冷冻供能的液化天然气气化系统和二次冷媒相变循环系统。
[0041]所述海水冷冻及重力离心脱盐系统为本发明所述装置的核心，包括顺序连接的制冰机、冰水分离器、重力脱盐槽、碎冰机、以及过滤式离心脱盐装置。
[0042]所述制冰机内包含间接换热器；所述间接换热器的一侧为二次冷媒相变循环系统，另一侧为海水分布装置和机械除冰装置。所述间接换热器可以实现液态二次冷媒介质与海水之间的间接换热。
[0043]为了实现高效脱盐、精简处理步骤，本发明所述海水冷冻及重力离心脱盐系统内，用于运送冰的传送带均优选为可以使冰水自然分离的孔隙结构，使在运输冰的过程中融化得到极少量水分与冰直接分尚。
[0044]所述液化天然气气化系统为所述海水冷冻提供能量。该系统包括二次冷媒冷凝器；所述二次冷媒冷凝器为高压耐低温间接式换热器，可采用板式、板翅式、管壳式等类型的换热器。
[0045]所述二次冷媒冷凝器的一侧为天然气相变系统；所述天然气相变系统的入口端与液化天然气接收站内的储罐相连，出口端与天然气输送管网连接。液化天然气经过加压后进入二次冷媒冷凝器，通过吸收气态二次冷媒的热量气化为气态天然气，输出至天然气输送管网。所述二次冷媒冷凝器的另一侧为二次冷媒相变循环系统。
[0046]所述二次冷媒相变循环系统为循环通路；在从二次冷媒冷凝器至间接换热器的阶段内，包含顺序相连的储液罐、二次冷媒泵和逆止阀。所述二次冷媒相变循环系统内含有循环相变的二次冷媒介质；液态的二次冷媒介质存储于储液罐内，经二次冷媒泵输入间接换热器的一侧，吸收海水中的热量后转变成气态，循环进入二次冷媒冷凝器，在其中将从海水中吸收的热量传递给液化天然气后转变成液态，如此循环；所述逆止阀可以防止气态的二次冷媒介质逆流至储液罐中。上述循环过程可以在制冰机和二次冷媒冷凝器之间通过连续进行的循环相变传递热量，实现了能源的充分利用。
[0047]在所述海水冷冻及重力离心脱盐系统的实际运行过程中，海水通过海水分布装置被均匀分布于间接换热器一侧的表面，吸收液态二次冷媒介质的冷量后降温，部分海水在换热器表面结冰，由于冷冻形成的冰含盐浓度低于原海水的盐浓度，因此冷冻结冰可作为初级脱盐工艺；冰与剩余的浓海水在冰水分离器中分离后，输送至重力脱盐槽，利用重力脱盐的原理，通过控制融化率，实现二级脱盐；经过二级脱盐后的冰输送至碎冰机，破碎使冰中包含的盐胞破裂；破碎后的冰晶颗粒输送至过滤式离心脱盐装置，利用离心力作用，通过控制离心速度和时间进一步分离纯度较高的冰晶颗粒与盐胞中的盐溶液，实现三级脱盐。上述三个级别的脱盐步骤和设备简单，且节省能源，大大提高了海水的脱盐率，生产的淡水可达到部分工农业生产及民用的要求。
[0048]所述淡水系统包括融冰槽。冰晶颗粒在融冰槽中完全融化后得到淡水，再通过管道输出至后处理系统或直接通过水泵及供水管网输出至用户。所述融冰槽内部设置海水预冷盘管，使海水在进入制冰机前与待融化的冰晶颗粒进行热交换，使海水预冷和融冰同时进行，实现了能源的充分利用。所述融冰槽内部还可以设置辅助加热盘管，当海水预冷盘管中待处理海水的热量不能满足融冰所需要的热量时，需要启动辅助加热盘管进行辅助加热；所述辅助加热盘管的热源应当优先采用太阳能等可再生能源、工业余/废热能或其他低品位热能。
[0049]所述海水供应系统的入口端分别与原海水入口、重力脱盐槽和过滤式离心脱盐装置相连。原海水在进入海水供应系统前可进行预处理；经过重力脱盐槽、过滤式离心脱盐装置、碎冰机及冰传送带分离出的盐水被回收至所述海水供应系统，与原海水混合后，实现资源的充分利用。
[0050]所述海水供应系统的出口端经过融冰槽内部的海水预冷盘管与制冰机内的海水分布装置相连。待处理海水从海水供应系统输出后，经过融冰槽内的海水预冷盘管，与融冰槽内待融化的冰晶粒实现热交换，可以使海水在进入制冰机前实现预冷，从而提高制冰机的出冰率，同时将热量用于将冰晶颗粒融化为淡水，实现了能源的充分利用。
[0051]本发明所述装置还包括浓海水回收系统。所述浓海水回收系统的入口与冰水分离器的出口相连，回收经过初步的冰冻脱盐后回收的浓海水。本发明所得到的浓海水经过浓海水回收系统回收处理后，可以进一步加工利用，如输送至制盐或盐化工厂。
[0052]本发明所述装置可用于实施本发明所述的方法。
[0053]本发明提供的技术方案具有以下几个方面的优点:
[0054](I)利用LNG冷能淡化海水，节能减排:本发明中，液化天然气通过二次冷媒冷凝器吸收二次冷媒的热量，温度升高并气化，相变过程中释放出巨大的冷能；降温液化后的二次冷媒通过制冰机冷冻部分海水，为利用本工艺方法淡化海水提供低成本的冷源；采用本发明能够节省制冷所需的能耗，达到节能减排的效果；
[0055](2)步骤简单，淡水品质高于一般冷冻法海水淡化得到的淡水:本发明针对单纯的冷冻法海水淡化脱盐率低的特点，以冷冻脱盐作为初级脱盐，在此基础上综合考虑降低工程成本并便于实施，以重力脱盐作为二级脱盐，以离心脱盐作为三级脱盐，经过三级脱盐大大提高了海水的脱盐率，生产的淡水可达到部分工农业生产及民用的要求；
[0056](3)冷热互补，降低能耗:本发明中海水在进入制冰机前先通过融冰槽预冷，同时将部分高纯度冰融化为淡水，不仅节约了融冰所需要的热能，同时降低了制冰机内单位制冰量的需冷量；另外，回收并循环使用二级脱盐及三级脱盐过程中分离出的低温海水，也能起到节约预冷量、提高出冰率的作用；
[0057](4)浓海水回收，资源化利用:本发明收集初级脱盐得到的高盐浓度海水，可用作制盐或盐化工业的原料，降低其海水浓缩的成本，实现海水淡化后浓海水的资源化利用。
【附图说明】
[0058]图1是本发明所述的基于液化天然气冷能的海水淡化装置的示意图；图中:1一二次冷媒冷凝器；2—制冰机；3—冰水分离器；4一重力脱盐槽；5—碎冰机；6—过滤式离心脱盐装置；7—融冰槽；8—海水预冷盘管；9—海水供应系统；10—浓海水回收系统；
11—海水分布装置；12—储液罐；13— 二次冷媒泵；14—逆止阀；15—辅助加热盘管。
【具体实施方式】
[0059]以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0060]实施例1
[0061]按照以下步骤进行海水淡化:
[0062](I)取原始盐浓度为3%的海水；将液化天然气与气态R410a充分进行间接换热，得到气态天然气和液态R410a后，再将所述液态R410a与所述海水充分进行间接换热，得到气态R410a以及冰和浓海水；冰水分离后，回收浓海水，冰备用；
[0063]所述冰中盐的浓度为海水原始盐浓度的39% ；
[0064](2)取步骤(I)所得冰，在常压下静置，使冰的融化率为49%，静置的同时使冰水分离；回收液体，剩余的冰备用；
[0065](3)取步骤(2)所得剩余的冰，破碎至冰晶颗粒，在3000rpm条件下离心4min，离心的同时使冰水分离；回收液体，冰晶颗粒备用；
[0066](4)将步骤(3)所得冰晶颗粒完全融化，即可。
[0067]经本实施例处理后，海水的脱盐率为99.17% ;处理后所得水的质量为步骤(I)所得冰质量的7.54%。
[0068]实施例2
[0069]按照以下步骤进行海水淡化:
[0070](I)取原始盐浓度为3%的海水；将液化天然气与气态R410a充分进行间接换热，得到气态天然气和液态R410a后，再将所述液态R410a与所述海水充分进行间接换热，得到气态R410a以及冰和浓海水；冰水分离后，回收浓海水，冰备用；
[0071]所述冰中盐的浓度为海水原始盐浓度的60% ；
[0072](2)取步骤(I)所得冰，在常压下静置，使冰的融化率为39.5%，静置的同时使冰水分离；回收液体，剩余的冰备用；
[0073](3)取步骤(2)所得剩余的冰，破碎至冰晶颗粒，在5000rpm条件下离心4min，离心的同时使冰水分离；回收液体，冰晶颗粒备用；
[0074](4)将步骤(3)所得冰晶颗粒完全融化，即可。
[0075]经本实施例处理后，海水的脱盐率为96.8% ;处理后所得水的质量为步骤(I)所得冰质量的35.8%。
[0076]对比例
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