[发明专利]一种基于水合物法的常压连续海水淡化系统及其使用方法

说明书

一种基于水合物法的常压连续海水淡化系统及其使用方法，包括依次连接的海水池、冷却器、水合物生成室、换热式分解器及蒸汽发生器，换热式分解器与蒸汽发生器之间设有循环热媒系统；海水池与冷却器之间连接有换热器；水合物生成室上设有冷却海水输入口、水合物输出口、气化环戊烷输入口及浓缩海水输出口；冷却海水输入口与冷却器的输出端相连；水合物输出口与换热式分解器相连，换热式分解器的液体输出端连接有淡水储罐，气体输出端通过环戊烷储气罐与蒸汽发生器相连，蒸汽发生器与气化环戊烷输入口相连；浓缩海水输出口与换热器的冷媒进口端相连。本发明结构合理，能重复使用且调试及使用方法简单，具有极大的现实应用价值。

技术领域

本发明涉及海水淡化领域，尤其是一种基于水合物法的常压连续海水淡化系统及其使用方法。

背景技术

近年来，淡水匮乏正逐渐成为困扰全球的问题。许多国家为解决水资源问题做了大量研究，其中海水淡化技术是解决这个问题的有效途径，而现在主流海水淡化技术有：低温多效蒸馏、多级闪蒸和反渗透法。但是这些方法都有各自不足，比如：低温多效蒸馏、多级闪蒸的能耗大且设备易结垢，反渗透法的膜寿命短而导致成本高。为了避免这些不足，一些新型海水淡化技术应运而生，其中最有前景的技术就是水合物法海水淡化技术。这种技术的基本原理是利用水合剂（如天然气）和海水在一定的温度和压力条件下生成水合物，由于水合物的形成过程具有排盐效应，海水中的钠、镁、氯等离子无法进入水合物晶体中，使得离子在未反应的溶液中富集，因此将水合物固体从未反应的剩余溶液中分离出来，然后分解水合物固体得到淡水。目前，在已公开的专利文献或研究成果中，水合物法海水淡化技术的效率和产量仍受到限制，更确切的说是此技术需要大量能耗来提供低温、高压反应条件，以及水合物与未反应溶液的间断式分离而导致淡水生产不连续。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、实现低能耗和连续性的淡水生产且经济环保的基于水合物法的常压连续海水淡化系统及其使用方法。

本发明解决现有技术问题所采用的技术方案：一种基于水合物法的常压连续海水淡化系统，包括海水池、冷却器、水合物生成室、换热式分解器及蒸汽发生器，换热式分解器与蒸汽发生器之间设有循环热媒系统；海水池、冷却器、水合物生成室及换热式分解器通过连接管路依次连接，在连接管路上设有流量控制阀；海水池与冷却器之间连接有换热器；所述水合物生成室为中空腔体，水合物生成室设有冷却海水输入口、水合物输出口、气化环戊烷输入口及浓缩海水输出口；水合物生成室的内部空腔中固定有转筒过滤器；转筒过滤器包括转筒及刮板，转筒的中心设有转筒轴，转筒轴固定于水合物生成室的上部，并使转筒的下部位于水合物生成室的预设反应液位以下；转筒的外侧壁上设有吸附材料层；所述刮板的刮刀端设置于转筒上部的外侧壁处，刮板的端部与所述水合物输出口相连通；冷却海水输入口与冷却器的输出端相连；水合物输出口通过混输泵与换热式分解器相连，换热式分解器的输出端包括液体输出端和气体输出端，其中，液体输出端连接有淡水储罐，气体输出端通过环戊烷储气罐与蒸汽发生器相连，蒸汽发生器通过抽气泵与所述气化环戊烷输入口相连；所述浓缩海水输出口与换热器的冷媒进口端相连通，换热器的冷媒出口端、环戊烷储气罐与蒸汽发生器之间连接有流量控制阀。

所述循环热媒系统包括太阳能集热器及蓄热装置，太阳能集热器与蓄热装置、蒸汽发生器中的第一放热组件以及换热式分解器中的第二放热组件通过热媒输送管路串联在一起形成热媒循环管路；在热媒循环管路上设有输水泵及单向阀。

所述流量控制阀包括输水泵及管阀；海水池与换热器之间设有第一输水泵及第一单向阀、环戊烷储气罐与蒸汽发生器之间设有第二输水泵及第二单向阀；水合物输出口与换热式分解器之间设有第一蝶阀；换热式分解器的气体输出端与环戊烷储气罐之间设有第三输水泵及第二蝶阀；所述换热器的冷媒出口端依次连接有第四输水泵及闸阀；所述液体输出端与淡水储罐之间设有第五输水泵及第三蝶阀；抽气泵与所述气化环戊烷输入口之间设有第三单向阀。

所述蒸汽发生器与空气压缩机相连。

所述刮板的端部低于刮刀端。