[發(fā)明專利]一種利用LNG氣化冷能的水合物法海水淡化裝置與方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410232510.1
• 申請日: 2014-05-28
• 公開（公告）號(hào): CN103991985A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王樹立;李建敏;饒永超;孫譽(yù)珍;呂游;梁艷
• 申請（專利權(quán)）人: 常州大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F9/04
• 分類號(hào): C02F9/04;C02F103/08
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 盧亞麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于海水淡化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種利用LNG冷能的水合物法海水淡化裝置與方法。

技術(shù)背景

地球上水的總量為14億立方千米，不過淡水儲(chǔ)量僅占全球總水量的2.53％，而且其中的68.7％又以固體冰川的形式分布在難以開采的高山和南、北兩級(jí)地區(qū)。在過去的一個(gè)世紀(jì)里，由于人口增長、工業(yè)發(fā)展和灌溉農(nóng)業(yè)的發(fā)展，水資源需求量猛增，水資源供需矛盾突出。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界約有1/3的人生活在中度和高度缺水的地區(qū)，約有80個(gè)國家，40％的世界人口嚴(yán)重缺水。而我國有2000萬人飲水困難，400多座城市嚴(yán)重缺水。在2009年末至2010年在中國的云南、貴州、廣西、重慶、四川等地發(fā)生了百年一遇的特大干旱事件，預(yù)計(jì)在2030年我國將會(huì)出現(xiàn)缺水高峰。此外，由于工業(yè)及生活污水的大量排放，水域污染嚴(yán)重，淡水水質(zhì)惡化。目前，我國大部分城市和地區(qū)的淡水資源都已受到不同程度的破壞。

所謂海水淡化就是脫除海水中多余的鹽份和其他礦物質(zhì)得到淡水的工程。我國海水淡化技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了近半個(gè)世紀(jì),發(fā)展到目前為止，主要的海水淡化技術(shù)包括蒸餾法、膜法、結(jié)晶法、溶劑萃取法和離子交換法等。其中高效蒸餾法(MED)、多級(jí)閃蒸法(MSF)和反滲透膜法(RO)是當(dāng)今海水淡化三大主流淡化技術(shù),并且已經(jīng)成功開展了大規(guī)模的生產(chǎn)應(yīng)用。但是這些技術(shù)分別存在能耗高，腐蝕速度快，結(jié)垢情況嚴(yán)重，操作條件苛刻，不夠環(huán)保等局限性，因而需要更為高效，低耗能，經(jīng)濟(jì)環(huán)保的海水淡化技術(shù)。

基于水合物法的海水淡化是一種冷凍法海水淡化技術(shù)，該技術(shù)利用水合劑與海水中的水形成水合物晶體，通過固態(tài)水合物與液體分離，再將水合物分解，最終得到淡水的方法。這種水合物法能從原理上避免海水淡化過程中的結(jié)垢，沉淀等問題，由于水合物合成的溫壓條件適中，水合劑能循環(huán)利用，因此能耗較低，成本也較低。水合物海水淡化技術(shù)具有消耗能源少，環(huán)境影響小，設(shè)備簡單易操作等優(yōu)勢，是一種環(huán)境友好型的海水淡化技術(shù)，具有良好的應(yīng)用前景。

液化天然氣(Liquefied?Natural?Gas,LNG)被公認(rèn)為是地球上最清潔的能源之一，隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，LNG項(xiàng)目已成為全球投資的熱點(diǎn)。LNG除了用作發(fā)電廠、工廠及家用燃料外，其中所含的甲烷可用于生產(chǎn)肥料、甲醇及合成醋酸等化工原料；另外其所含的乙烷和丙烷可經(jīng)裂解生成乙烯及丙烯，是塑料產(chǎn)品的重要原料。LNG在大氣壓下轉(zhuǎn)變?yōu)槌貧鈶B(tài)的過程中，可提供大量的冷能，將這些冷能回收利用，可以用在多種低溫用途上。因?yàn)槲覈壳癓NG使用規(guī)模較小，LNG冷能的利用還沒有得到重視和推廣，隨著LNG使用規(guī)模的不斷擴(kuò)大，LNG冷能的利用市場前景巨大。

由于我國大部分LNG接收站大都位于沿海，而且用來加熱的媒體通常是海水，這樣一來，冷能隨海水排放就有可能導(dǎo)致海水溫度異常，對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境，海洋運(yùn)輸事業(yè)等會(huì)有一定的影響。利用LNG的冷能進(jìn)行海水淡化不僅可以解決LNG的冷能利用問題，還可以緩解沿海地區(qū)的淡水資源短缺問題，應(yīng)用前景十分廣闊。

本發(fā)明針對(duì)上述問題，發(fā)明了一種利用LNG氣化冷能的水合物法海水淡化裝置與方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的首要目的是提供一種利用LNG氣化冷能的水合物法海水淡化裝置。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種利用LNG氣化冷能的水合物法海水淡化方法。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明中的一種利用LNG氣化冷能的水合物法海水淡化裝置，包括城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)、城市淡水供給系統(tǒng)、水合物制備及分解系統(tǒng)、LNG供給及氣化系統(tǒng)。

本發(fā)明中的水合物制備及分解系統(tǒng)一端與城市淡水供給系統(tǒng)相連接，由水合物制備及分解系統(tǒng)生產(chǎn)的淡水進(jìn)入城市淡水供給系統(tǒng)。水合物制備及分解系統(tǒng)另一端與LNG供給及氣化系統(tǒng)相連，生成二氧化碳水合物所需的低溫環(huán)境由LNG氣化獲得的冷能提供，LNG氣化后進(jìn)入城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)。

本發(fā)明中的水合物制備及分解系統(tǒng)包括二氧化碳進(jìn)氣單元、海水提取進(jìn)液單元、管道式水合物生成單元、水合物分離分解單元。

本發(fā)明中的二氧化碳進(jìn)氣單元、海水提取進(jìn)液單元分別通過氣體增壓泵、海水泵與管道式水合物生成單元相連接，二氧化碳?xì)怏w和海水充分混合后進(jìn)入管道式水合物生成單元生成具有流動(dòng)性的二氧化碳水合物漿液。管道式水合物生成單元與水合物分離分解單元相連接，生成的二氧化碳水合物漿液首先進(jìn)入固液分離器分離出濃海水，然后水合物進(jìn)入分解器發(fā)生分解，分解出二氧化碳?xì)怏w和淡水。水合物分離分解單元與城市淡水供給系統(tǒng)相連接，生產(chǎn)的合格淡水進(jìn)入城市淡水供給系統(tǒng)，否則通過水合物生成單元液相進(jìn)口進(jìn)入水合物生成管道再次形成水合物進(jìn)行淡化。