CN110002525A - 一种利用lng冷能简易自动化的冷冻法海水淡化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用LNG冷能的海水淡化装置，包括固定架、电动机、空心轴、毛刷、LNG容器、海水容器和保温材料。所述电动机通过固定架固定在圆筒上方；所述固定架是立方体钢架；所述空心轴通过联轴器与电动机输出端相连，空心轴底端与海水容器底部的轴端固定装置相连；所述毛刷通过焊接与空心轴相连；所述LNG容器包围在海水容器周围；所述保温材料包围在LNG容器外围。本发明专利实现冷冻法海水淡化的连续性，自动化程度高，同时制冰效果更佳。
Description
技术领域
本发明涉及海水淡化技术领域，具体涉及一种利用LNG冷能，采用冷冻法海水淡化的装置。
背景技术
冷冻法海水淡化一直是业界的研究热点，冷冻法利用水的融化热是水的汽化热的1/7，因此相较于蒸馏法来说，冷冻法海水淡化可以节省大量的能源，但是冷冻法所需要的冷能来源却十分受限。从LNG转变为NG要释放出约860kJ/kg的冷能，而这部分冷能一般会被浪费，不仅造成了极大的能源浪费，也对生态产生了一定的影响。当前我国的LNG消耗量日益增加，因此对这部分冷能进行利用可以大大减少能源的浪费，同时为海水淡化提供了可观的冷能。
冷冻法海水淡化的基本原理就是利用冰的基本性质，即水在低温环境下结晶会自动排除其他杂质，如悬浮粒、金属盐离子、微生物等。但在实际过程中，难以避免会在冰体内部含有充满卤水的盐胞，若要进一步高脱盐率，还需进行脱盐处理。最后将得到的冰晶利用天然海水的热量进行融化即可得到淡化水。目前主要的冰晶脱盐方法主要有重力法和离心法，重力法就是利用冰晶里面的高质量浓度的盐胞的重力沿着缝隙自然沉降，从而达到分离的目的，离心法就是将冰晶放入离心机，通过离心力的作用将盐胞与冰晶分离。冷冻法海水淡化未能广泛用于商业化和工业化的主要原因在于设备复杂，其工艺流程难以实现自动化。
发明内容
鉴于上述技术的不足，本发明旨在提供一种利用LNG冷能进行制冰的海水淡化装置，利用LNG梯级利用后的中低温冷能进行冷冻制冰，通过电动机带动毛刷将凝结的冰刮下，同时带动海水容器内的海水旋转运动将浓冰渣溶液甩出海水容器，经过进一步的分离得到低盐度的冰渣，进而制得淡水。该装置可以实现连续运行，自动除冰，整套装置结构简单，驱动能源单一，检修方便，方便使用。
本发明的技术方案如下：
一种利用LNG冷能的海水淡化装置，其特征包括：固定架、电动机、空心轴、毛刷、LNG容器、海水容器和保温材料。所述电动机通过固定架固定在圆筒上方；所述固定架是立方体钢架；所述空心轴通过联轴器与电动机输出端相连，空心轴底端与海水容器底部的轴端固定装置相连；所述毛刷通过焊接与空心轴相连；所述LNG容器包围在海水容器周围；所述保温材料包围在LNG容器外围。
其中，在海水容器的容器壁上高于LNG容器的位置上通有四个成轴对称的冰渣浓溶液出口；LNG容器的外壁采用保温性好的材料；海水容器的外壁采用导热性能好的材料；所述的保温材料包围在LNG容器的外壁，略低于LNG容器高度；毛刷呈五边形对角均匀分布在LNG容器空间中。
其中，在LNG容器的LNG进口处焊接有螺纹接口；毛刷的毛刷采用钢丝材料；所述的空心轴采用的是上粗下细的结构。
其中，海水容器(102)底部的轴端固定装置(8)的三视图如附图3所示，通过焊接与容器底部连接；所述空心轴(3)底部的球形段，大小与轴端固定装置有一定转动间隙。
附图说明
附图1为冷冻法海水淡化装置的剖视图
附图2为冷冻法海水淡化装置的俯视图
附图3海水容器底部的轴端固定装置的三视图
101—固定架 103—LNG容器 6—毛刷
100—电动机 104—保温材料 8—轴端固定装置
102—海水容器 3—空心轴 2—冰渣出口
具体实施案例
下面结合附图和具体实例来对本发明进行详细的说明。
如附图1所示，一种利用LNG冷能的海水淡化装置，包括：固定架(101)、电动机(100)、空心轴(3)、毛刷(6)、LNG容器(103)、海水容器(102)和保温材料(104)。所述电动机通过固定架(101)固定在圆筒上方，用于为毛刷刮下凝结在海水容器(102)内壁上的冰渣提供动力；所述固定架(101)是立方体钢架，采用的是工字钢，所建钢架一方面是为了保证整体结构稳定，另一方面是能够为电机提供固定点；所述空心轴(3)通过联轴器与电动机(100)输出端相连，采用联轴器保证在轴出问题时方便检测维修；空心轴(3)底端与海水容器(102)底部的轴端固定装置(8)相连，采用底端固定装置(8)是为了保证轴在转动的时候不发生偏移或震动，保证系统整体结构的稳定性；所述毛刷通过焊接与空心轴(3)相连，使用焊接更牢固，毛刷的头部采用可更换型，方便检测维修；所述LNG容器(103)包围在海水容器(102)周围，尽量加大LNG容器(103)与海水容器(102)的接触面积为冰渣的产生提供有利的条件；所述保温材料(104)包围在LNG容器(103)外围用于提供保温环境，使冷能不致于释放到周围环境中去。
其中，在海水容器(102)的容器壁上高于LNG容器(103)的位置上通有四个成轴对称的冰渣浓溶液出口，在电机带动溶液进行旋转时，顶层的冰渣浓溶液在离心力的作用下呈抛物线形液面，将富含冰渣的溶液通过出口(2)甩出海水容器(102)，再经过滤从而得到冰渣；LNG容器(103)的外壁采用保温性好的材料，目的是保温，减少冷量损失；海水容器(102)的外壁采用导热性能好的材料，目的是增大换热量，保证冷能的利用率；所述的保温材料包围在LNG容器(103)的外壁，略低于LNG容器(103)高度，保温材料应与LNG容器(103)内部的LNG液面高度相同；毛刷(6)呈五边形对角均匀分布在LNG容器(103)空间中，受力均匀，不致于受力过大而发生断裂，与空心轴(3)连接杆细长，与容器壁接触毛刷板沿径向短，目的是减小运动时的阻力，降低电机的负荷。
其中，在LNG容器(103)的LNG进口处焊接有螺纹接口(4)，采用螺纹接口是为了形成密封，保证LNG不致于泄漏；毛刷(6)的毛刷采用钢丝材料，目的是为了给毛刷与容器壁留有一定的余量，防止在实际情况下，毛刷不能到达过紧贴在容器内壁上；所述的空心轴(3)采用的是上粗下细的结构，一方面为了节约材料，另一方面，方便与底端轴端固定装置(8)相连。
其中，海水容器(102)底部的轴端固定装置(8)的三视图如附图3所示，通过焊接与容器底部连接，底端固定装置可以有效降低轴在运行过程中的震动，保证稳定性；所述空心轴(3)底部的球形段，大小与轴端固定装置有一定转动间隙，添加润滑油保证转动阻力小。
本发明的工作原理：
将装置安装完毕之后，首先将海水添加到海水容器(102)中，打开电机，使电机(100)带动毛刷(6)将海水容器(102)中的海水旋转起来，控制此时电机的功率保证顶部最高液面不能达到浓冰渣溶液出口(2)所在位置，待运动稳定后，将两个螺纹接口分别接到连接LNG进出容器的管道上，连接完毕后检测密封性能，若密封不良，需停止装置，检测问题，若密封良好则继续下一步，将LNG缓慢通到LNG容器(103)中，预冷后继续加LNG，观察海水容器(102)中上浮的冰渣数量，当冰渣较多的时候，加大电机的输出功率，将冰渣通过浓冰渣溶液出口(2)甩出海水容器(102)，当电机最大功率对应的最高液面无法达到浓冰渣溶液出口(2)所在位置时，停下电机，往海水容器(102)中加海水保持原液面高度，对于LNG容器(103)中的LNG来说，LNG进出容器中的压力不同，可以使LNG自动循环，满足连续性工作的要求，甩出的冰渣通过后续的处理得到淡水，完成工作循环。
以上对本发明的实施例所提供的一种利用LNG冷能的海水淡化装置进行了详细介绍，对本领域技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (4)
1.一种利用LNG冷能简易自动化的海水淡化装置，其特征包括：固定架(101)、电动机(100)、空心轴(3)、毛刷(6)、LNG容器(103)、海水容器(102)和保温材料(104)。所述电动机通过固定架(101)固定在圆筒上方；所述固定架(101)是立方体钢架；所述空心轴(3)通过联轴器与电动机(100)输出端相连；空心轴(3)底端与海水容器(102)底部的轴端固定装置(8)相连；所述毛刷(6)通过焊接与空心轴(3)相连；所述LNG容器(103)包围在海水容器(102)周围；所述保温材料(104)包围在LNG容器(103)外围。
2.如权利要求书要求1所述的一种利用LNG冷能简易自动化的海水淡化装置，其特征包括：所述浓冰渣溶液出口(2)位于海水容器(102)的容器壁上高于LNG容器(103)的位置，成轴对称；所述LNG容器(103)的外壁采用保温性好的材料；所述海水容器(102)的外壁采用导热性能好的材料；所述的保温材料包围在LNG容器(103)的外壁，略低于LNG容器(103)高度；所述毛刷(6)呈五边形对角均匀分布在LNG容器(103)空间中，与空心轴(3)连接杆细长，与容器壁接触毛刷板沿径向短。
3.如权利要求书要求2所述的一种利用LNG冷能简易自动化的海水淡化装置，其特征包括：所述螺纹接口(4)在LNG容器(103)的LNG进口处焊接而成；所述毛刷(6)的毛刷采用钢丝材料；所述的空心轴(3)采用的是上粗下细的结构。
4.如权利要求书要求3所述的一种利用LNG冷能简易自动化的海水淡化装置，其特征包括：所述海水容器(102)底部的轴端固定装置(8)的三视图如附图三所示，通过焊接与容器底部连接；所述空心轴(3)底部的球形段，大小与轴端固定装置有一定转动间隙。
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