专利名称：气体水合物法海水淡化实验装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种海水淡化实验装置，尤其涉及一种实验室内用气体水合物法对海水进行淡化的实验装置。
背景技术：
我国淡水资源量的缺乏，已经成为制约经济发展和社会进步的瓶颈。能否成功找到一条水资源补充和可持续利用的有效途径，意义重大。海水淡化技术作为一种解决淡水资源匮乏的有效手段，越来越受到沿海地方政府的广泛关注。目前海水淡化的方法主要有蒸馏法、膜法、结晶法、溶剂萃取法、离子交换法以及新兴能源海水淡化法等。蒸馏法是应用最早的淡化方法，其原理是采用加热或减压蒸馏的方法，冷凝得到二次蒸馏的蒸汽，依次蒸馏得到淡化水。其缺点是设备较复杂、蒸汽压缩机造价较高、结垢、电耗大。膜法是将海水加压、使淡水透过选择性渗透膜的淡化方法。它的缺点是对预处理的要求严格，膜的寿命较短，需定期更换，在海水温度较低的情况下需加热处理，高压压缩海水能量回收率低，增大了制水成本。核能海水淡化是利用核反应堆作为能量来源，从海水中生产淡水的方法。投入成本非常巨大，一旦发生事故，会对生态及民众造成伤害。太阳能海水淡化技术具有环保无害、直接开发、无须运输、量大长久等特点，但是该方法存在光照分散、季节性和地域性不稳定、效率较低、占地偏大等缺点。水合物法海水淡化是根据水合物生成的排盐效应，选择合适的水合剂在一定的压力和温度条件下，同海水中的水分子生成水合物晶体，经过清洗或者过滤分离后，分解水合物即可得到纯净的淡水。分解的水合剂仍然可以循环利用，实现了节能环保。20世纪40年代，Parker提出利用水合物技术从海水中提取淡水，但是这一技术一直没有得到重视。进入21世纪后，这种方法才重新进入人们的视野。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；工质在水或盐水中溶解度低；无毒，价廉易得，无爆炸危险。根据计算， 生产Im3淡水仅需2. 64度的电能。另外，根据McCormack的研究报告，使用HCFC_141b作为海水淡化的工质，生产Im3淡水的成本在0. 5美元左右，得到的淡水中固体可溶物质的含量在IOOppm以下，显示了良好的应用前景。目前，国外在水合物法海水淡化技术的促进剂选择方面已有一些研究，急需研制新的技术手段来推进水合物法海水淡化产业。
发明内容
本发明的技术效果能够克服上述缺陷，提供一种气体水合物法海水淡化实验装置，其提高了海水淡化的效率、降低了海水淡化成本。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案其包括反应釜I、反应釜II，反应釜 I、反应釜II皆置于水浴槽内，反应釜I通过阀门2、阀门1与储气瓶连通，反应釜II通过阀门14、阀门1与储气瓶连通；反应釜I的底端依次通过阀门3、平流泵I、阀门4、阀门7、阀门9与反应釜II连通，反应釜II的底端依次通过阀门8、平流泵II、阀门5与反应釜I连通；平流泵II通过阀门12与贮液罐连通；反应釜I、反应釜II皆在顶端设置磁力搅拌仪，反应釜I、反应釜II分别与数据采集系统连接。本发明的装置为一套双反应釜海水淡化实验装置，装置的两釜之间实现了气体、 液体的相互流通，可以对海水生成水合物，进而生成淡化水的过程进行循环重复，逐级淡化，极大地提高淡化程度。同时，在装置上设计了液体采样口，可在海水淡化过程中连续采样分析，计算淡化效率。本技术理论是完全有别于目前较为流行的海水淡化理论的，在国内属于全新的海水淡化技术。本项发明的实验装置包括两个带有可视窗的反应釜，反应釜容积为500ml，承受压力20MPa，带磁力搅拌。恒温控制系统采用双视窗低温精密恒温水浴槽，控温精度士0. 02K。 气体循环系统由增压泵、空气压缩机、管道和阀门组成。液体循环系统由两台高压输液泵组成，输液泵最大工作压力42MPa。本装置可由CO2钢瓶向反应釜注气、通过控制温度及压力，并在搅拌子的搅拌作用下，使反应釜中的海水不断生成水合物，将剩余海水排出釜外之后，可将生成的水合物分解，产生淡化水。装置上安装采样阀门，在实验过程中可随时取样检测盐水的离子和盐度的变化，以计算淡化率。数据采集系统包括温度传感器和压力传感器。储气瓶上设有加压装置。反应釜I 通过取样管道I连接阀门6，反应釜II通过取样管道II连接阀门10。反应釜I、反应釜II 分别通过阀门与气体循环泵连通。由于是双反应釜设计，因此可以对海水生成水合物进而生成淡化水的过程进行循环重复，逐级淡化，极大提高淡化程度。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明做详细描述图1为本发明的外形结构示意图。图中1.阀门；2.阀门；3.阀门；4.阀门；5.阀门；6.阀门；7.阀门；8.阀门；
9.阀门；10.阀门；11.阀门；12.阀门；13.反应釜I ;14.反应釜II ；15.水浴槽；16.储气瓶；17.加压装置；18.贮液罐；19.平流泵II ；20.平流泵I ；21.数据采集系统；22.磁力搅拌仪；23.温度传感器；24.压力传感器；25.取样管道I ；26.取样管道II ；27.气体循环泵。
具体实施例方式本发明的装置包括反应釜I 13、反应釜II 14，反应釜I 13、反应釜II 14皆置于水浴槽15内，反应釜I 13通过阀门2、阀门1与储气瓶16连通，反应釜II 14通过阀门12、 阀门1与储气瓶16连通；反应釜I 13的底端依次通过阀门3、平流泵I 20、阀门4、阀门7、 阀门9与反应釜II 14连通，反应釜II 14的底端依次通过阀门8、平流泵II 19、阀门5与反应釜I 13连通；平流泵II 19通过阀门11与贮液罐18连通；反应釜I 13、反应釜II 14 皆在顶端设置磁力搅拌仪22，反应釜I 13、反应釜II 14分别与数据采集系统21连接。数据采集系统21包括温度传感器23和压力传感器M。储气瓶16上设有加压装置17。反应釜I 13通过取样管道I 25连接阀门6，反应釜II 14通过取样管道IU6连接阀门10。反应釜I 13、反应釜II 14分别通过阀门与气体循环泵27连通。
本装置的两个釜体连通，工作流程如下(1)先将反应釜I 13内加入海水、气体(如0)2等)由储气瓶16经阀门1、阀门 2进入反应釜I 13，加入促进剂，降低水浴槽15的温度，使之在反应釜I 13内生成水合物。 此时可由阀门6取部分海水监测盐度的变化。(2)反应完成后，反应釜I 13内的盐水经阀门3、平流泵I 20、阀门4、阀门7、阀门 9进入反应釜II 14。气源气体经阀门1、阀门12进入反应釜II 14，使之在反应釜II 14 内按照相同步骤再次生成水合物。(3)反应完成后，反应釜II 14内的盐水经阀门8、阀门11进入贮液罐18。此时可由阀门10取部分海水监测盐度的变化。(4)升高水浴槽15温度，使反应釜I 13、反应釜II 14内水合物分解。反应釜II 14内分解后的水溶液经阀门8、平流泵II 19、阀门5进入反应釜I 13。至此一级淡化完成。(5)重复步骤(1)，使之在反应釜I 13内生成水合物。(6)重复步骤⑵、(3)、⑷。至此二级淡化完成。根据需要可重复循环进行多级淡化。记录所消耗电量、温度压力、反应量及反应速率等参数的变化。
权利要求
1.一种气体水合物法海水淡化实验装置，其特征在于，包括反应釜I (13)、反应釜 II (14)，反应釜I (13)、反应釜11(14)皆置在水浴槽(15)内，反应釜1(13)通过阀门(2)、 阀门(1)与储气瓶(16)连通，反应釜11(14)通过阀门(12)、阀门(1)与储气瓶(16)连通； 反应釜I (13)的底端依次通过阀门(3)、平流泵I (20)、阀门(4)、阀门(7)、阀门(9)与反应釜11(14)连通，反应釜11(14)的底端依次通过阀门(8)、平流泵II (19)、阀门(5)与反应釜1(1 连通；平流泵11(19)通过阀门(11)与贮液罐(18)连通；反应釜I (13)、反应釜 11(14)皆在顶端设置磁力搅拌仪(22)，反应釜I (13)、反应釜II (14)分别与数据采集系统 (21)连接。
2.根据权利要求1所述的气体水合物法海水淡化实验装置，其特征在于，数据采集系统包括温度传感器和压力传感器04)。
3.根据权利要求2所述的气体水合物法海水淡化实验装置，其特征在于，储气瓶(16) 上设有加压装置(17)。
4.根据权利要求3所述的气体水合物法海水淡化实验装置，其特征在于，反应釜I(13) 通过取样管道I 05)连接阀门(6)，反应釜II (14)通过取样管道II 06)连接阀门(10)。
5.根据权利要求4所述的气体水合物法海水淡化实验装置，其特征在于，反应釜 I (13)、反应釜II (14)分别通过阀门与气体循环泵(27)连通。
全文摘要
本发明涉及一种海水淡化装置。本发明的气体水合物法海水淡化实验装置，包括反应釜I、反应釜II，反应釜I、反应釜II皆置在水浴槽内，反应釜I通过阀门(2)、阀门(1)与储气瓶连通，反应釜II通过阀门(12)、阀门(1)与储气瓶连通；反应釜I的底端依次通过阀门(3)、平流泵I、阀门(4)、阀门(7)、阀门(9)与反应釜II连通，反应釜II的底端依次通过阀门(8)、平流泵II、阀门(5)与反应釜I连通；平流泵II通过阀门(11)与贮液罐连通；反应釜I、反应釜II皆在顶端设置磁力搅拌仪，反应釜I、反应釜II分别与数据采集系统连接。本装置可以对海水生成水合物进而生成淡化水的过程进行循环重复，逐级淡化，极大提高淡化程度。
文档编号C02F1/00GK102219267SQ201110086470
公开日2011年10月19日 申请日期2011年4月7日 优先权日2011年4月7日
发明者业渝光, 任宏波, 刘昌岭, 相风奎, 胡高伟 申请人:青岛海洋地质研究所