[实用新型]基于液化天然气冷能的海水淡化系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及油气储运、工程热物理及水处理技术的交叉领域，具体涉及了一种基于液化天然气冷能的冷冻-加水-离心复合海水淡化系统。

背景技术

LNG是常压、低温(-162℃)下的液态天然气，在进入管道输送、用作燃料或化工原料之前均需气化后使用，LNG气化时理论上会释放830kJ/kg的冷能。进口LNG接收站一般建在海港附近，LNG气化释放的冷能通常直接排放到海水中，随着接收站规模的不断扩大，大量的冷能对附近海域的生态环境构成影响。若能将这部分冷能用于海水淡化，则既可以减轻LNG冷能对码头附近海域生态环境的影响又可降低冷冻法海水淡化的成本，具有节能、节水、减少碳排放、综合利用能源资源的意义。随着天然气在我国一次能源消费结构中所占比重的大幅度提高，沿海地区进口LNG码头发展迅速，这为采用冷冻法进行工业化的海水淡化提供了发展的机遇。

冷冻法脱盐作为海水淡化的方法之一，冷源可以采用天然冷源和人工冷源，前者受地理气候条件所限，难以大范围工业化采用，后者需要消耗大量的能源(制冷过程往往需要消耗高品位的电能)。LNG接收站能够为采用冷冻法海水淡化提供低成本的冷源，但单纯的冷冻法与膜法(如反渗透膜法)和热法(如低温多效蒸馏法等)相比，其脱盐率较低，未能成为主流的海水淡化方法。因此将冷冻与后续淡化过程相结合，构建技术经济可行的高脱盐率复合淡化工艺，是实现利用LNG冷能进行海水淡化产业化亟待解决的问题。

现有技术采用的重力脱盐工艺，需要通过消耗能源创造一个高温环境或利用冰与环境的温度差在自然环境中对冰进行加热使其部分融化。如果利用自然温差，环境温度直接影响冰体的融化速度进而影响脱盐速度，而利用能源进行加热更易于控制并提高脱盐工艺的速度，但需要增加运行成本。中国北方地区冬季环境温度较低，利用自然热源进行重力脱盐会使得脱盐过程非常缓慢，如果用常规加热方式提高温度进行重力脱盐过程，不免造成能源的浪费。同时，重力脱盐由于直接依赖于冰的融化，且与外界直接接触的冰表面融化速度快而内部融化速度慢，不利于从内部打开盐胞结构，还需要将经过重力脱盐的冰打碎形成均匀的冰晶颗粒，并在后续的离心脱盐步骤中采用较高的离心速度才能实现充分脱除，导致工艺复杂且耗时长。

现有技术采用的冷冻-微波-离心脱盐工艺中，微波处理过程需要消耗一定的电能。

目前，亟待开发一种更加节能、脱盐率和产水率都高且利于大规模工业化推广的复合海水淡化方法。

实用新型内容

本实用新型旨在克服现有技术中的缺陷，提出一种基于液化天然气冷能的复合海水淡化系统，以充分利用LNG气化过程所释放的大量冷能，采用间接传热方式快速冷冻海水，并在此基础上综合利用加水处理及离心脱盐技术，最终得到满足部分工农业生产或民用要求的淡水资源，最大限度地保证工业化生产的连续性并降低后处理的成本。

实现本实用新型上述目的的技术方案为：

一种基于液化天然气冷能的海水淡化系统，包括二次冷媒冷却器、海水片冰机、过滤式离心脱盐装置；

所述二次冷媒冷却器为间接式冷却器，冷却器内设置天然气通道和二次冷媒通道，所述二次冷媒通道的出口连接于所述海水片冰机。

所述海水片冰机设置有海水入口，海水片冰机底部连接所述过滤式离心脱盐装置，所述过滤式离心脱盐装置连接有融冰槽。

进一步地，所述过滤式离心脱盐装置具有圆筒形外壳，外壳内有圆筒形筛网，外壳和筛网之间为液体回收区域，所述液体回收区域通过管路连接有浓海水回收箱。

本实用新型优选技术方案之一为，所述浓海水回收箱为冷量回收换热装置，具有管壳式换热器的结构，回收箱的壳程流体为浓海水，管程流体为原海水，

所述融冰槽内设置有盘管，所述浓海水回收箱的原海水的出口连接所述融冰槽内的盘管；融冰槽槽壁和盘管之间为将冰融化为淡水的区域。

可选地，融冰槽内设置有辅助加热盘管。

海水供应系统中的原海水依次经过浓海水回收箱和融冰槽内的原海水预冷盘管与片冰机内的海水分布装置相连。待处理海水经过浓海水回收箱和融冰槽内的原海水预冷盘管，与浓海水和融冰槽内待融化的冰实现间接热交换，可以使海水在进入片冰机前实现预冷，从而提高片冰机的出冰率，同时回收浓海水中的冷量、将冰融化为淡水，实现了能源的充分利用，同时保证了进入片冰机的海水盐度稳定。

其中，所述二次冷媒冷却器通过二次冷媒管路连接于储液罐，所述二次冷媒管路上设置有二次冷媒泵和逆止阀；