[發明專利]一種基于天然氣水合物技術的海水淡化方法與裝置

有效

• 申請號: 201410294573.X
• 申請日: 2014-06-26
• 公開（公告）號: CN104370398A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發明（設計）人: 馮明如;馬貴陽;劉俊杰;黃珊;潘振;張宇彤
• 申請（專利權）人: 遼寧石油化工大學
• 主分類號: C02F9/08
• 分類號: C02F9/08;C02F1/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種基于天然氣水合物技術海水淡化方法與裝置，在水合物生成與分解同時起到淡化海水的目的。屬低消耗海水淡化領域。

背景技術

隨著世界各國對淡水需求不斷加大，非洲及各國都存在著深度缺水的地區，而地球表面絕大多處覆蓋著海洋，海水含鹽過高，不能為絕大多數陸地生物所用，水是生命之源，沒有水源生命便無從談起。

近年來無數學者都在不斷的研究海水淡化技術，目前世界上主要的主要海水淡化有包括熱法、膜法、離子交換法、水合物法、溶劑萃取法、電去離子法(EDI)和冷凍法等。其中，熱法海水淡化技術包含了多級閃蒸(MSF)、多效蒸發(MED)、壓汽蒸餾(VC)：而膜法海水淡化技術包括反滲透法(RO)、電滲析法(ED)。傳統技術方法存在著能耗大、成本高和結垢嚴重等缺點，需要開發更加經濟環保的方法。

本發明就是提供一種成本比較低、環保的水合物海水淡化方法與裝置。

發明內容

一種基于天然氣水合物技術的海水淡化方法與裝置，專利中基于天然氣水合物技術對提純淡化含鹽海水。

一種基于天然氣水合物技術的海水淡化方法與裝置，方法中采用的裝置包括：水泵(1)，水合物分解裝置(2)，水合物生成裝置(3)，冰粒提供箱(4)，換熱器Ⅰ(5)，換熱器Ⅱ(6)，節流過濾裝置(7)，冷凝裝置(8)，制冷壓縮機(9)，氣體壓縮機(10)，氣液分離裝置(11)，氣體緩沖罐(12)，磁力攪拌器(13)，冰晶碾磨器(14)，錐形旋轉芯(15)，液體收集腔(16)；

所述的方法與裝置連接順序為：水泵(1)通過入水管線將海水一部分與水合物分解裝置(2)相連，而另一部分海水通過管線與換熱器Ⅰ(5)相連后兩者管線匯集后主路管線與水合物生成裝置(3)相連，副路管線與冰粒提供箱(4)相連這構成海水流動模塊；節流過濾裝置(7)，冷凝裝置(8)，制冷壓縮機(9)，氣體壓縮機(10)，依次通過管線構成制冷循環模塊；水合物分解裝置(2)，水合物生成裝置(3)，冰粒提供箱(4)，磁力攪拌器(13)，冰晶碾磨器(14)依據圖1所示根據器械內部組裝原理依次構成水合物生成與分解模塊(即海水淡化裝置核心部分)；通過管線依次將反應器氣液分離裝置(11)與氣體壓縮機(10)和換熱器Ⅱ(6)依次相連構成天然氣循環模塊。

所述的方法與裝置：本裝置采用冰粒提供箱(4)和冰晶碾磨器(14)產生冰塊小晶粒為水合物形成提供晶核，大大加速了水合物的形成。

所述的方法與裝置：本裝置中氣液分離裝置(11)采用下部漸縮型噴管，中部錐形旋轉芯(15)，液體由于離心力的作用會流向管壁四周進入液體收集腔(16)，而氣體會比重小，只能由分離器軸中心管道流出。

本裝置通過水合物生成后，由于密度比水小，會自動由水合物生成裝置(3)浮到水合物分解裝置(2)中。由于高濃度海水比重大會沉到反應器下部，可以排出。

附圖說明

圖1一種基于天然氣水合物方法海水淡化裝置圖

圖2氣液分離裝置圖

具體實施方式

下面結合附圖及實施方式對本發明專利作進一步詳細的說明：

海水經水泵(1)加壓后一部分由管道流入水合物分解裝置(2)中，由于海水溫度比較高可以將熱量經換熱裝置傳遞給水合物分解裝置(2)中，使其中水合物分解，另一部分海水經換熱器Ⅰ(5)降溫后與分解裝置(2)流出的海水匯合，然后由主路管線進入水合物生成裝置(3),同時由副管路將少部分海水流入冰粒提供箱(4)中。節流過濾裝置(7)，冷凝裝置(8)，制冷壓縮機(9)，順次相連，共同構成了制冷循環模塊。天然氣進入氣體壓縮機(10)壓縮后由管道送入換熱器Ⅱ(6)，與反應器排出的低溫高鹽海水換熱后降溫，然后進入反應器水合物生成裝置(3)，之后經歷水合物生成和水合物分解這兩過程，分解后的水即為淡水，可以使用，而天然氣則經過氣液分離裝置(11)后回到氣體壓縮機循環使用。

本裝置海水最后經淡化處理后由于高鹽海水比重大，可以經反應器下部排出，而淡化后的水從氣液分離裝置(11)出來是處于高壓，經氣體緩沖罐(12)后便可以使用。

冰粒提供箱(4)主要作用是在制冷設備作用下將流進海水冷凍為冰塊，再又冰晶碾磨器(14)碾磨為固體小冰粒作為水合物成形晶核，以加速天然氣水合物形成，而水合物生成裝置(3)里磁力攪拌器(13)也是為加速水合物形成提供的。

本裝置氣液分離器原理是由于天然氣水合物分解后的產物——天然氣和淡水均處于高壓低速，經過氣液分離裝置(11)下部漸縮型噴管后加速，高速流經中部錐形旋轉芯(15),液體繼續加速，液體由于離心力的作用會流向管壁四周，從而進入液體收集腔(16)，而氣體會由于比重小，只能由分離器軸中心管道流出，從而達到氣液分離目的。