一種基于水合物法的兩級(jí)式海水淡化方法與裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于氣體水合物技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及到一種海水淡化方法與裝置。本發(fā)明中第一級(jí)海水淡化系統(tǒng)利用二氧化碳與海水生成二氧化碳水合物，然后分解得到淡水;第二級(jí)海水淡化系統(tǒng)利用丙烷與海水生成丙烷水合物，然后分解得到淡水。兩級(jí)式海水淡化裝置，包括串聯(lián)的第一級(jí)和第二級(jí)海水淡化裝置，每級(jí)淡化裝置包括氣液供給及其混合單元、氣體水合物生成及其輸送單元和氣體水合物分離分解單元。本發(fā)明效率高，耗能低，易于實(shí)現(xiàn)。
【專利說明】一種基于水合物法的兩級(jí)式海水淡化方法與裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于氣體水合物技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及到一種海水淡化方法與裝置，其主要用于沿海地區(qū)的海水淡化以彌補(bǔ)淡水資源的不足，同時(shí)也可用于其他液體濃度提純及高含鹽污水脫鹽凈化處理領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]地球上水的總量為14億立方千米，不過淡水儲(chǔ)量?jī)H占全球總水量的2.53%，而且其中的68.7%又以固體冰川的形式分布在難以開采的高山和南、北兩級(jí)地區(qū)。在過去的一個(gè)世紀(jì)里，由于人口增長(zhǎng)、工業(yè)發(fā)展和灌溉農(nóng)業(yè)的發(fā)展，水資源需求量猛增，水資源供需矛盾突出。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界約有1/3的人生活在中度和高度缺水的地區(qū)，約有80個(gè)國(guó)家，40%的世界人口嚴(yán)重缺水。而我國(guó)有2000萬人飲水困難，400多座城市嚴(yán)重缺水。在2009年末至2010年在中國(guó)的云南、貴州、廣西、重慶、四川等地發(fā)生了百年一遇的特大干旱事件，預(yù)計(jì)在2030年我國(guó)將會(huì)出現(xiàn)缺水高峰。此外，由于工業(yè)及生活污水的大量排放，水域污染嚴(yán)重，淡水水質(zhì)惡化。目前，我國(guó)大部分城市和地區(qū)的淡水資源都已受到不同程度的破壞。
[0003]所謂海水淡化就是脫除海水中多余的鹽份和其他礦物質(zhì)得到淡水的工程。我國(guó)海水淡化技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了近半個(gè)世紀(jì)，發(fā)展到目前為止，主要的海水淡化技術(shù)包括蒸餾法、膜法、結(jié)晶法、溶劑萃取法和離子交換法等。其中高效蒸餾法(MED)、多級(jí)閃蒸法(MSF)和反滲透膜法(RO)是當(dāng)今海水淡化三大主流淡化技術(shù)，并且已經(jīng)成功開展了大規(guī)模的生產(chǎn)應(yīng)用。但是這些技術(shù)分別存在能耗高，腐蝕速度快，結(jié)垢情況嚴(yán)重，操作條件苛刻，不夠環(huán)保等局限性，因而需要更為高效，低耗能，經(jīng)濟(jì)環(huán)保的海水淡化技術(shù)。
[0004]基于水合物法的海水淡化是一種冷凍法海水淡化技術(shù)，該技術(shù)利用水合劑與海水中的水形成水合物晶體，通過固態(tài)水合物與液體分離，再將水合物分解，最終得到淡水的方法。這種水合物法能從原理上避免海水淡化過程中的結(jié)垢，沉淀等問題，由于水合物合成的溫壓條件適中，水合劑能循環(huán)利用，因此能耗較低，成本也較低。水合物海水淡化技術(shù)具有消耗能源少，環(huán)境影響小，設(shè)備簡(jiǎn)單易操作等優(yōu)勢(shì)，是一種環(huán)境友好型的海水淡化技術(shù)，具有良好的應(yīng)用前景。`

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于實(shí)現(xiàn)一種基于水合物法的兩級(jí)式海水淡化方法，并公開一種海水淡化裝置，通過各種設(shè)備的系統(tǒng)組合，實(shí)現(xiàn)了沿海地區(qū)高效海水淡化的完整工藝流程，該方法效率高、易于實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明主要解決以下幾個(gè)問題:1.第一級(jí)海水淡化系統(tǒng)利用二氧化碳水合物的分解得到脫除鈉、鉀、鈣等離子的液相，第二級(jí)海水淡化系統(tǒng)則利用丙烷水合物的分解進(jìn)一步脫除液相中的鎂、硼等離子，得到合格的淡水。2.發(fā)明了海水噴淋氣液混合工藝，使生成水合物的氣液兩相充分混合，從而起到強(qiáng)化水合物生成的目的；2.發(fā)明了海水熱量利用工藝，提高了系統(tǒng)效率；3.發(fā)明了管道式水合物生成方法，保證水合物連續(xù)生成及其流動(dòng)性；4.發(fā)明了水合物分解和冷能利用工藝，節(jié)約了能源。[0006]本發(fā)明所述的一種基于水合物法的海水淡化方法，包括下述步驟:
a.第一級(jí)海水淡化系統(tǒng)利用二氧化碳與海水生成二氧化碳水合物，然后分解得到淡水。
1)氣液混合步驟:(1)由離心泵從大海中抽出的常溫海水經(jīng)過過濾器去除其中的泥土、沙石等固體雜質(zhì)后，進(jìn)入海水儲(chǔ)液罐，然后通過海水輸送管道到達(dá)繞在水合物分離分解器上的海水換熱盤管，將其熱量釋放后，經(jīng)過海水配給管道的輸送到達(dá)安裝在氣液混合器上部的霧化器中，經(jīng)過霧化的海水以霧滴的形式噴淋進(jìn)氣液混合器。(2)與此同時(shí)，儲(chǔ)氣瓶中的二氧化碳?xì)怏w經(jīng)過壓縮機(jī)從氣液混合器下部的進(jìn)氣口進(jìn)入氣液混合器，與霧化的海水充分混合，為水合物的生成提供了有利條件；
2)水合物生成及輸送步驟:(I)水合物生成管道置于海底，利用海底的低溫環(huán)境促使水合物快速生成。(2)在氣液混合器中充分混合的二氧化碳和海水進(jìn)入水合物生成管道，管道內(nèi)溫度由恒溫控制系統(tǒng)提供的冷卻水控制在2~6°C，管道內(nèi)壓力為I~5MPa。(3)生成的水合物漿液具有流動(dòng)性，在氣液混合器海水進(jìn)口前設(shè)置一加藥口，根據(jù)水合物漿液的生成情況，加入適量的水合物生成促進(jìn)劑，保證水合物以較高的速率生成。(4)在管道內(nèi)生成的水合物漿液通過水合物輸送管道輸送到水合物分離分解器，水合物漿液的管內(nèi)流速控制在 1.0 ~3.5m/s ；
3)水合物分離及分解步驟:(I)連續(xù)生成的含有高含鹽游離水的水合物漿液通過水合物輸送管道進(jìn)入水合物分離分解器，分離出的高含鹽水經(jīng)過處理后排入大?；蛑苯优湃氪蠛?。(2)固液分離結(jié)束后，水合物開始分解成二氧化碳?xì)怏w和淡水，解釋放出的二氧化碳?xì)怏w經(jīng)壓縮機(jī)加壓后通過氣相循環(huán)管道匯入進(jìn)氣管道，進(jìn)而進(jìn)入氣液混合器。(3)水合物分解出的淡水經(jīng)過繞在氣液混合器上的淡水換熱盤管與氣液混合器進(jìn)行冷量交換后，經(jīng)檢驗(yàn)合格進(jìn)入淡水收集罐并外運(yùn)，如果淡水中鎂、硼等離子含量超標(biāo)，則經(jīng)循環(huán)管道進(jìn)入第二級(jí)海水淡化系統(tǒng)再次淡化。` b.第二級(jí)海水淡化系統(tǒng)利用丙烷與海水生成丙烷水合物，然后分解得到淡水。
1)氣液混合步驟:(I)由第一級(jí)海水淡化系統(tǒng)供給的水質(zhì)未達(dá)標(biāo)淡水通過輸送管道到達(dá)繞在水合物分離分解器上的海水換熱盤管，將其熱量釋放后，輸送到安裝在氣液混合器上部的霧化器中，經(jīng)過霧化的海水以霧滴的形式噴淋進(jìn)氣液混合器。(2)與此同時(shí)，儲(chǔ)氣瓶中的丙烷氣體經(jīng)過壓縮機(jī)從氣液混合器下部的進(jìn)氣口進(jìn)入氣液混合器，與霧化的未達(dá)標(biāo)淡水充分混合，為水合物的生成提供了有利條件；
2)水合物生成及輸送步驟:(I)水合物生成管道置于海底，利用海底的低溫環(huán)境促使水合物快速生成。(2)在氣液混合器中充分混合的丙烷和未達(dá)標(biāo)淡水進(jìn)入水合物生成管道，管道內(nèi)溫度由恒溫控制系統(tǒng)提供的冷卻水控制在2~6°C，管道內(nèi)壓力為I~5MPa。(3)生成的水合物漿液具有流動(dòng)性，在氣液混合器海水進(jìn)口前設(shè)置一加藥口，根據(jù)水合物漿液的生成情況，加入適量的水合物生成促進(jìn)劑，保證水合物以較高的速率生成。(4)在管道內(nèi)生成的水合物漿液通過水合物輸送管道輸送到水合物分離分解器，水合物漿液的管內(nèi)流速控制在 1.0 ~3.5m/s ；
3)水合物分離及分解步驟:(I)連續(xù)生成的含有高含鹽游離水的水合物漿液通過水合物輸送管道進(jìn)入水合物分離分解器，分離出的高含鹽水經(jīng)過處理后排入大?；蛑苯优湃氪蠛！?2)固液分離結(jié)束后，水合物開始分解成二氧化碳?xì)怏w和淡水，解釋放出的二氧化碳?xì)怏w經(jīng)壓縮機(jī)加壓后通過氣相循環(huán)管道匯入進(jìn)氣管道，進(jìn)而進(jìn)入氣液混合器。(3)水合物分解出的淡水經(jīng)過繞在氣液混合器上的淡水換熱盤管與氣液混合器進(jìn)行冷量交換后，進(jìn)入淡水收集罐并外運(yùn)。
在各工藝流程中，溫度、壓力由溫度計(jì)、壓力計(jì)監(jiān)測(cè)后輸送到計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行分析處理，從而保證整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
[0007]上述方法的水合物生成步驟中，在氣液混合器海水進(jìn)口前設(shè)置一加藥口，根據(jù)水合物漿液的生成情況，加入適量的水合物生成促進(jìn)劑，保證水合物以較高的速率生成。
[0008]上述方法的水合物分離分解步驟中，在分離分解器底部安裝加熱器，加熱器動(dòng)力由太陽能提供，通過加熱使水合物高效分解。
[0009]上述方法的水合物分離分解步驟中，在輸水泵前設(shè)置一加藥口，根據(jù)水合物的分解情況，加入適量的水合物抑制劑，從而提高水合物的分解速度。
[0010]上述方法中第二級(jí)海水淡化系統(tǒng)所安裝的儀表采用本安防爆型儀表，杜絕易燃易爆氣體丙烷發(fā)生燃燒爆炸的危險(xiǎn)。
[0011]本發(fā)明中，當(dāng)?shù)谝患?jí)海水淡化系統(tǒng)所生產(chǎn)的淡水質(zhì)量達(dá)標(biāo)時(shí)，無需使用第二級(jí)海水淡化裝置，為提高海水淡化規(guī)模，此時(shí)第二級(jí)海水淡化系統(tǒng)改用二氧化碳，兩級(jí)海水淡化系統(tǒng)同時(shí)進(jìn)行海水淡化工作。
本發(fā)明兩級(jí)式海水淡化裝置，包括串聯(lián)的第一級(jí)和第二級(jí)海水淡化裝置，每級(jí)淡化裝置包括氣液供給及其混合單元、氣體水合物生成及其輸送單元和氣體水合物分離分解單
J Li ο
具體部件如下:
(I)第一級(jí)海水淡化裝置，其中:
氣液供給及其混合單元如圖2，主要包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(21)，進(jìn)液通道、進(jìn)氣通道和氣液混合裝置組成，其中進(jìn)液通道由過濾器(I)，海水提取泵(2)，流量計(jì)(3)、(8)，海水儲(chǔ)液罐(4)，海水輸送泵(5)，壓力計(jì)(6)，溫度計(jì)(7)，海水輸送管道(9)構(gòu)成，進(jìn)氣通道由儲(chǔ)氣瓶(15)，壓縮機(jī)(16)，壓力計(jì)(17)，溫度計(jì)(18)，流量計(jì)(19)，進(jìn)氣管道(20)構(gòu)成，氣液混合裝置由海水換熱管道(10)，海水配給管道(11)，加藥口(12)，氣液混合器(13)，液體霧化器(14)構(gòu)成，海水跟氣體分別經(jīng)過進(jìn)液通道和進(jìn)氣通道匯入氣液混合器(13);數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(21)通過設(shè)置在進(jìn)液通道和進(jìn)氣通道上的壓力計(jì)、溫度計(jì)、流量計(jì)實(shí)時(shí)檢測(cè)運(yùn)行工況；氣體水合物生成及其輸送單元如圖3，主要包括水合物生成及輸送通道和恒溫控制系統(tǒng)，其中水合物生成及輸送通道由氣液混合物輸送管道(22)，水合物生成管道(23)，水合物輸送管道(24)依次連接構(gòu)成的通道構(gòu)成，水合物生成管道(23)上設(shè)有壓力計(jì)(25)，溫度計(jì)(26)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(32)通過壓力計(jì)、溫度計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水合物生成及輸送單元運(yùn)行工況，恒溫控制系統(tǒng)由恒溫水箱(27 )，冷卻水回水管道(28 )，冷卻水循環(huán)套管(29 )，冷卻水供給管道(30)，高壓輸送泵(31)構(gòu)成，水合物生成管道內(nèi)溫度由恒溫控制系統(tǒng)提供的冷卻水控制在2~6°C，管道內(nèi)壓力為I~5MPa ；
氣體水合物分離分解單元如圖4，主要包括水合物分離分解器(33)、氣體釋放通道、淡水收集通道，水合物分離分解器(33 )上部依次連接減壓閥(38 )，壓縮機(jī)(39 )，流量計(jì)(40 )，氣體輸送管道(41)構(gòu)成氣體釋放通道；水合物分離分解器(33)下部連接高含鹽水輸送管道(42)排放高含鹽水或依次連 接淡水輸送泵(43)，流量計(jì)(44)，淡水輸送管道(45)、(47)，淡水換熱管道(46)，淡水質(zhì)量檢測(cè)口(48)，淡水收集罐(49)，次級(jí)淡水輸送管道(50)構(gòu)成淡水收集通道；分離分解器(33)上部安裝壓力計(jì)(34)，溫度計(jì)(35)以監(jiān)測(cè)分離分解器內(nèi)的壓力與溫度，并由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(51)處理分析以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行；此外，分離分解器(33)設(shè)有加藥口(36)、太陽能板加熱器(37)以保證水合物的快速分解。
(2)第二級(jí)海水淡化裝置，其中:
氣液供給及其混合單元，主要包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(72)，進(jìn)液通道、進(jìn)氣通道和氣液混合裝置組成，其中進(jìn)液通道由過濾器(52)，海水提取泵(53)，流量計(jì)(54)、(59)，液體儲(chǔ)罐
(55)，液體輸送泵(56)，壓力計(jì)(57)，溫度計(jì)(58)，液體輸送管道(60)構(gòu)成，進(jìn)氣通道由儲(chǔ)氣瓶(66)，壓縮機(jī)(67)，壓力計(jì)(68)，溫度計(jì)(69)，流量計(jì)(70)，進(jìn)氣管道(71)構(gòu)成，氣液混合裝置由液體換熱管道(61)，液體配給管道(62)，加藥口(63)，氣液混合器(64)，液體霧化器(65)構(gòu)成，液體跟氣體分別經(jīng)過進(jìn)液通道和進(jìn)氣通道匯入氣液混合器(64);數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(72)通過設(shè)置在進(jìn)液通道和進(jìn)氣通道上的壓力計(jì)、溫度計(jì)、流量計(jì)實(shí)時(shí)檢測(cè)運(yùn)行工況；
氣體水合物生成及其輸送單元，主要包括水合物生成及輸送通道和恒溫控制系統(tǒng)，其中水合物生成及輸送通道由氣液混合物輸送管道(73)，水合物生成管道(74)，水合物輸送管道(75)依次連接構(gòu)成的通道構(gòu)成，水合物生成管道(74)上設(shè)有壓力計(jì)(76)，溫度計(jì) (77)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(83)通過壓力計(jì)、溫度計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水合物生成及輸送單元運(yùn)行工況，恒溫控制系統(tǒng)由恒溫水箱(78)，冷卻水回水管道(79)，冷卻水循環(huán)套管(80)，冷卻水供給管道(81)，高壓輸送泵(82)構(gòu)成，水合物生成管道內(nèi)溫度由恒溫控制系統(tǒng)提供的冷卻水控制在2~6°C，管道內(nèi)壓力為I~5MPa;
氣體水合物分離分解單元，主要包括水合物分離分解器(84)、氣體釋放通道、淡水收集通道，水合物分離分解器(84)上部依次連接減壓閥(89)，壓縮機(jī)(90)，流量計(jì)(91)，氣體輸送管道(92)構(gòu)成氣體釋放通道；水合物分離分解器(84)下部連接高含鹽水輸送管道(93)排放高含鹽水或依次連接淡水輸送泵(94)，流量計(jì)(95)，淡水輸送管道(96)、(98)，淡水換熱管道(97)，淡水質(zhì)量檢測(cè)口(99)，淡水收集罐(100)構(gòu)成淡水收集通道；分離分解器(84)上部安裝壓力計(jì)(85)，溫度計(jì)(86)以監(jiān)測(cè)分離分解器內(nèi)的壓力與溫度，并由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(101)處理分析以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行；此外，分離分解器(84)設(shè)有加藥口(87)、太陽能板加熱器(88)以保證水合物的快速分解。
包括串聯(lián)的第一級(jí)和第二級(jí)海水淡化裝置，其特征在于每級(jí)淡化裝置包括氣液供給及其混合單元、氣體水合物生成及其輸送單元和氣體水合物分離分解單元。
[0012]本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)在以下幾個(gè)方面:
I)發(fā)明了氣液兩相混合工藝，即海水霧化后以霧滴的形式從氣液混合器的上部噴淋進(jìn)氣液混合器，氣體則從混合器底部進(jìn)入混合器，使得氣液兩相充分混合，為水合物的生成提供了有利的條件。
[0013]2)發(fā)明了管道式水合物連續(xù)生成及輸送工藝，將水合物生成管道置于海底，利用海底的低溫環(huán)境促進(jìn)水合物的生成。管道生成的水合物以漿液的形式存在，而不是塊狀固體水合物，從而保證了水合物漿液的連續(xù)生成及其流動(dòng)性。
[0014]3)發(fā)明了水合物分離及分解工藝，水合物分解產(chǎn)生的氣體循環(huán)利用，節(jié)約了運(yùn)行費(fèi)用，并減少了溫室氣體的排放。利用太陽能為分離分解器中的加熱器提供動(dòng)力，在保證水合物高效分解的同時(shí)節(jié)約了能源。
[0015]4)發(fā)明了常溫海水與水合物分解反應(yīng)器進(jìn)行熱量交換及低溫淡水與氣液混合器進(jìn)行冷量交換的工藝，提高了系統(tǒng)綜合效率，降低了運(yùn)行費(fèi)用。
[0016]5))發(fā)明了兩級(jí)式海水淡化方法，并使用不同氣體生成水合物，使第一級(jí)淡化未達(dá)標(biāo)的淡水進(jìn)入第二級(jí)海水淡化系統(tǒng)再次淡化，保證了淡水的連續(xù)生產(chǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1基于水合物法的兩級(jí)式海水淡化工藝流程。
[0018]圖2氣液供給及其混合單元。
[0019]圖3氣體水合物生成及其輸送單元。
[0020]圖4氣體水合物分離分解單元。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)地說明:
本發(fā)明是一種基于水合物法的兩級(jí)式海水淡化方法，如圖1所示，第一級(jí)海水淡化系統(tǒng)內(nèi)生成二氧化碳水合物，而第二級(jí)海水淡化系統(tǒng)內(nèi)則生成丙烷水合物，各級(jí)海水淡化系統(tǒng)均包括氣液混合工藝、水合物生成及輸送工藝、水合物分離分解工藝三個(gè)部分。液體為自然界中的海水或高含鹽 工業(yè)污水。
[0022]關(guān)于第一級(jí)氣液混合工藝，包括過濾器(I)，海水提取泵(2)，流量計(jì)(3)，海水儲(chǔ)液罐(4)，海水輸送泵(5)，壓力計(jì)(6)，溫度計(jì)(7)，流量計(jì)(8)，海水輸送管道(9)，海水換熱管道(10)，海水配給管道(11)，加藥口(12)，氣液混合器(13)，液體霧化器(14)，儲(chǔ)氣瓶
(15)，壓縮機(jī)(16)，壓力計(jì)(17)，溫度計(jì)(18)，流量計(jì)(19)，進(jìn)氣管道(20)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
(21)等。由海水提取泵(2)從大海中抽出的海水經(jīng)過過濾器(I)，去除海水中的污泥、沙石等固體雜質(zhì)，經(jīng)過流量計(jì)(3)計(jì)量海水的瞬時(shí)流量及累積流量后，進(jìn)入海水儲(chǔ)液罐(4)進(jìn)行緩沖；然后海水經(jīng)過海水輸送泵(5)進(jìn)入海水輸送管道(9)，海水瞬時(shí)流量及累積流量由流量計(jì)(8)測(cè)量，海水輸送管道(9)的運(yùn)行工況由壓力計(jì)(6)、溫度計(jì)(7)進(jìn)行監(jiān)測(cè)；海水進(jìn)入海水換熱管道(10)釋放出熱量后進(jìn)入海水配給管道(11)，為了進(jìn)一步促進(jìn)水合物生成在氣液混合器液相進(jìn)口前設(shè)置一加藥口(12)，海水經(jīng)過液體霧化器(14)霧化成小水滴后進(jìn)入氣液混合器(13);與此同時(shí)，儲(chǔ)氣瓶(15)中的二氧化碳?xì)怏w經(jīng)過壓縮機(jī)(16)增壓后經(jīng)進(jìn)氣管道(20)進(jìn)入氣液混合器(13)，二氧化碳?xì)怏w瞬時(shí)流量及累積流量由流量計(jì)(19)測(cè)量，進(jìn)氣管道(20)的運(yùn)行工況由壓力計(jì)(17)、溫度計(jì)(18)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。系統(tǒng)壓力、溫度等運(yùn)行參數(shù)由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(21)收集處理，海水與二氧化碳在氣液混合器(13)中充分混合，為水合物的生成提供有利條件。
[0023]關(guān)于第一級(jí)水合物生成及輸送工藝，包括氣液混合物輸送管道(22)，水合物生成管道(23)，水合物輸送管道(24)，壓力計(jì)(25)，溫度計(jì)(26)，恒溫控制系統(tǒng)(27)，冷卻水回水管道(28)，冷卻水循環(huán)套管(29)，冷卻水供給管道(30)，高壓輸送泵(31)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
(32)等。經(jīng)過充分混合的二氧化碳?xì)怏w和海水經(jīng)過氣液混合物輸送管道(22)進(jìn)入水合物生成管道(23)。水合物的生成需要低溫、高壓環(huán)境，水合物生成管道(23)中的低溫主要由冷卻水循環(huán)套管(29)中流動(dòng)的冷卻水來控制。水合物生成管道置于海底，海底的低溫高壓環(huán)境促進(jìn)了水合物的生成，降低了制冷系統(tǒng)的工作負(fù)荷，節(jié)約了能源，降低了成本。水合物生成管道(23)中的溫度控制在2~6°C，通過氣液混合物的注入維持水合物生成管道(23)中的壓力，其壓力維持在I~5MPa，為二氧化碳水合物的生成提供適宜的環(huán)境條件。水合物生成管道(23)由連續(xù)彎折的管道構(gòu)成，其直徑與水合物輸送管道(24)相同，單根水合物生成管道長(zhǎng)12m，管道總長(zhǎng)度由海水淡化規(guī)模決定，通常為96~120m。水合物生成之后，進(jìn)入水合物輸送管道(24)，經(jīng)過高壓輸送泵(31)進(jìn)入水合物分離分解器。水合物輸送管道采用單層鋼管和防腐層組合方式建造而成，鋼管規(guī)格Φ480Χ20，材質(zhì)為16Mn。水合物生成及輸送單元運(yùn)行工況由壓力計(jì)(25)、溫度計(jì)(26)等儀表進(jìn)行監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)壓力、溫度等運(yùn)行參數(shù)由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(32)收集處理。
[0024]關(guān)于第一級(jí)水合物分離分解工藝，包括水合物分離分解器(33)，壓力計(jì)(34)，溫度計(jì)(35)，太陽能板加熱器(37)，加藥口(36)，減壓閥(38)，壓縮機(jī)(39)，流量計(jì)(40)，氣體輸送管道(41)，高含鹽水輸送管道(42，淡水輸送泵(43)，流量計(jì)(44)，淡水輸送管道
(45)、(47)，淡水換熱管道(46)，淡水質(zhì)量檢測(cè)口(48)，淡水收集罐(49)，次級(jí)淡水輸送管道(50)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(51)等；含有游離水的水合物漿液通過水合物輸送管道(31)首先進(jìn)入水合物分離分解器(33)，水合物分離分解器(33)安裝有壓力計(jì)(24)，溫度計(jì)(35)，用來檢測(cè)罐內(nèi)的壓力與溫度。水合物分離分解器(33)內(nèi)設(shè)置一層孔隙較為密集的隔離網(wǎng)，固體狀水合物顆粒被保留在隔離網(wǎng)上，游離水流入罐底。分離出來的游離水，即高含鹽水，通過高含鹽水輸送管道(42)直接排入大?；蚪?jīng)過處理后排入大海。分離分解器(33)中的水合物在常壓高溫的環(huán)境下自行分解，水合物分離分解器(33)吸收海水換熱管道(10)中常溫海水熱交換釋放出來的熱量，并在分離分解器(33)底部設(shè)置太陽能加熱器加熱器(37)，使分離分解器(33)內(nèi)溫度維持在20°C，保證罐內(nèi)水合物的順利分解。此外，為進(jìn)一步提高水合物的分解速度，設(shè)置加藥口(36)，根據(jù)水合物的分解情況，適量加入醇類等水合物熱力學(xué)抑制劑，進(jìn)一步提高水合物分解速度。水合物分解產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w經(jīng)過減壓閥(38)進(jìn)入氣體輸送管道(41)，進(jìn)而返回氣液混合器再次參與水合物的生成，實(shí)現(xiàn)二氧化碳?xì)怏w的循環(huán)利用，節(jié)約了運(yùn)行成本`。由于水合物的分解是一個(gè)吸熱過程，導(dǎo)致分解出來的淡水溫度較低，分離出來的淡水經(jīng)過淡水輸送泵(43)后通過淡水輸送管道(45)、(47)，首先進(jìn)入繞在氣液混合器外的淡水換熱管道(46)實(shí)現(xiàn)冷量的收集。淡水輸送管道的瞬時(shí)流量及累積流量由流量計(jì)(40)進(jìn)行測(cè)量。在淡水質(zhì)量檢測(cè)口(48)取樣檢測(cè)，質(zhì)量達(dá)標(biāo)的淡水進(jìn)入淡水收集罐(49)，否則通過次級(jí)淡水輸送管道(50)進(jìn)入下一級(jí)海水淡化系統(tǒng)，在此重復(fù)以上步驟進(jìn)行淡化處理。系統(tǒng)壓力、溫度等運(yùn)行參數(shù)由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(51)收集處理。
[0025]該系統(tǒng)運(yùn)行過程如下:由離心泵(海水提取泵)從大海中提取的常溫海水首先進(jìn)入海水儲(chǔ)液罐進(jìn)行緩沖，然后經(jīng)過配水管道的輸送到達(dá)繞在水合物分解反應(yīng)器上的盤管中，與水合物分解反應(yīng)器中的水合物進(jìn)行熱量交換后，經(jīng)過注水管道的輸送到達(dá)安裝在氣液混合器上部的霧化器中，經(jīng)過霧化的海水以霧滴的形式噴淋進(jìn)氣液混合器。與此同時(shí)，由儲(chǔ)氣瓶提供的二氧化碳?xì)怏w經(jīng)過壓縮機(jī)從氣液混合器下部的進(jìn)氣口進(jìn)入氣液混合器，與霧化的海水充分混合，為水合物的生成提供了有利條件；在氣液混合器中充分混合的二氧化碳和海水進(jìn)入水合物生成管道，水合物生成管道中的低溫主要由冷卻水循環(huán)套管中流動(dòng)的冷卻水來控制。水合物生成管道置于海底，海底的低溫高壓環(huán)境促進(jìn)了水合物的生成，降低了制冷系統(tǒng)的工作負(fù)荷，節(jié)約了能源，降低了成本。水合物生成管道(24)中的溫度控制在2~6°C，通過氣液混合物的注入維持水合物生成管道(24)中的壓力，其壓力維持在I~5MPa，為二氧化碳水合物的生成提供適宜的環(huán)境條件，管道內(nèi)添加水合物促進(jìn)劑，根據(jù)水合物漿液的生成情況，加入適量的水合物生成促進(jìn)劑，保證水合物以較高的速率生成。含有游離水的水合物漿液通過水合物輸送管道首先進(jìn)入水合物分離分解器，水合物分離分解器安裝有壓力計(jì)，溫度計(jì)，用來檢測(cè)罐內(nèi)的壓力與溫度。水合物漿液在分離分解反器中逐步分解成二氧化碳?xì)怏w和淡水。水合物分離分解器內(nèi)設(shè)置一層孔隙較為密集的隔離網(wǎng)，固體狀水合物顆粒被保留在隔離網(wǎng)上，游離水流入罐底。分離出來的游離水，即高含鹽水直接排入大?；蚪?jīng)過處理后排入大海。分離分解器中的水合物在常壓高溫的環(huán)境下自行分解，水合物分離分解器吸收海水換熱管道中常溫海水熱交換釋放出來的熱量，并在分離分解器底部設(shè)置太陽能加熱器加熱器，使分離分解器內(nèi)溫度維持在20°C，保證罐內(nèi)水合物的順利分解。此外，為進(jìn)一步提高水合物的分解速度，設(shè)置加藥口，根據(jù)水合物的分解情況，適量加入醇類等水合物熱力學(xué)抑制劑，進(jìn)一步提高水合物分解速度。水合物分解產(chǎn)生的二氧化碳?xì)夥祷貧庖夯旌掀髟俅螀⑴c水合物的生成，實(shí)現(xiàn)二氧化碳?xì)怏w的循環(huán)利用，節(jié)約了運(yùn)行成本。由于水合物的分解是一個(gè)吸熱過程，導(dǎo)致分解出來的淡水溫度較低，分離出來的淡水經(jīng)過淡水輸送泵后通過淡水輸送管道，首先進(jìn)入繞在氣液混合器外的淡水換熱管道實(shí)現(xiàn)冷量的收集。淡水輸送管道的瞬時(shí)流量及累積流量由流量計(jì)進(jìn)行測(cè)量。在淡水質(zhì)量檢測(cè)口取樣檢測(cè)，質(zhì)量達(dá)標(biāo)的淡水進(jìn)入淡水收集罐，或淡水中鎂、硼等離子含量超標(biāo)，則經(jīng)循環(huán)管道進(jìn)入第二級(jí)海水淡化系統(tǒng)再次淡化。[0026]關(guān)于第二級(jí)氣液混合工藝，包括過濾器(52)，液體提取泵(53)，流量計(jì)(54)，液體儲(chǔ)罐(55)，液體輸送泵(56)，壓力計(jì)(57)，溫度計(jì)(58)，流量計(jì)(59)，液體輸送管道(60),液體換熱管道(61)，液體配給管道(62 )，加藥口( 63 )，氣液混合器(64)，液體霧化器(65 )，儲(chǔ)氣瓶(66)，壓縮機(jī)(67)，壓力計(jì)(68)，溫度計(jì)(69)，流量計(jì)(70)，進(jìn)氣管道(71)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(72)等。由第一級(jí)海水淡化系統(tǒng)供給的水質(zhì)未達(dá)標(biāo)淡水進(jìn)入液體換熱管道(61)釋放出熱量后進(jìn)入液體配給管道(62)，為了進(jìn)一步促進(jìn)水合物生成在氣液混合器液相進(jìn)口前設(shè)置一加藥口(63)，海水經(jīng)過液體霧化器(65)霧化成小水滴后進(jìn)入氣液混合器(64);與此同時(shí)，儲(chǔ)氣瓶(66)中的丙烷氣體經(jīng)過壓縮機(jī)(67)增壓后經(jīng)進(jìn)氣管道(71)進(jìn)入氣液混合器(64)，丙烷氣體瞬時(shí)流量及累積流量由流量計(jì)(70)測(cè)量，進(jìn)氣管道(71)的運(yùn)行工況由壓力計(jì)(68)、溫度計(jì)(69)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。系統(tǒng)壓力、溫度等運(yùn)行參數(shù)由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(72)收集處理，海水與丙烷氣體在氣液混合器(64)中充分混合，為水合物的生成提供有利條件。
[0027]關(guān)于第二級(jí)水合物生成及輸送工藝，包括氣液混合物輸送管道(73)，水合物生成管道(74)，水合物輸送管道(75)，壓力計(jì)(76)，溫度計(jì)(77)，恒溫控制系統(tǒng)(78)，冷卻水供給管道(79)，冷卻水循環(huán)套管(80)，冷卻水回水管道(81)，高壓輸送泵(82)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
(83)等。經(jīng)過充分混合的丙烷氣體和海水經(jīng)過氣液混合物輸送管道(73)進(jìn)入水合物生成管道(74)。水合物的生成需要低溫、高壓環(huán)境，水合物生成管道(74)中的低溫主要由冷卻水循環(huán)套管(80)中流動(dòng)的冷卻水來控制。水合物生成管道置于海底，海底的低溫高壓環(huán)境促進(jìn)了水合物的生成，降低了制冷系統(tǒng)的工作負(fù)荷，節(jié)約了能源，降低了成本。水合物生成管道(74)中的溫度控制在2~6°C，通過氣液混合物的注入維持水合物生成管道(74)中的壓力，其壓力維持在I~5MPa，為丙烷水合物的生成提供適宜的環(huán)境條件。水合物生成管道
(73)由連續(xù)彎折的管道構(gòu)成，其直徑與水合物輸送管道(75)相同，單根水合物生成管道長(zhǎng)12m，管道總長(zhǎng)度由海水淡化規(guī)模決定，通常為96~120m。水合物生成之后，進(jìn)入水合物輸送管道(75)，經(jīng)過高壓輸送泵(82)進(jìn)入水合物分離分解器。水合物輸送管道采用單層鋼管和防腐層組合方式建造而成，鋼管規(guī)格Φ480Χ20，材質(zhì)為16Mn。水合物生成及輸送單元運(yùn)行工況由壓力計(jì)(76)、溫度計(jì)(77)等儀表進(jìn)行監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)壓力、溫度等運(yùn)行參數(shù)由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(83)收集處理。
[0028]關(guān)于第二級(jí)水合物分離分解工藝，包括水合物分離分解器(84)，壓力計(jì)(85)，溫度計(jì)(86)，太陽能板加熱器(88)，加藥口(87)，減壓閥(89)，壓縮機(jī)(90)，流量計(jì)(91)，氣體輸送管道(92)，高含鹽水輸送管道(93)，淡水輸送泵(94)，流量計(jì)(95)，淡水輸送管道(96)、(98)，淡水換熱管道(97)，淡水質(zhì)量檢測(cè)口(99)，淡水收集罐(100)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(101)等。含有游離水的水合物漿液通過水合物輸送管道(75)進(jìn)入水合物分離分解器
(84)，水合物分離分解器(84)安裝有壓力計(jì)(85)，溫度計(jì)(86)，用來檢測(cè)罐內(nèi)的壓力與溫度。水合物分離分解器(84)內(nèi)設(shè)置一層孔隙較為密集的隔離網(wǎng)，固體狀水合物顆粒被保留在隔離網(wǎng)上，游離水流入罐底。分離出來的游離水，即高含鹽水，通過高含鹽水輸送管道(93)直接排入大?；蚪?jīng)過處理后排入大海。分離分解器(84)中的水合物在常壓高溫的環(huán)境下自行分解，水合物分離分解器(84)吸收海水換熱管道(61)中常溫海水熱交換釋放出來的熱量，并在分離分解器(84)底部設(shè)置太陽能加熱器加熱器(88)，使分離分解器(84)內(nèi)溫度維持在20°C，保證罐內(nèi)水合物的順利分解。此外，為進(jìn)一步提高水合物的分解速度，設(shè)置加藥口(87)，根據(jù)水合物的分解情況，適量加入醇類等水合物熱力學(xué)抑制劑，進(jìn)一步提高水合物分解速度。水合物分解產(chǎn)生的丙烷氣體經(jīng)過減壓閥(89)進(jìn)入氣體輸送管道(92)，進(jìn)而返回氣液混合器再次參與水合物的生成，實(shí)現(xiàn)丙烷氣體的循環(huán)利用，節(jié)約了運(yùn)行成本。由于水合物的分解是一個(gè)吸熱過程，導(dǎo)致分解出來的淡水溫度較低，分離出來的淡水經(jīng)過淡水輸送泵(96 )、( 98 )后通過淡水輸送管道(96 )、( 98 )，首先進(jìn)入繞在氣液混合器外的淡水換熱管道(97)實(shí)現(xiàn)冷量的收集。淡水輸送管道的瞬時(shí)流量及累積流量由流量計(jì)(95)進(jìn)行測(cè)量。進(jìn)過淡化后的淡水進(jìn)入淡水收集罐(100)。系統(tǒng)壓力、溫度等運(yùn)行參數(shù)由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(101)收集處理。
[0029]第二級(jí)海水淡化系統(tǒng)運(yùn)行過`程如下:由第一級(jí)海水淡化系統(tǒng)供給的未達(dá)標(biāo)淡水經(jīng)過配水管道的輸送到達(dá)繞在水合物分解反應(yīng)器上的盤管中，與水合物分解反應(yīng)器中的水合物進(jìn)行熱量交換后，經(jīng)過注水管道的輸送到達(dá)安裝在氣液混合器上部的霧化器中，經(jīng)過霧化的海水以霧滴的形式噴淋進(jìn)氣液混合器。與此同時(shí)，由儲(chǔ)氣瓶提供的丙烷氣體經(jīng)過壓縮機(jī)從氣液混合器下部的進(jìn)氣口進(jìn)入氣液混合器，與霧化的海水充分混合，為水合物的生成提供了有利條件；在氣液混合器中充分混合的丙烷氣體和海水進(jìn)入水合物生成管道，水合物生成管道中的低溫主要由冷卻水循環(huán)套管中流動(dòng)的冷卻水來控制。水合物生成管道置于海底，海底的低溫高壓環(huán)境促進(jìn)了水合物的生成，降低了制冷系統(tǒng)的工作負(fù)荷，節(jié)約了能源，降低了成本。水合物生成管道(24)中的溫度控制在2~6°C，通過氣液混合物的注入維持水合物生成管道中的壓力，其壓力維持在I~5MPa，為丙烷水合物的生成提供適宜的環(huán)境條件，管道內(nèi)添加水合物促進(jìn)劑，根據(jù)水合物漿液的生成情況，加入適量的水合物生成促進(jìn)劑，保證水合物以較高的速率生成。含有游離水的水合物漿液通過水合物輸送管道首先進(jìn)入水合物分離分解器，水合物分離分解器安裝有壓力計(jì)，溫度計(jì)，用來檢測(cè)罐內(nèi)的壓力與溫度。水合物漿液在分離分解反器中逐步分解成丙烷氣體和淡水。水合物分離分解器內(nèi)設(shè)置一層孔隙較為密集的隔離網(wǎng)，固體狀水合物顆粒被保留在隔離網(wǎng)上，游離水流入罐底。分離出來的游離水，即高含鹽水直接排入大?；蚪?jīng)過處理后排入大海。分離分解器中的水合物在常壓高溫的環(huán)境下自行分解，水合物分離分解器吸收海水換熱管道中常溫海水熱交換釋放出來的熱量，并在分離分解器底部設(shè)置太陽能加熱器加熱器，使分離分解器內(nèi)溫度維持在20°C，保證罐內(nèi)水合物的順利分解。此外，為進(jìn)一步提高水合物的分解速度，設(shè)置加藥口，根據(jù)水合物的分解情況，適量加入醇類等水合物熱力學(xué)抑制劑，進(jìn)一步提高水合物分解速度。水合物分解產(chǎn)生的丙烷氣體返回氣液混合器再次參與水合物的生成，實(shí)現(xiàn)丙烷氣體的循環(huán)利用，節(jié)約了運(yùn)行成本。由于水合物的分解是一個(gè)吸熱過程，導(dǎo)致分解出來的淡水溫度較低，分離出來的淡水經(jīng)過淡水輸送泵后通過淡水輸送管道，首先進(jìn)入繞在氣液混合器外的淡水換熱管道實(shí)現(xiàn)冷量的收集。淡水輸送管道的瞬時(shí)流量及累積流量由流量計(jì)進(jìn)行測(cè)量。經(jīng)過淡化處理 后的淡水進(jìn)入淡水收集罐，并外運(yùn)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于水合物法的兩級(jí)式海水淡化方法，其特征在于它包括以下步驟: a.第一級(jí)海水淡化系統(tǒng)利用二氧化碳與海水生成二氧化碳水合物，然后分解得到淡水； 1)氣液混合步驟:(1)由離心泵從大海中抽出的常溫海水經(jīng)過過濾器去除固體雜質(zhì)后，進(jìn)入海水儲(chǔ)液罐，然后通過海水輸送管道到達(dá)繞在水合物分離分解器上的海水換熱盤管，將其熱量釋放后，經(jīng)過海水配給管道的輸送到達(dá)安裝在氣液混合器上部的霧化器中，經(jīng)過霧化的海水以霧滴的形式噴淋進(jìn)氣液混合器；(2)與此同時(shí)，儲(chǔ)氣瓶中的二氧化碳?xì)怏w經(jīng)過壓縮機(jī)從氣液混合器下部的進(jìn)氣口進(jìn)入氣液混合器，與霧化的海水充分混合； 2)水合物生成及輸送步驟:(I)水合物生成管道置于海底，利用海底的低溫環(huán)境促使水合物快速生成；(2)在氣液混合器中充分混合的二氧化碳和海水進(jìn)入水合物生成管道，管道內(nèi)溫度由恒溫控制系統(tǒng)提供的冷卻水控制在2~6°C，管道內(nèi)壓力為I~5MPa; (3)生成的水合物漿液具有流動(dòng)性，在氣液混合器海水進(jìn)口前設(shè)置一加藥口，根據(jù)水合物漿液的生成情況，加入適量的水合物生成促進(jìn)劑，保證水合物以較高的速率生成；(4)在管道內(nèi)生成的水合物漿液通過水合物輸送管道輸送到水合物分離分解器，水合物漿液的管內(nèi)流速控制在 1.0 ~3.5m/s ； 3)水合物分離及分解步驟:(I)連續(xù)生成的含有高含鹽游離水的水合物漿液通過水合物輸送管道進(jìn)入水合物分離分解器，分離出的高含鹽水經(jīng)過處理后排入大?；蛑苯优湃氪蠛?； (2)固液分離結(jié)束后，水合物開始分解成二氧化碳?xì)怏w和淡水，釋放出的二氧化碳?xì)怏w經(jīng)壓縮機(jī)加壓后通過氣相循環(huán)管道匯入進(jìn)氣管道，并進(jìn)入氣液混合器；(3)水合物分解出的淡水經(jīng)過繞在氣液混合器上的淡水換熱盤管與氣液混合器進(jìn)行冷量交換后，經(jīng)檢驗(yàn)合格進(jìn)入淡水收集罐并外運(yùn)，如`果淡水中鎂、硼等離子含量超標(biāo)，則經(jīng)循環(huán)管道進(jìn)入第二級(jí)海水淡化系統(tǒng)再次淡化； b.第二級(jí)海水淡化系統(tǒng)利用丙烷與海水生成丙烷水合物，然后分解得到淡水； 1)氣液混合步驟:(I)由第一級(jí)海水淡化系統(tǒng)供給的水質(zhì)未達(dá)標(biāo)淡水通過輸送管道到達(dá)繞在水合物分離分解器上的海水換熱盤管，將其熱量釋放后，輸送到安裝在氣液混合器上部的霧化器中，經(jīng)過霧化的海水以霧滴的形式噴淋進(jìn)氣液混合器；(2)與此同時(shí)，儲(chǔ)氣瓶中的丙烷氣體經(jīng)過壓縮機(jī)從氣液混合器下部的進(jìn)氣口進(jìn)入氣液混合器，與霧化的未達(dá)標(biāo)淡水充分混合； 2)水合物生成及輸送步驟:(I)水合物生成管道置于海底，利用海底的低溫環(huán)境促使水合物快速生成；(2)在氣液混合器中充分混合的丙烷和未達(dá)標(biāo)淡水進(jìn)入水合物生成管道，管道內(nèi)溫度由恒溫控制系統(tǒng)提供的冷卻水控制在2~6°C，管道內(nèi)壓力為I~5MPa; (3)生成的水合物漿液具有流動(dòng)性，在氣液混合器海水進(jìn)口前設(shè)置一加藥口，根據(jù)水合物漿液的生成情況，加入適量的水合物生成促進(jìn)劑，保證水合物以較高的速率生成；(4)在管道內(nèi)生成的水合物漿液通過水合物輸送管道輸送到水合物分離分解器，水合物漿液的管內(nèi)流速控制在 1.0 ~3.5m/s ； 3)水合物分離及分解步驟:(I)連續(xù)生成的含有高含鹽游離水的水合物漿液通過水合物輸送管道進(jìn)入水合物分離分解器，分離出的高含鹽水經(jīng)過處理后排入大?；蛑苯优湃氪蠛?；(2)固液分離結(jié)束后，水合物開始分解成丙烷氣體和淡水，解釋放出的丙烷氣體經(jīng)壓縮機(jī)加壓后通過氣相循環(huán)管道匯入進(jìn)氣管道，并進(jìn)入氣液混合器；(3)水合物分解出的淡水經(jīng)過繞在氣液混合器上的淡水換熱盤管與氣液混合器進(jìn)行冷量交換后，進(jìn)入淡水收集罐并外運(yùn)； 在各工藝流程中，溫度、壓力由溫度計(jì)、壓力計(jì)監(jiān)測(cè)后輸送到計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行分析處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于水合物分離分解步驟中，在分離分解器底部安裝加熱器，加熱器動(dòng)力由太陽能提供，通過加熱使水合物高效分解。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于水合物分離分解步驟中，在輸水泵前設(shè)置一加藥口，根據(jù)水合物的分解情況，加入適量的水合物抑制劑，從而提高水合物的分解速度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于當(dāng)?shù)谝患?jí)海水淡化系統(tǒng)所生產(chǎn)的淡水質(zhì)量達(dá)標(biāo)時(shí)，無需使用第二級(jí)海水淡化裝置，為提高海水淡化規(guī)模，此時(shí)第二級(jí)海水淡化系統(tǒng)改用二氧化碳，兩級(jí)海水淡化系統(tǒng)同時(shí)進(jìn)行海水淡化工作。
5.一種兩級(jí)式海水淡化裝置，包括串聯(lián)的第一級(jí)和第二級(jí)海水淡化裝置，其特征在于每級(jí)淡化裝置包括氣液供給及其混合單元、氣體水合物生成及其輸送單元和氣體水合物分離分解單元。
6.如權(quán)利要求5所述的兩級(jí)式海水淡化裝置，其特征在于，具體部件如下: (I)第一級(jí)海水淡化裝置，其中: 氣液供給及其混合單元`，主要包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(21)，進(jìn)液通道、進(jìn)氣通道和氣液混合裝置組成，其中進(jìn)液通道由過濾器(1)，海水提取泵(2)，流量計(jì)(3)、(8)，海水儲(chǔ)液罐(4)，海水輸送泵(5)，壓力計(jì)(6)，溫度計(jì)(7)，海水輸送管道(9)構(gòu)成，進(jìn)氣通道由儲(chǔ)氣瓶(15)，壓縮機(jī)(16)，壓力計(jì)(17)，溫度計(jì)(18)，流量計(jì)(19)，進(jìn)氣管道(20)構(gòu)成，氣液混合裝置由海水換熱管道(10 )，海水配給管道(11)，加藥口( 12 )，氣液混合器(13 )，液體霧化器(14 )構(gòu)成，海水跟氣體分別經(jīng)過進(jìn)液通道和進(jìn)氣通道匯入氣液混合器(13);數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(21)通過設(shè)置在進(jìn)液通道和進(jìn)氣通道上的壓力計(jì)、溫度計(jì)、流量計(jì)實(shí)時(shí)檢測(cè)運(yùn)行工況； 氣體水合物生成及其輸送單元，主要包括水合物生成及輸送通道和恒溫控制系統(tǒng)，其中水合物生成及輸送通道由氣液混合物輸送管道(22)，水合物生成管道(23)，水合物輸送管道(24)依次連接構(gòu)成的通道構(gòu)成，水合物生成管道(23)上設(shè)有壓力計(jì)(25)，溫度計(jì)(26)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(32)通過壓力計(jì)、溫度計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水合物生成及輸送單元運(yùn)行工況，恒溫控制系統(tǒng)由恒溫水箱(27)，冷卻水回水管道(28)，冷卻水循環(huán)套管(29)，冷卻水供給管道(30)，高壓輸送泵(31)構(gòu)成，水合物生成管道內(nèi)溫度由恒溫控制系統(tǒng)提供的冷卻水控制在2~6°C，管道內(nèi)壓力為I~5MPa ； 氣體水合物分離分解單元，主要包括水合物分離分解器(33)、氣體釋放通道、淡水收集通道，水合物分離分解器(33 )上部依次連接減壓閥(38 )，壓縮機(jī)(39 )，流量計(jì)(40 )，氣體輸送管道(41)構(gòu)成氣體釋放通道；水合物分離分解器(33)下部連接高含鹽水輸送管道(42)排放高含鹽水或依次連接淡水輸送泵(43 )，流量計(jì)(44 )，淡水輸送管道(45 )、( 47 )，淡水換熱管道(46)，淡水質(zhì)量檢測(cè)口(48)，淡水收集罐(49)，次級(jí)淡水輸送管道(50)構(gòu)成淡水收集通道；分離分解器(33)上部安裝壓力計(jì)(34)，溫度計(jì)(35)以監(jiān)測(cè)分離分解器內(nèi)的壓力與溫度，并由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(51)處理分析以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行；此外，分離分解器(33)設(shè)有加藥口(36)、太陽能板加熱器(37)以保證水合物的快速分解； (2)第二級(jí)海水淡化裝置，其中: 氣液供給及其混合單元，主要包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(72)，進(jìn)液通道、進(jìn)氣通道和氣液混合裝置組成，其中進(jìn)液通道由過濾器(52)，海水提取泵(53)，流量計(jì)(54)、(59)，液體儲(chǔ)罐(55)，液體輸送泵(56)，壓力計(jì)(57)，溫度計(jì)(58)，液體輸送管道(60)構(gòu)成，進(jìn)氣通道由儲(chǔ)氣瓶(66)，壓縮機(jī)(67)，壓力計(jì)(68)，溫度計(jì)(69)，流量計(jì)(70)，進(jìn)氣管道(71)構(gòu)成，氣液混合裝置由液體換熱管道(61)，液體配給管道(62 )，加藥口( 63 )，氣液混合器(64 )，液體霧化器(65)構(gòu)成，液體跟氣體分別經(jīng)過進(jìn)液通道和進(jìn)氣通道匯入氣液混合器(64);數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(72)通過設(shè)置在進(jìn)液通道和進(jìn)氣通道上的壓力計(jì)、溫度計(jì)、流量計(jì)實(shí)時(shí)檢測(cè)運(yùn)行工況； 氣體水合物生成及其輸送單元，主要包括水合物生成及輸送通道和恒溫控制系統(tǒng)，其中水合物生成及輸送通道由氣液混合物輸送管道(73)，水合物生成管道(74)，水合物輸送管道(75)依次連接構(gòu)成的通道構(gòu)成，水合物生成管道(74)上設(shè)有壓力計(jì)(76)，溫度計(jì)(77)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(83)通過壓力計(jì)、溫度計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水合物生成及輸送單元運(yùn)行工況，恒溫控制系統(tǒng)由恒溫水箱(78)，冷卻水回水管道(79)，冷卻水循環(huán)套管(80)，冷卻水供給管道(81)，高壓輸送泵(82)構(gòu)成，水合物生成管道內(nèi)溫度由恒溫控制系統(tǒng)提供的冷卻水控制在2~6°C，管道內(nèi)壓力為I~5MPa; 氣體水合物分離分解單元，主要包括水合物分離分解器(84)、氣體釋放通道、淡水收集通道，水合物分離分解器(84)上部依次連接減壓閥(89)，壓縮機(jī)(90)，流量計(jì)(91)，氣體輸送管道(92)構(gòu)成氣體釋放通道；水合物分離分解器(84)下部連接高含鹽水輸送管道(93)排放高含鹽水或依次連接淡水輸送泵(94)，流量計(jì)(95)，淡水輸送管道(96)、(98)，淡水換熱管道(97)，淡水 質(zhì)量檢測(cè)口(99)，淡水收集罐(100)構(gòu)成淡水收集通道；分離分解器(84)上部安裝壓力計(jì)(85)，溫度計(jì)(86)以監(jiān)測(cè)分離分解器內(nèi)的壓力與溫度，并由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(101)處理分析以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行；此外，分離分解器(84)設(shè)有加藥口(87)、太陽能板加熱器(88)以保證水合物的快速分解。
【文檔編號(hào)】C02F103/08GK103864243SQ201410092962
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年3月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月13日
【發(fā)明者】王樹立, 李建敏, 張永飛, 周詩崠, 王蕾, 梁艷, 王淼 申請(qǐng)人:常州大學(xué)