[发明专利]一种基于旋进机构分离气体水合物法的海水淡化装置

说明书

本发明属于海水淡化领域，提供了一种基于旋进机构分离气体水合物法的海水淡化装置，包括电机、通气口、不锈钢容器、旋进机构刮片、金属网、进水口、冷却管、多孔介质、出水口、控制阀和上盖。利用上述装置可以实现海水淡化过程中生成水合物的分离。若开始从进气口向不锈钢容器内通入气体，从进水口向多孔介质中注入海水；在一定的温度压力条件下，水合物晶体在多孔介质‑金属网‑气界面成核并向气相生长增厚；最后通过水平运动的旋进机构刮片从右到左刮取分离生成的水合物。本发明在海水环境下，在长方形多孔介质上表面生成水合物、水平运动的旋进机构刮片分离水合物，并在左侧收集水合物，为海水淡化下一步分解水合物得到淡水过程提供原料。

技术领域

本发明属于海水淡化领域，具体涉及一种基于旋进机构分离气体水合物法的海水淡化装置。

背景技术

淡水短缺一直困扰着许多国家和地区的高质量发展，而人类对淡水资源消耗量却在日益增长。由于全球绝大部分水资源都是海水，淡化海水已经成为缓解淡水资源短缺问题的主要途径。海水淡化方法常见的是热蒸馏法和反渗透膜法，气体水合物法也具有良好的海水淡化潜力，气体水合物是由气体和水分子在高压和低温下形成的一类晶体化合物，盐离子被排除在水合物晶体之外。气体水合物法海水淡化技术优势体现在，气体既不会对液体造成污染，也易于与获得的淡水分离。气体水合物法海水淡化是利用气体水合物的生成-分离-分解过程来实现淡化海水的目的。

目前已有的气体水合物法海水淡化技术方案，并没有很好的解决水合物与海水的连续高效分离的问题。研究表明，置于气体中的多孔介质内的水生成水合物时，水合物会由于水的毛细作用生长到多孔介质之外，这种生长在多孔介质表面外的水合物十分纯净，水合物晶体颗粒之间不会掺杂海水。当气体和水充足，水合物在多孔介质和气体接触的表面持续生长，不时将其分离可以不断的获取水合物，再将水合物分解即可得到纯净淡水。基于水合物这种特殊的生长现象，已有利用气体水合物法的海水淡化技术方案被提出，但还未形成系统的连续式生成-分离-分解流程，海水淡化效率仍有待提高。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提供了一种基于旋进机构分离气体水合物法的海水淡化装置，采用旋转与伸缩结合的旋进机构，有效解决了气体水合物法海水淡化的水合物高效分离问题，实现了水合物的生成-分离-分解的连续式循环过程，提高了气体水合物法海水淡化效率。

本发明的技术方案：

一种基于旋进机构分离气体水合物法的海水淡化装置，包括通气口2、旋进机构、筛网5、进水口6、冷却管7、多孔介质区8、排液口9、排水阀10、不锈钢容器11、气体区12和收集器13；

不锈钢容器11的上部是气体区12，不锈钢容器11的下部一侧是多孔介质区8，另一侧是收集器13；多孔介质区8与气体区12间通过一层多孔的筛网5分隔，筛网5的孔径小于填充的多孔介质的粒径，保证多孔介质颗粒不会穿过；不锈钢容器11上端开有通气口2，气体由通气口2进入气体区12，用于生成水合物；多孔介质区8用于填充多孔介质，其上部和下部分别设有进水口6和排液口9，海水由进水口6进入多孔介质区8，充满多孔介质的孔隙，待与气体区12内的气体生成水合物，多孔介质内残留的浓盐水由排液口9流出；多孔介质区8内部布置冷却管7，通过冷却剂控制海水温度，促使水合物生成；多孔介质区8的低温海水与气体区12的气体生成水合物，水合物出现在多孔介质表面，毛细作用促使水合物向气体区12生长，透过筛网5聚集、不断增厚；旋进机构主要由旋转电机1、刮片3和伸缩机构4构成，旋转电机1布置在气体区12内，伸缩机构4的一端连接旋转电机1，另一端固定有刮片3，旋转电机1带动伸缩机构4转动，伸缩机构4的长度可自动调节，确保刮片3贴合筛网5的表面进行移动，将筛网5上聚集的水合物刮落到旁边的收集器13；收集器13上口为圆形，下口为方形，便于水合物的收集，收集器13下口位置的温度较高，满足水合物分解条件，水合物分解为淡水和气体，淡水通过收集器13底部连接的排水阀10进行收集。