[发明专利]一种基于太阳能技术的天然气水合物开采及海水淡化方法与装置

说明书

本发明属于海洋天然气水合物开采及海水淡化技术领域，提供了一种基于太阳能技术的天然气水合物开采及海水淡化方法与装置。包括太阳能加热及发电系统、水合物开采系统、海水淡化系统和天然气、淡水收集系统。通过特制的太阳能板加热海水以及发电，为整个开采过程提供电力支持，热海水通过开采装置注入储层，通过凸点式聚光器、多孔型多级聚光透镜将太阳光聚集、加强并引入开采装置和储层中，利用天然气自身所具有的温室效应进行海水淡化以及对注入水的保温，海水淡化产生的高盐度水会加快水合物的分解。本发明实现了就地取材就地利用，实现了水合物开采与海水淡化技术的完美结合，充分利用了天然气的温室性质及海洋区域丰富的太阳能。

技术领域

本发明属于海洋天然气水合物开采及海水淡化技术领域，具体涉及一种基于太阳能技术的天然气水合物开采及海水淡化方法与装置。

背景技术

当今化石燃料日益缺乏，新能源的开发已经成为全世界的研究重点。天然气水合物在世界范围内的分布广泛，储量大，清洁高效，已经得到了世界范围内的重视，尤其以海洋环境的储量最为巨大。目前天然气水合物的开采技术主要包括降压开采法、热激开采法和化学试剂注入开采法。热激开采法效率更高，更容易实现，但至今尚未很好地解决热利用效率较低的问题。

除了能源问题，水资源的短缺和污染也越来越严重。地球上可饮用的淡水资源储量极少，因此海水淡化技术，作为人类未来生存所必需的技术，在世界范围内都得到了巨大的重视，中国在海水淡化技术领域也取得了巨大的进步。目前已公开的海水淡化技术系统都比较复杂，能耗较高，效率较低。

海洋环境下太阳能、风能、潮汐能等可再生资源含量巨大，尤其是太阳能含量尤为丰富。而天然气水合物开采过程中产生的天然气气是一种温室气体，比二氧化碳的温室效应大25倍以上，是一种可利用率极高的保温性气体。

本发明主要针对热激开采法所存在的缺陷，结合海水淡化技术，利用天然气气体的温室性质及海洋区域丰富的太阳能，提出了一种新的水合物开采以及海水淡化的方法和装置，采用了更为简单有效的方法实现海水淡化效率的提高以及降低能耗的使用。

发明内容

本发明针对目前水合物开采所存在的问题，结合海水淡化技术，利用海洋环境下丰富的太阳能，提供了一种基于太阳能技术的天然气水合物开采及海水淡化方法与装置。本发明通过特制的太阳能板发电，为整个开采过程提供电力支持，利用太阳能对海水进行加热，通过特制的开采装置将热水注入水合物储层进行天然气的开采，利用特质的凸点式聚光器、多孔型多级聚光透镜将太阳光聚集、加强并引入开采装置和水合物储层中，利用开采的天然气气自身所具有的温室效应进行海水的淡化以及对注入水的保温，并通过海水淡化多产生的高盐度热海水加快水合物的分解。本发明易于实现，清洁高效无污染，实现了就地取材就地利用以及天然气水合物开采与海水淡化技术的结合，可用于水合物的大规模开采和大规模海水淡水。

本发明的技术方案：

一种基于太阳能技术的天然气水合物开采及海水淡化方法与装置，包括太阳能加热及发电系统、水合物开采系统、海水淡化系统、天然气和淡水收集系统；

太阳能加热及发电系统包括电能储集装置1、温度检测及报警装置22、热水储集保温箱23、抽水泵24、加热及发电两用太阳能装置25和注水泵27；开采区赋存的海水通过第一抽水泵24-1注入加热及发电两用太阳能装置25中进行加热，加热到100℃后，通过第一注水泵27-1注入到热水储集保温箱23中，通过温度检测及报警装置22实时检测热水储集保温箱23内的水温，热水储集保温箱23内设有电加热装置，当温度低于设定温度时，自动进行加热；加热及发电两用太阳能装置25具有加热以及发电两用的功能，产生的电能通过电能储集装置1进行储存，并为整个天然气水合物开采过程供电，对于海洋中的风能、潮汐能以及其他能量形式的发电也储存在电能储集装置1中；

水合物开采系统包括水合物开采装置、吸气泵、水气分离装置15、多孔型多级聚光透镜16、单向阀17、凸点式聚光器和注气泵；