[发明专利]一种内溢式连续水合物法海水淡化装置

说明书

本发明属于水合物应用技术领域，涉及一种内溢式连续水合物法海水淡化装置。该内溢式连续水合物法海水淡化装置系统包括内层反应器、外层反应器、感应器、计算机控制系统、气体循环系统、淡水收集系统、过滤水排放系统以及喷淋系统。利用水合物密度小于水的特点，在外层反应釜生成水合物晶体之后，水合物与水自动分离进入内层。反应器分内外两层，水合物生成、分离、清洗、分解过程通过计算机控制连续进行，使水合物法海水淡化实现一体化、连续性，提高水合物海水淡化的整体效率；加入气体循环系统，提高了经济性，更环保节能。

技术领域

本发明属于水合物法海水淡化技术领域，涉及一种内溢式连续水合物法海水淡化装置。

背景技术

随着世界各地淡水资源的消耗加剧，淡水问题逐渐成为很多国家与地区所要面临的严峻问题。海水资源的丰富，使得海水淡化成为一个行之有效的解决方法。海水淡化比较常用的有低温多效蒸馏法、多级闪蒸、薄膜反渗透法和水合物法海水淡化，其中水合物法海水淡化有能耗低、无毒无害、设备简单、紧凑等优点，有良好的应用前景。

水合物法海水淡化的原理是利用水合物生成时盐离子不会进入水合物晶体中的排盐效应，此法的技术特点之一就是要将生成后的水合物从海水中分离出来，然而水合物固液分离技术一直是本领域的技术瓶颈，水合物分离程度不够、清洗技术不成熟等缺点,会导致淡化水的水质的降低。

本发明采用便利有效的方案，设计一种内溢式连续水合物法海水淡化装置，连续实现水合物生成、分离、清洗、分解一体化全过程，对水合物法海水淡化的应用发展具有推动作用。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种内溢式连续水合物法海水淡化装置，目的是实现水合物法海水淡化过程中，水合物生成、分离与分解一体化，实现淡水的连续产出；同时考虑经济性与环保性，进行二氧化碳气体的循环使用；引进计算机控制系统，从而实现淡水自动化生成。

本发明的核心为双层反应器，均为耐高压容器，为水合物生成提供低温高压环境，外层用于水合物生成，内层用于水合物分解，通过水位变化完成分离过程，脱离低温区后进行分解；其中二氧化碳气体进行循环，减少能耗，提高经济性。

一种内溢式连续水合物法海水淡化装置，包括双层反应器部分、气体循环部分、海水重置部分、喷淋清洗部分和水合物智能分离部分；

双层反应器部分包括外层反应器1和内层反应器2，均为圆柱状保温耐高压容器；外层反应器1为高压反应釜，在内壁上设有制冷盘管3，为水合物的生成提供低温高压的反应条件，外层反应器1分别与气体循环部分以及海水重置部分连接；内层反应器2嵌套在外层反应器1内部，内层反应器2底部为倒锥形，便于收集淡水，通过液体单向阀C7-33输送到淡水收集器9；内层反应器2中设有滤网5和隔板6，滤网5和隔板6均可翻转开合，滤网5用于清洗过程中过滤水合物，隔板6用于分离海水和淡水；内层反应器2与隔板6的边缘设有排液口，目的是将海水通过液体单向阀B7-32排到海水收集器8；

气体循环部分包括气源11、进气装置13、减压阀7-1、低压气体收集装置10、气体单向阀A7-21、气体单向阀B7-22；气源11通过进气装置13向外层反应器1底部通入气体水合剂，并通过气体单向阀B7-22控制，外层反应器1顶部设有减压阀7-1，通入外部的低压气体收集装置10，实现气体的循环使用，降低成本；

海水重置部分包括浓海水排出和新海水通入两小部分；在外层反应器1下部分别设有液体单向阀D7-34、液体单向阀E7-35，用于新海水的通入与浓海水的排出；在水合物晶体与海水分离进入内层反应器2进行分解的同时，外层反应器1内进行海水的重置，排出浓海水，通入新海水，从而进行下一次水合物的生成；

喷淋清洗部分设置在外层反应器1顶部，喷头4连接外部海水收集器8，当水合物晶体内溢到滤网5上，低温海水开始喷淋，将水合物晶体中掺杂的海水洗涤掉；