[发明专利]一种基于水合物法的两级式海水淡化方法与装置

摘要

本发明属于气体水合物技术应用领域，具体涉及到一种海水淡化方法与装置。本发明中第一级海水淡化系统利用二氧化碳与海水生成二氧化碳水合物，然后分解得到淡水;第二级海水淡化系统利用丙烷与海水生成丙烷水合物，然后分解得到淡水。两级式海水淡化装置，包括串联的第一级和第二级海水淡化装置，每级淡化装置包括气液供给及其混合单元、气体水合物生成及其输送单元和气体水合物分离分解单元。本发明效率高，耗能低，易于实现。

主权项

一种基于水合物法的两级式海水淡化方法，其特征在于它包括以下步骤：a. 第一级海水淡化系统利用二氧化碳与海水生成二氧化碳水合物，然后分解得到淡水；1）气液混合步骤：（1）由离心泵从大海中抽出的常温海水经过过滤器去除固体杂质后，进入海水储液罐，然后通过海水输送管道到达绕在水合物分离分解器上的海水换热盘管，将其热量释放后，经过海水配给管道的输送到达安装在气液混合器上部的雾化器中，经过雾化的海水以雾滴的形式喷淋进气液混合器;（2）与此同时，储气瓶中的二氧化碳气体经过压缩机从气液混合器下部的进气口进入气液混合器，与雾化的海水充分混合；2）水合物生成及输送步骤：（1）水合物生成管道置于海底，利用海底的低温环境促使水合物快速生成;（2）在气液混合器中充分混合的二氧化碳和海水进入水合物生成管道，管道内温度由恒温控制系统提供的冷却水控制在2～6℃，管道内压力为1～5MPa;（3）生成的水合物浆液具有流动性，在气液混合器海水进口前设置一加药口，根据水合物浆液的生成情况，加入适量的水合物生成促进剂，保证水合物以较高的速率生成;（4）在管道内生成的水合物浆液通过水合物输送管道输送到水合物分离分解器，水合物浆液的管内流速控制在1.0～3.5m/s；3）水合物分离及分解步骤：（1）连续生成的含有高含盐游离水的水合物浆液通过水合物输送管道进入水合物分离分解器，分离出的高含盐水经过处理后排入大海或直接排入大海;（2）固液分离结束后，水合物开始分解成二氧化碳气体和淡水，释放出的二氧化碳气体经压缩机加压后通过气相循环管道汇入进气管道，并进入气液混合器;（3）水合物分解出的淡水经过绕在气液混合器上的淡水换热盘管与气液混合器进行冷量交换后，经检验合格进入淡水收集罐并外运，如果淡水中镁、硼离子含量超标，则经循环管道进入第二级海水淡化系统再次淡化;b. 第二级海水淡化系统利用丙烷与海水生成丙烷水合物，然后分解得到淡水;1）气液混合步骤：（1）由第一级海水淡化系统供给的水质未达标淡水通过输送管道到达绕在水合物分离分解器上的海水换热盘管，将其热量释放后，输送到安装在气液混合器上部的雾化器中，经过雾化的海水以雾滴的形式喷淋进气液混合器;（2）与此同时，储气瓶中的丙烷气体经过压缩机从气液混合器下部的进气口进入气液混合器，与雾化的未达标淡水充分混合；2）水合物生成及输送步骤：（1）水合物生成管道置于海底，利用海底的低温环境促使水合物快速生成;（2）在气液混合器中充分混合的丙烷和未达标淡水进入水合物生成管道，管道内温度由恒温控制系统提供的冷却水控制在2～6℃，管道内压力为1～5MPa;（3）生成的水合物浆液具有流动性，在气液混合器海水进口前设置一加药口，根据水合物浆液的生成情况，加入适量的水合物生成促进剂，保证水合物以较高的速率生成;（4）在管道内生成的水合物浆液通过水合物输送管道输送到水合物分离分解器，水合物浆液的管内流速控制在1.0～3.5m/s；3）水合物分离及分解步骤：（1）连续生成的含有高含盐游离水的水合物浆液通过水合物输送管道进入水合物分离分解器，分离出的高含盐水经过处理后排入大海或直接排入大海;（2）固液分离结束后，水合物开始分解成丙烷气体和淡水，解释放出的丙烷气体经压缩机加压后通过气相循环管道汇入进气管道，并进入气液混合器;（3）水合物分解出的淡水经过绕在气液混合器上的淡水换热盘管与气液混合器进行冷量交换后，进入淡水收集罐并外运；在各工艺流程中，温度、压力由温度计、压力计监测后输送到计算机数据采集系统进行分析处理。