[發(fā)明專利]一種噴射式水合物法海水淡化裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611117270.6
• 申請(qǐng)日: 2016-12-07
• 公開（公告）號(hào): CN106587188A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋永臣;楊明軍;高祎;周航;趙越超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F1/00
• 分類號(hào): C02F1/00;C02F103/08
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心21200
• 代理人: 溫福雪,侯明遠(yuǎn)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水合物應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種噴射式水合物法海水淡化裝置。

背景技術(shù)

全球淡水資源僅占水資源的2.5％-3％，隨著世界經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)及人口的增加，淡水資源短缺問題日益嚴(yán)重。海水淡化作為一種比較有效的獲取淡水的方法備受關(guān)注。目前世界公認(rèn)的海水淡化技術(shù)主要有三種：低溫多效蒸餾、多級(jí)閃蒸及反滲透海水淡化。這三種方法有各自的優(yōu)勢(shì)及未解決的問題。水合物法海水淡化作為一種新的方法，在成本和安全方面顯示了良好的應(yīng)用前景，但水合物法海水淡化發(fā)展還不成熟，還未達(dá)到工業(yè)化程度。

水合物法海水淡化的原理是利用較易生成水合物的氣體分子與海水中的水生成水合物，然后分解水合物，得到淡水。水合物法海水淡化有很多優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊、設(shè)備簡(jiǎn)單、能耗低，安全無毒；但水合物法海水淡化存在結(jié)晶粒子易形成壓縮性結(jié)塊，分離、洗滌結(jié)晶比較困難的問題。

20世紀(jì)40年代，Parker等就提出利用水合物技術(shù)從海水中得到淡水的方法，理論上說明其可行性；20世紀(jì)60年代初，Knox等開發(fā)了水合物法海水淡化實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)現(xiàn)了從理論到實(shí)驗(yàn)的轉(zhuǎn)變；到21世紀(jì)，水合物法海水淡化裝置才被重視，Javanmardia等研制了一套水合物法海水淡化實(shí)驗(yàn)裝置，并進(jìn)行了能耗和經(jīng)濟(jì)性分析；美國(guó)TESI公司估算水合物法海水淡化的成本，發(fā)現(xiàn)只有＄0.53/m³，由此可看，水合物法海水淡化有很好的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種噴射式水合物法海水淡化裝置，為基于水合物法海水淡化提供了一種可實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的裝置，并且可以緩解水合物法海水淡化分離、洗滌結(jié)晶比較困難的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種噴射式水合物法海水淡化裝置，該海水淡化裝置包括反應(yīng)器、分層噴淋裝置、水合物儲(chǔ)箱和低溫水箱；

反應(yīng)器由耐高壓不銹鋼制成，其與高壓氣瓶之間設(shè)有第一閥門，反應(yīng)器中水合物客體分子氣體與海水在低溫高壓下生成水合物，反應(yīng)器上設(shè)有第二壓力表；海水經(jīng)過低溫水箱降溫，一部分被水泵輸送到噴射器，再由分層噴射裝置將其噴淋到反應(yīng)器中，分層噴射裝置將海水分多層噴入反應(yīng)器中，并且每層有多個(gè)噴水口，保證反應(yīng)器內(nèi)水分布均勻，低溫水箱與水泵間設(shè)有第二閥門；在噴淋過程中，由高處下來的海水一直噴淋生成的水合物，實(shí)現(xiàn)水合物表面濃鹽水的去除和自洗，緩解洗滌結(jié)晶比較困難的問題；低溫水箱中另一部分低溫海水被輸送至反應(yīng)器，位于反應(yīng)器底部；距離反應(yīng)器底部四分之一位置處與水合物儲(chǔ)箱間通過傾斜的不銹鋼管路連接，反應(yīng)器底部海水的作用是液位控制，當(dāng)海水液位高于不銹鋼管路的管口底部時(shí)，水合物將進(jìn)入水合物儲(chǔ)箱中，不會(huì)堵塞出口；

水合物儲(chǔ)箱上連接有第一壓力表和減壓閥，通過減壓閥控制壓力，進(jìn)而控制水合物分解，產(chǎn)生水合物客體分子氣體和淡水，水合物客體分子氣體經(jīng)過氣體壓縮機(jī)后重新進(jìn)入反應(yīng)器參與反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)性海水淡化過程，水合物儲(chǔ)箱的出口處設(shè)有第三閥門控制淡水流出。

低溫水箱提供低溫海水，反應(yīng)器內(nèi)的低溫海水還可以進(jìn)行溫度控制，減少了反應(yīng)器的低溫控制裝置。

本發(fā)明的有益效果：分層次噴水系統(tǒng)，保證反應(yīng)器內(nèi)水均勻分布，使反應(yīng)充分進(jìn)行；反應(yīng)器底部海水進(jìn)行液位控制，實(shí)現(xiàn)水合物與海水分離，并且保證水合物懸浮不堵塞出口，改善了水合物法海水淡化結(jié)晶分離難的問題；海水一直噴淋水合物，實(shí)現(xiàn)濃鹽水去除，使海水淡化效果更優(yōu)，減緩了水合物法海水淡化結(jié)晶洗滌困難的問題；海水淡化生成水合物，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)海水淡化過程。

附圖說明

圖1是噴射式海水淡化裝置原理框圖。

圖2是一種噴射式水合物法海水淡化裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1反應(yīng)器；2分層噴射裝置；3噴射器；4水泵；5低溫水箱；6減壓閥；7水合物儲(chǔ)箱；8-1第一壓力表；8-2第二壓力表；9氣體壓縮機(jī)；10高壓氣瓶；11-1第一閥門；11-2第二閥門；11-3第三閥門。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

圖1所示為噴射式水合物法海水淡化的工作原理框圖，其工作過程為：海水進(jìn)入低溫水箱經(jīng)過冷卻，打開分層噴淋裝置，海水進(jìn)入到反應(yīng)器內(nèi)。打開進(jìn)氣口，水合物客體分子進(jìn)入到反應(yīng)器內(nèi)，在低溫高壓下，生成水合物，水合物進(jìn)入水合物儲(chǔ)箱，在該水合物儲(chǔ)箱內(nèi)分解產(chǎn)生水合物客體分子氣體和淡水，水合物客體分子進(jìn)入氣體壓縮機(jī)循環(huán)使用，淡水產(chǎn)出。

圖2所示為噴射式海水淡化裝置示意圖。