[發(fā)明專利]一種基于水合物法的常壓連續(xù)海水淡化系統(tǒng)及其使用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910201721.1
• 申請日: 2019-03-18
• 公開（公告）號: CN109824106B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋永臣;凌錚;鄧豪;付一軒;石常瑞;張宇;楊雅梅;趙佳飛;楊磊;楊明軍;李洋輝
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號: C02F1/14
• 分類號: C02F1/14;C02F103/08
• 代理公司: 大連星海專利事務(wù)所有限公司 21208
• 代理人: 徐雪蓮

一種基于水合物法的常壓連續(xù)海水淡化系統(tǒng)及其使用方法，包括依次連接的海水池、冷卻器、水合物生成室、換熱式分解器及蒸汽發(fā)生器，換熱式分解器與蒸汽發(fā)生器之間設(shè)有循環(huán)熱媒系統(tǒng)；海水池與冷卻器之間連接有換熱器；水合物生成室上設(shè)有冷卻海水輸入口、水合物輸出口、氣化環(huán)戊烷輸入口及濃縮海水輸出口；冷卻海水輸入口與冷卻器的輸出端相連；水合物輸出口與換熱式分解器相連，換熱式分解器的液體輸出端連接有淡水儲罐，氣體輸出端通過環(huán)戊烷儲氣罐與蒸汽發(fā)生器相連，蒸汽發(fā)生器與氣化環(huán)戊烷輸入口相連；濃縮海水輸出口與換熱器的冷媒進(jìn)口端相連。本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理，能重復(fù)使用且調(diào)試及使用方法簡單，具有極大的現(xiàn)實應(yīng)用價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及海水淡化領(lǐng)域，尤其是一種基于水合物法的常壓連續(xù)海水淡化系統(tǒng)及其使用方法。

背景技術(shù)

近年來，淡水匱乏正逐漸成為困擾全球的問題。許多國家為解決水資源問題做了大量研究，其中海水淡化技術(shù)是解決這個問題的有效途徑，而現(xiàn)在主流海水淡化技術(shù)有：低溫多效蒸餾、多級閃蒸和反滲透法。但是這些方法都有各自不足，比如：低溫多效蒸餾、多級閃蒸的能耗大且設(shè)備易結(jié)垢，反滲透法的膜壽命短而導(dǎo)致成本高。為了避免這些不足，一些新型海水淡化技術(shù)應(yīng)運而生，其中最有前景的技術(shù)就是水合物法海水淡化技術(shù)。這種技術(shù)的基本原理是利用水合劑（如天然氣）和海水在一定的溫度和壓力條件下生成水合物，由于水合物的形成過程具有排鹽效應(yīng)，海水中的鈉、鎂、氯等離子無法進(jìn)入水合物晶體中，使得離子在未反應(yīng)的溶液中富集，因此將水合物固體從未反應(yīng)的剩余溶液中分離出來，然后分解水合物固體得到淡水。目前，在已公開的專利文獻(xiàn)或研究成果中，水合物法海水淡化技術(shù)的效率和產(chǎn)量仍受到限制，更確切的說是此技術(shù)需要大量能耗來提供低溫、高壓反應(yīng)條件，以及水合物與未反應(yīng)溶液的間斷式分離而導(dǎo)致淡水生產(chǎn)不連續(xù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、實現(xiàn)低能耗和連續(xù)性的淡水生產(chǎn)且經(jīng)濟環(huán)保的基于水合物法的常壓連續(xù)海水淡化系統(tǒng)及其使用方法。

本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案：一種基于水合物法的常壓連續(xù)海水淡化系統(tǒng)，包括海水池、冷卻器、水合物生成室、換熱式分解器及蒸汽發(fā)生器，換熱式分解器與蒸汽發(fā)生器之間設(shè)有循環(huán)熱媒系統(tǒng)；海水池、冷卻器、水合物生成室及換熱式分解器通過連接管路依次連接，在連接管路上設(shè)有流量控制閥；海水池與冷卻器之間連接有換熱器；所述水合物生成室為中空腔體，水合物生成室設(shè)有冷卻海水輸入口、水合物輸出口、氣化環(huán)戊烷輸入口及濃縮海水輸出口；水合物生成室的內(nèi)部空腔中固定有轉(zhuǎn)筒過濾器；轉(zhuǎn)筒過濾器包括轉(zhuǎn)筒及刮板，轉(zhuǎn)筒的中心設(shè)有轉(zhuǎn)筒軸，轉(zhuǎn)筒軸固定于水合物生成室的上部，并使轉(zhuǎn)筒的下部位于水合物生成室的預(yù)設(shè)反應(yīng)液位以下；轉(zhuǎn)筒的外側(cè)壁上設(shè)有吸附材料層；所述刮板的刮刀端設(shè)置于轉(zhuǎn)筒上部的外側(cè)壁處，刮板的端部與所述水合物輸出口相連通；冷卻海水輸入口與冷卻器的輸出端相連；水合物輸出口通過混輸泵與換熱式分解器相連，換熱式分解器的輸出端包括液體輸出端和氣體輸出端，其中，液體輸出端連接有淡水儲罐，氣體輸出端通過環(huán)戊烷儲氣罐與蒸汽發(fā)生器相連，蒸汽發(fā)生器通過抽氣泵與所述氣化環(huán)戊烷輸入口相連；所述濃縮海水輸出口與換熱器的冷媒進(jìn)口端相連通，換熱器的冷媒出口端、環(huán)戊烷儲氣罐與蒸汽發(fā)生器之間連接有流量控制閥。

所述循環(huán)熱媒系統(tǒng)包括太陽能集熱器及蓄熱裝置，太陽能集熱器與蓄熱裝置、蒸汽發(fā)生器中的第一放熱組件以及換熱式分解器中的第二放熱組件通過熱媒輸送管路串聯(lián)在一起形成熱媒循環(huán)管路；在熱媒循環(huán)管路上設(shè)有輸水泵及單向閥。

所述流量控制閥包括輸水泵及管閥；海水池與換熱器之間設(shè)有第一輸水泵及第一單向閥、環(huán)戊烷儲氣罐與蒸汽發(fā)生器之間設(shè)有第二輸水泵及第二單向閥；水合物輸出口與換熱式分解器之間設(shè)有第一蝶閥；換熱式分解器的氣體輸出端與環(huán)戊烷儲氣罐之間設(shè)有第三輸水泵及第二蝶閥；所述換熱器的冷媒出口端依次連接有第四輸水泵及閘閥；所述液體輸出端與淡水儲罐之間設(shè)有第五輸水泵及第三蝶閥；抽氣泵與所述氣化環(huán)戊烷輸入口之間設(shè)有第三單向閥。

所述蒸汽發(fā)生器與空氣壓縮機相連。

所述刮板的端部低于刮刀端。