CN106587189A - 一种内溢式连续水合物法海水淡化装置 - Google Patents
一种内溢式连续水合物法海水淡化装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106587189A CN106587189A CN201611117589.9A CN201611117589A CN106587189A CN 106587189 A CN106587189 A CN 106587189A CN 201611117589 A CN201611117589 A CN 201611117589A CN 106587189 A CN106587189 A CN 106587189A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hydrate
- sea water
- reactor
- gas
- seawater
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000013535 sea water Substances 0.000 title claims abstract description 82
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 claims abstract description 25
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 22
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 13
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 6
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 claims description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 3
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims 8
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims 3
- 239000000112 cooling gas Substances 0.000 claims 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims 2
- 238000011033 desalting Methods 0.000 claims 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims 1
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 claims 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims 1
- NMJORVOYSJLJGU-UHFFFAOYSA-N methane clathrate Chemical compound C.C.C.C.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O NMJORVOYSJLJGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 9
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 abstract description 9
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 abstract description 8
- 238000005507 spraying Methods 0.000 abstract description 5
- 230000010354 integration Effects 0.000 abstract description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 8
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- VTVVPPOHYJJIJR-UHFFFAOYSA-N carbon dioxide;hydrate Chemical compound O.O=C=O VTVVPPOHYJJIJR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 2
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 1
- -1 salt ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/08—Seawater, e.g. for desalination
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physical Water Treatments (AREA)
- Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
Abstract
本发明属于水合物应用技术领域，涉及一种内溢式连续水合物法海水淡化装置。该内溢式连续水合物法海水淡化装置系统包括内层反应器、外层反应器、感应器、计算机控制系统、气体循环系统、淡水收集系统、过滤水排放系统以及喷淋系统。利用水合物密度小于水的特点，在外层反应釜生成水合物晶体之后，水合物与水自动分离进入内层。反应器分内外两层，水合物生成、分离、清洗、分解过程通过计算机控制连续进行，使水合物法海水淡化实现一体化、连续性，提高水合物海水淡化的整体效率；加入气体循环系统，提高了经济性，更环保节能。
Description
技术领域
本发明属于水合物法海水淡化技术领域，涉及一种内溢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。海水资源的丰富，使得海水淡化成为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、薄膜反渗透法和水合物法海水淡化，其中水合物法海水淡化有能耗低、无毒无害、设备简单、紧凑等优点，有良好的应用前景。
水合物法海水淡化的原理是利用水合物生成时盐离子不会进入水合物晶体中的排盐效应，此法的技术特点之一就是要将生成后的水合物从海水中分离出来，然而水合物固液分离技术一直是本领域的技术瓶颈，水合物分离程度不够、清洗技术不成熟等缺点,会导致淡化水的水质的降低。
本发明采用便利有效的方案，设计一种内溢式连续水合物法海水淡化装置，连续实现水合物生成、分离、清洗、分解一体化全过程，对水合物法海水淡化的应用发展具有推动作用。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种内溢式连续水合物法海水淡化装置，目的是实现水合物法海水淡化过程中，水合物生成、分离与分解一体化，实现淡水的连续产出；同时考虑经济性与环保性，进行二氧化碳气体的循环使用；引进计算机控制系统，从而实现淡水自动化生成。
本发明的核心为双层反应器，均为耐高压容器，为水合物生成提供低温高压环境，外层用于水合物生成，内层用于水合物分解，通过水位变化完成分离过程，脱离低温区后进行分解；其中二氧化碳气体进行循环，减少能耗，提高经济性。
一种内溢式连续水合物法海水淡化装置，包括双层反应器部分、气体循环部分、海水重置部分、喷淋清洗部分和水合物智能分离部分；
双层反应器部分包括外层反应器1和内层反应器2，均为圆柱状保温耐高压容器；外层反应器1为高压反应釜，在内壁上设有制冷盘管3，为水合物的生成提供低温高压的反应条件，外层反应器1分别与气体循环部分以及海水重置部分连接；内层反应器2嵌套在外层反应器1内部，内层反应器2底部为倒锥形，便于收集淡水，通过液体单向阀7-3输送到淡水收集器9；内层反应器2中设有滤网5和隔板6，滤网5和隔板6均可翻转开合，滤网5用于清洗过程过滤水合物，隔板6用于分离海水和淡水；内层反应器2与隔板6的边缘设有排液口，目的是将海水通过液体单向阀7-3排到海水收集器8；
气体循环部分包括气源11、进气装置13、减压阀7-1、低压气体收集装置10和气体单向阀7-2；气源11通过进气装置13向外层反应器1底部通入气体水合剂，并通过气体单向阀7-2控制，外层反应器1顶部设有减压阀7-1，通入外部的低压气体收集装置10，实现气体的循环使用，降低成本；
海水重置部分包括浓海水排出和新海水通入两小部分；在外层反应器1下部分别设有液体单向阀7-3，用于新海水的通入与浓海水的排出；在水合物晶体与海水分离进入内层反应器2进行分解的同时，外层反应器1内进行海水的重置，排出浓海水，通入新海水，从而使进行下一次水合物的生成；
喷淋清洗部分设置在外层反应器1顶部，喷头4连接外部海水收集器8，当水合物晶体内溢到滤网5上，低温海水开始喷淋，将水合物晶体中掺杂的海水洗涤掉；
水合物智能分离部分通过外层反应器1中液位高低变化来实现，在反应物晶体生成之后，外层反应器1底部开始通入海水使液面升高，因为水合物密度小于海水，水合物晶体内溢到内部反应器2中。
本发明的有益效果：本发明提出的内溢式连续水合物法海水淡化装置，实现水合物法海水淡化工艺中水合物生成、分离、清洗与分解连续操作，实现淡水的连续产出；采用海水喷淋洗涤，水合剂循环使用，成本低廉。
附图说明
图1是一种内溢式连续水合物法海水淡化装置结构框图。
图2是一种内溢式连续水合物法海水淡化装置结构示意图。
图中：1外层反应器；2内层反应器；3制冷盘管；4喷头；
5滤网；6隔板；7-1减压阀；7-2气体单向阀；7-3液体单向阀；
8海水收集器；9淡水收集器；10低压气体收集装置；
11气源；12液位传感器；13进气装置。
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是一种内溢式连续水合物法海水淡化装置结构框图，以二氧化碳水合物为例，其工作过程为：进气口通入二氧化碳，使反应开始进行，当水合物晶体生成之后，继续向外层反应器1通入海水，使液面上升到内层反应器2开口高度；掺杂海水的水合物落入滤网5，喷淋装置进行喷淋，过滤水从隔板6排出的位置排出；同时，外层反应器1排出浓海水，通入新海水准备下一轮水合物生成；喷淋结束后，滤网5和隔板6同时快速打开，水合物落入内层反应器2底部进行分解，淡化水从排出到淡水收集器9。
按所述的装置结构连接，使用该装置进行二氧化碳水合物法海水淡化的方法，步骤如下
1.检查：阀门关闭，海水和气体准备就绪；
2.进水：液体单向阀7-3开启，海水通入外层反应器1，由液位传感器12控制液面高度；
3.制冷：外层反应器1内壁的制冷盘管3开始制冷，为水合物晶体生成提供低温环境；
4.进气：开启气体单向阀7-2通入二氧化碳，同时开启减压阀7-1自动调节反应器内压力，二氧化碳气体循环使用；
5.反应：在外层反应器内，进行水合物晶体的生成，由于密度小于海水，水合物晶体上升到海水的上层；
6.分离：水合物晶体生成结束之后，外层反应器1底部的通入海水的液体单向阀7-3开启，使外层反应器1内液面缓慢上升，使得水合物晶体内溢进入内层反应器2内，关闭液体单向阀7-3；
7.清洗：水合物晶体落入内层反应器2内，掉落在滤网5上，此时，喷头4打开，对水合物晶体进行低温海水喷淋，喷淋后的海水由隔板6位置排出到海水收集器8；
8.分解：喷淋结束之后，滤网5和隔板6同时快速翻转，使水合物晶体落入内层反应器2底部，由于隔板6起到保温的作用，分解区的温度高于生成区和清洗区的温度，使水合物晶体分解得到淡化水，开启液体单向阀7-3将淡化水排入淡水收集器9；
9.在分离结束之后，内层反应器2内进行喷淋操作的同时，外层反应器1内开始进行海水的重置，将浓海水排出、并通入新海水，准备进行下一轮的海水淡化；
10.循环：外层反应器1海水准备就绪之后，从步骤5-8开始进行循环工作，达到连续得到淡化水的效果。
本发明所涉及的一种内溢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。
Claims (1)
1.一种内溢式连续水合物法海水淡化装置，其特征在于，该内溢式连续水合物法海水淡化装置包括双层反应器部分、气体循环部分、海水重置部分、喷淋清洗部分和水合物智能分离部分；
双层反应器部分包括外层反应器(1)和内层反应器(2)，均为圆柱状保温耐高压容器；外层反应器(1)为高压反应釜，在内壁上设有制冷盘管(3)，为水合物的生成提供低温高压的反应条件，外层反应器(1)分别与气体循环部分以及海水重置部分连接；内层反应器(2)嵌套在外层反应器(1)内部，内层反应器(2)底部为倒锥形，便于收集淡水，通过液体单向阀(7-3)输送到淡水收集器(9)；内层反应器(2)中设有滤网(5)和隔板(6)，滤网(5)和隔板(6)均可翻转开合，滤网(5)用于清洗过程过滤水合物，隔板(6)用于分离海水和淡水；内层反应器(2)与隔板(6)的边缘设有排液口，目的是将海水通过液体单向阀(7-3)排到海水收集器(8)；
气体循环部分包括气源(11)、进气装置(13)、减压阀(7-1)、低压气体收集装置(10)和气体单向阀(7-2)；气源(11)通过进气装置(13)向外层反应器(1)底部通入气体水合剂，并通过气体单向阀(7-2)控制，外层反应器(1)顶部设有减压阀(7-1)，通入外部的低压气体收集装置(10)，实现气体的循环使用，降低成本；
海水重置部分包括浓海水排出和新海水通入两小部分；在外层反应器(1)下部分别设有液体单向阀(7-3)，用于新海水的通入与浓海水的排出；在水合物晶体与海水分离进入内层反应器(2)进行分解的同时，外层反应器(1)内进行海水的重置，排出浓海水，通入新海水，从而使进行下一次水合物的生成；
喷淋清洗部分设置在外层反应器(1)顶部，喷头(4)连接外部海水收集器(8)，当水合物晶体内溢到滤网(5)上，低温海水开始喷淋，将水合物晶体中掺杂的海水洗涤掉；
水合物智能分离部分通过外层反应器(1)中液位高低变化来实现，在反应物晶体生成之后，外层反应器(1)底部开始通入海水使液面升高，因为水合物密度小于海水，水合物晶体内溢到内部反应器(2)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611117589.9A CN106587189B (zh) | 2016-12-07 | 2016-12-07 | 一种内溢式连续水合物法海水淡化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611117589.9A CN106587189B (zh) | 2016-12-07 | 2016-12-07 | 一种内溢式连续水合物法海水淡化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106587189A true CN106587189A (zh) | 2017-04-26 |
| CN106587189B CN106587189B (zh) | 2019-06-21 |
Family
ID=58596306
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201611117589.9A Active CN106587189B (zh) | 2016-12-07 | 2016-12-07 | 一种内溢式连续水合物法海水淡化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106587189B (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108043334A (zh) * | 2017-12-11 | 2018-05-18 | 大连理工大学 | 一种连续式气体水合物收集转移装置 |
| CN109668916A (zh) * | 2018-12-11 | 2019-04-23 | 大连理工大学 | 一种水合物沉积物ct三轴试验装置 |
| CN110526315A (zh) * | 2019-04-17 | 2019-12-03 | 杨文宇 | 一种吸附式水合物联产型海水淡化系统 |
| CN112794382A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-05-14 | 中国科学院广州能源研究所 | 一种水合物法海水淡化装置 |
| CN113354251A (zh) * | 2021-06-07 | 2021-09-07 | 郑州轻工业大学 | 一种水合物污泥快速浓缩净化处理装置及方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6125682A (ja) * | 1984-07-17 | 1986-02-04 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 海水淡水化方法 |
| CN1907868A (zh) * | 2005-08-02 | 2007-02-07 | 中国石油大学(北京) | 水合物法处理水溶液的方法及装置 |
| CN101289231A (zh) * | 2008-06-05 | 2008-10-22 | 中国科学院广州能源研究所 | 一种水合物法海水淡化试验装置 |
| CN102164861A (zh) * | 2008-07-31 | 2011-08-24 | 株式会社Cdm咨询 | 从低纯度水制造高纯度水的方法及制造装置 |
-
2016
- 2016-12-07 CN CN201611117589.9A patent/CN106587189B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6125682A (ja) * | 1984-07-17 | 1986-02-04 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 海水淡水化方法 |
| CN1907868A (zh) * | 2005-08-02 | 2007-02-07 | 中国石油大学(北京) | 水合物法处理水溶液的方法及装置 |
| CN101289231A (zh) * | 2008-06-05 | 2008-10-22 | 中国科学院广州能源研究所 | 一种水合物法海水淡化试验装置 |
| CN102164861A (zh) * | 2008-07-31 | 2011-08-24 | 株式会社Cdm咨询 | 从低纯度水制造高纯度水的方法及制造装置 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108043334A (zh) * | 2017-12-11 | 2018-05-18 | 大连理工大学 | 一种连续式气体水合物收集转移装置 |
| CN109668916A (zh) * | 2018-12-11 | 2019-04-23 | 大连理工大学 | 一种水合物沉积物ct三轴试验装置 |
| CN110526315A (zh) * | 2019-04-17 | 2019-12-03 | 杨文宇 | 一种吸附式水合物联产型海水淡化系统 |
| CN112794382A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-05-14 | 中国科学院广州能源研究所 | 一种水合物法海水淡化装置 |
| CN113354251A (zh) * | 2021-06-07 | 2021-09-07 | 郑州轻工业大学 | 一种水合物污泥快速浓缩净化处理装置及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106587189B (zh) | 2019-06-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106587189A (zh) | 一种内溢式连续水合物法海水淡化装置 | |
| WO2019184588A1 (zh) | 一种超临界海水淡化的方法及装置 | |
| CN202849107U (zh) | 一种水环真空负压蒸发太阳能海水淡化装置 | |
| CN106745368B (zh) | 一种外排式连续水合物法海水淡化装置 | |
| CN115403203A (zh) | 高可靠性海水淡化装置 | |
| CN201517039U (zh) | 一种热泵式海水淡化装置 | |
| CN106745369B (zh) | 一种外溢式连续水合物法海水淡化装置 | |
| CN106587188A (zh) | 一种喷射式水合物法海水淡化装置 | |
| CN103739024A (zh) | 利用液化天然气气化吸收热淡化海水的装置及方法 | |
| CN205115326U (zh) | 乳化炸药用油相材料除渣纯化装置 | |
| CN2913334Y (zh) | 废水中氨氮的真空负压抽吸脱除设备 | |
| CN209242840U (zh) | 一种垃圾渗滤液资源化处理成套设备 | |
| CN208229434U (zh) | 一种用于化工原料提纯的高效过滤结晶装置 | |
| CN216296247U (zh) | 一种天然气水合物连续化生产装置 | |
| CN214528548U (zh) | 一种肝素提取中高盐高醇废水的资源化处理装置 | |
| CN214360820U (zh) | 一种用于海水淡化的界面水蒸气收集装置 | |
| CN208161352U (zh) | 一种烟气净化脱盐系统 | |
| CN212893983U (zh) | 新型工业循环水水池 | |
| CN205007838U (zh) | 一种带有冷却装置的废气吸收装置 | |
| CN112794382B (zh) | 一种水合物法海水淡化装置 | |
| CN203959827U (zh) | 用于二硫化碳制备工艺中液硫的分离装置 | |
| CN205381980U (zh) | 热水器式海水淡化淡水保障船 | |
| CN208440309U (zh) | 立式旋转盐水蒸发器 | |
| CN108103313B (zh) | 一种湿法冶金中含油酸雾处理系统及方法 | |
| CN105691580A (zh) | 一种热水器式海水淡化淡水保障船 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |