一种外排式连续水合物法海水淡化装置的制作方法

本发明属于水合物法海水淡化技术领域，涉及到一种外排式连续水合物法海水淡化装置。

背景技术：

随着世界各地淡水资源的消耗加剧，淡水问题逐渐成为很多国家与地区所要面临的严峻问题。而海水资源十分丰富，海水淡化就是一个行之有效的解决方法。海水淡化比较常用的有低温多效蒸馏法、多级闪蒸和薄膜反渗透法，而水合物法海水淡化有它能耗低、设备简单、紧凑的技术优点，有良好的应用前景。

水合物法海水淡化技术利用的是气体水合剂和海水生成水合物，进而将不含离子的水合物晶体单独分解而得到淡水，目前水合物法海水淡化装置开发取得了一定的发展成果，但是发现目前存在的装置普遍存在水合物表面残余浓海水影响淡化水水质的问题。

因此，本发明采用便利有效的方案，设计一种外排式连续水合物法海水淡化装置，实现水合物生成、分离与分解全过程，提高水合物法淡化效率，对水合物法海水淡化的应用具有推动作用。

技术实现要素：

本发明提供了一种外排式连续水合物法海水淡化装置，为水合物法海水淡化技术提供了一种可实现工业化的装置，并且可以实现结构上的紧凑性进而实现减低能耗的效果。

本发明的技术方案：

一种外排式连续水合物法海水淡化装置，该装置包括高压反应釜11、低温海水喷淋系统、高浓度海水回收系统、水合物分解室、进气和气体收集系统；

高压反应釜11内设有水合物生成器13，水合物生成器13底部设有进气口、进水口和排水口；进气口与气源3通过第三单向阀2-3控制相连，进水口与海水储液箱5通过第四单向阀2-4控制相连，排水口通过第一单向阀2-1连通高浓度海水回收容器1；水合物生成器13内壁安装有制冷盘管9以及监控液面高度的液位传感器10，内部设有半球形过滤装置12，过滤装置12从水合物生成器13底部自下而上抬升至顶部自由滑动，将水合物晶体托在过滤装置12上，过滤装置12离开水合物生成器13液面后进行低温海水喷淋操作，喷淋结束后过滤装置12继续抬升将水合物散落到高压反应釜11底部，完成水合物的分离；

低温海水喷淋系统位于高压反应釜11的顶部，从海水储液箱5中出来的海水依次经过抽水泵4和第五单向阀2-5后，从喷淋头8喷出，对过滤装置12上的水合物进行喷淋洗涤；

高浓度海水回收系统是从水合物生成器13底部经过第一单向阀2-1连接到高浓度海水回收容器1，将水合物生成以及喷淋后的残余海水排出；高浓度海水的回收发生在过滤装置12将水合物晶体托起的过程，高浓度海水回收后随即再次向水合物生成器13中通入海水，即海水储液箱5中的海水通过第四单向阀2-4进入水合物生成器13内，实现水合物法海水淡化的连续生成；

高压反应釜11的底部收集由水合物生成器13散落的洗涤后的纯净水合物，由于水合物生成器13同时具备的隔热效果，高压反应釜11底部温度较高足以让水合物分解，水合物分解后得到的淡水由第二单向阀2-2淡水流出至淡水收集箱6中；水合物分解后得到的气体由减压阀7回到气源3中循环利用；通过减压阀7和第三单向阀2-3控制气体流动速率，保证系统压力，确保水合物的连续生成，实现气体循环利用。

本发明的有益效果：将整个水合物法海水淡化的过程高度集中化，仅在一个主体装置中就能实现水合物法海水淡化的所有功能；另外低温海水喷淋的同时高浓度海水排出并重新通入海水，高压反应釜中开始准备进行下一步的水合物生成过程，实现水合物法海水淡化的连续反应；本装置功能完备，实现气体水合剂、海水的高效利用而结构简单。

附图说明

图1是一种外排式连续水合物法海水淡化装置结构框图。

图2是一种外排式连续水合物法海水淡化装置结构示意图。

图中：1高浓度海水回收容器；2-1第一单向阀；2-2第二单向阀；2-3第三单向阀；2-4第四单向阀；2-5第五单向阀；3气源；4抽水泵；5海水储液箱；6淡水收集箱；7减压阀；8喷淋头；9制冷盘管；10液位传感器；11高压反应釜；12过滤装置；13水合物生成器。

具体实施方式

以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施方式。

图1所示为一种外排式连续水合物法海水淡化装置的工作原理框图，其工作过程为：气体水合剂和海水通入高压反应釜11内生成水合物，过滤装置12将水合物托出水面进行低温海水喷淋，此时高浓度海水排出、再次通入海水准备进行下一步海水淡化过程，随后水合物被排至高压反应釜11底部，收集分解后的淡水并收集回收利用气体水合剂，从而使水合物法海水淡化技术实现高度集中化生产。

图2所示为一种外排式连续水合物法海水淡化装置结构示意图。

(1)检查：所有阀门全关，海水原料和气体水合剂气量充足；

(2)进水：第四单向阀2-4打开，过滤装置12处于水合物生成器13底部，海水储液箱5中的海水通入水合物生成器13中，当海水液面达到液位传感器10的位置时，第四单向阀2-4自动关闭，停止通入海水；

(3)制冷：制冷盘管9开始运行，使水合物生成器13内温度降低至水合物生成所需的温度条件；

(4)进气：第三单向阀2-3开启，从气源3向水合物生成器13内通入气体水合剂；同时开启减压阀7使高压反应釜11内压强维持在恒定压力条件；

(5)反应：在进水和进气过程发生后，水合物生成器13内生成水合物晶体，水合物密度低于海水，因此会上升到液面上层；

(6)喷淋：过滤装置12上升至液位传感器10位置后，第五单向阀2-5开启、抽水泵4开始工作，由喷淋头8对水合物开始喷淋；同时第一单向阀2-1开启，反应后的高浓度海水排至高浓度海水回收容器1，高浓度海水排出后第一单向阀2-1关闭、第四单向阀2-4开启，重新通入海水进行水合物生成反应，海水通入完成后第四单向阀2-4关闭；

(7)分离：水合物晶体经过喷淋过程后，过滤装置12进一步上升至水合物生成器13的开口位置，将水合物晶体散落至外层的高压反应釜11的底部，完成水合物分离过程，同时过滤装置12回到水合物生成器13的底部；

(8)分解：散落在高压反应釜11底部的水合物，由于底部温度较高达到了水合物分解条件，水合物开始分解，得到淡水通过第二单向阀2-2通入到淡水收集箱6，分解产生的气体由减压阀7排至气源3重新循环使用；

(9)循环：待水合物完全分解淡水收集后，即完成了一批海水的淡化，重复(2)～(8)步骤，对下一批新海水进行淡化，其中下一循环的步骤(2)进水过程在此次海水淡化过程进行步骤(6)喷淋时即可同时开始进行，如此循环。

本发明所涉及的一种外排式连续水合物法海水淡化装置并不仅仅限于以上实施例中所述的结构和步骤。以上仅为发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换或者组合使用，均应属于本发明的保护范围。