[发明专利]一种基于气浮与虹吸协同作用的气体水合物浆分离装置和方法

说明书

本发明公开了一种基于气浮与虹吸协同作用的气体水合物浆分离装置和方法，包括气浮及虹吸协同作用系统、气体水合物固体收集系统和卤水收集系统，所述气浮及虹吸协同作用系统包括气浮塔、液位计、刮渣机，虹吸管、虹吸泵；所述的气浮塔经气体水合物浆输送系统跟气体水合物生成系统的气体水合物浆连通，另外还依次经气体增压泵和止回阀跟气体水合物生成系统未反应的气体出口连通，实现了气体水合物浆中气体水合物固体与溶液的快速连续分离，提高了气体水合物的分离效率。

技术领域：

本发明涉及一种基于气浮与虹吸协同作用的气体水合物浆分离装置和方法。

背景技术：

目前，我国水资源短缺的问题也日益突出。我国是一个有着宽广海疆的海洋大国。拥有全长18000多千米的海岸线，北起中朝交界的鸭绿江口，南到中越边界的北仑河口，拥有渤海(内海)、黄海、东海和南海四大海域。如此庞大而丰富的海洋资源如果得到充分的开发利用将从根本上解决我国沿海城市和地区甚至上大陆内部地区的生活及工业用水问题，缓解陆地淡水资源紧缺的资源危机。也会给我国带来丰厚的经济效益和良好的社会效益。因此，海水淡化技术的市场需求很大。

海水淡化有多种方法，如蒸馏法、薄膜反渗透法、离子交换法、电渗析法、压渗法、冷冻法、气体水合物法、溶剂萃取法等，其中能耗是直接决定其成本高低的关键。国内外对冷冻法的研究开始于食品的浓缩技术，近年来由于能源短缺，冷冻法能够节省大量能源，引起许多的研究者的关注，例如，Muller等人对运用渐进冷冻法处理废水进行了研究，以总有机碳、COD和电导率等指标，对生活废水进行处理，可以达到99％的纯化率。Cravalho等人则提出了基于LNG(液化天然气)冷能的海水淡化的零功耗系统，该系统理论最大淡水输出量达到6.7kg水/1kgLNG。Antonelli等人也提出了利用LNG冷能进行海水淡化的方法，该蒸发冷冻工艺的二次冷媒采用正丁烷。Yoshihito等人对溶液结晶的过程进行了研究实验，分析了在结晶的过程中晶种对结晶纯度的影响。Qin等研究了冰和冰浆分离过程，发现在冰的洗涤过程中存在如窜漏、粘性指进、堵塞、液体夹带等现象，适当的操作是洗涤成功的关键。气体水合物法海水淡化利用较易生成气体水合物的小分子物质与海水中的水生成气体水合物晶体，固液分离后，分解气体水合物即可得到淡水。气体水合物法海水淡化技术的最大优点是能耗低、设备简单、紧凑；在水或盐水中溶解度低；无毒，价廉易得，无爆炸危险。气体水合物法也可归结为冷冻法，因此具有冷冻法的优点如不需对海水进行预处理、腐蚀较轻等。

另外，天然气的固态储运及使用气体水合物来储运也是一项新兴技术，具有广阔的应用前景。在当前技术条件支持下,有关气体水合物的运输方式主要可以分为两种类型:第一种类型为干气体水合物运输技术。生产干气体水合物运输技术在应用于天然气气体水合物运输实际工作的过程当中,需要将干气体水合物天然气装置运输船中进行运送,达到运输目的地后需要直接在运输船上进行气化处理,气化过程当中所产生的游离水能够充当运输船返航过程中的压舱水；第二种类型为泵送运输方式。泵送运输方式主要是指将经过两次或两次以上脱水处理,脱水后平均稠度为1:1比例的气体水合物浆液以泵送的方式输送至运输船中的隔热密封舱当中(运输船为应当为双壳运输船)进行运输作业。这两种运输方式的运输效率相差不大,且工艺技术要求不高,均能够广泛使用。

但是，气体水合物的分离和洗涤存在技术难点，制约了气体水合物海水淡化和气体水合物储运的技术发展。因此，开发新的气体水合物分离工艺对气体水合物冷冻海水淡化技术和气体水合物储运技术的发展至关重要。

发明内容：

本发明的目的是提供一种基于气浮与虹吸协同作用的气体水合物浆分离装置和方法，实现了气体水合物浆中气体水合物固体与溶液的快速连续分离，提高了气体水合物的分离效率。

本发明是通过以下技术方案予以实现的：