 不使用土工膜， 直接将淡水从船舱的上部注入海砂 体中， 淡水自上而下渗流， 淡化海砂， 并在船舱内堆积， 直至淡水水面溢出并覆盖海砂表面， 且水面高于海砂表面2-3cm。 可根据需要或实际情况维持积水状态一定时间后， 开启船舱底 部的过滤排水设施， 渗流开始， 排出淡化海砂后的水。 0072 实施例 6 0073 本例与实施例 5 的区别在于 ： 将淡水从船舱的底部逆向注入海砂体中， 淡水自下 而上反向渗。
26、流， 淡化海砂， 直至淡水水面溢出并覆盖海砂表面， 开启船舱底部的过滤排水设 施， 渗流开始， 再次淡化海砂。 0074 本例的优点在于使用与实施例 5 同样用量的淡水却实现了相当于两次淡化海砂 的过程， 因此淡化效果更好。 0075 经过处理后， 海砂中的氯离子含量经检测仅为 0.00， 完全达到了国家 建设用 砂 一级品 (0.01 ) 的要求。 0076 以上所述， 仅是本发明的较佳实施例而已， 并非是对发明作其他形式的限制， 任何 熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效 实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容， 依据本发明的技术实质对以上实施例所作 的任何简单修改， 等同变化与改型， 仍属于本发明技术方案的保护范围。 说 明 书 CN 103303439 A 7 1/1 页 8 图 1 图 2 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103303439 A 8 。