CN113860416A - 一种利用lng冷能的海水冷冻淡化系统和方法 - Google Patents

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CN113860416A CN202111163425.0A CN202111163425A CN113860416A CN 113860416 A CN113860416 A CN 113860416A CN 202111163425 A CN202111163425 A CN 202111163425A CN 113860416 A CN113860416 A CN 113860416A
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Abstract

本发明提供一种利用LNG冷能的海水冷冻淡化系统和方法,包括LNG汽化器、冷媒储箱、过冷却器、蓄冰槽、冰晶消除器、冰水分离器、冰晶洗涤塔、融冰器和浓海水换热器;首先LNG与冷媒换热并气化,冷媒换热降温后在过冷却器中将预先降温的海水进一步降温变成过冷却水,进入蓄冰槽产生冰浆,冰浆依次进入冰水分离器和冰晶洗涤塔,洗涤脱盐后的冰晶在融冰器中由海水加热融化成淡水,同时进料海水得到预冷却。本发明利用低成本的LNG冷能作为工艺所需冷源,同时采用过冷却制冰装置制备冰浆,系统简单,换热效率高,提高LNG的冷能利用率,冰晶易于洗涤脱盐,流动性好,便于管道运输,可实现连续、规模化生产,具有极强的工业推广价值。

Description

一种利用LNG冷能的海水冷冻淡化系统和方法
技术领域
本发明属于海水淡化技术领域,具体的说是一种利用LNG冷能的海水冷冻淡化系统和方法。
背景技术
海水淡化技术目前主要有三种类型:膜法、蒸馏法、冷冻法。冷冻法海水淡化基本原理是通过一系列的过程将高盐度的海水冷冻,冰晶排盐转变为可以直接使用的淡水或可饮用水。冷冻法具有工艺能耗低,基本不存在腐蚀、结垢,工艺运行简单等优势,但冷冻法相比于膜法和蒸馏法脱盐率和其他杂质的去除率较低、得到的水质较差、冷源成本高,所以难以推广,未能成为主流的海水淡化方法。
液化天然气(LNG)是常温下天然气经过脱酸、脱水处理后液化形成的一种无色、无毒的液体,常压下约为-162℃。LNG在使用前需将其汽化,在汽化过程中将会释放大量的冷能,其值约为830-860kJ/kg。传统LNG汽化过程是使用海水或空气将LNG直接汽化,造成LNG冷能巨大浪费,同时使附近海域环境受到严重污染。随着我国沿海地区大量LNG接收站的建成和投产,利用LNG冷能为冷冻法海水淡化提供了低成本的冷源。
冷冻法海水淡化工艺主要包括冰晶的形成、洗涤、分离、融化等过程。海水在低温环境下结晶会自动排除金属盐离子,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,故需进行脱盐洗涤处理。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。为了提高海水脱盐率,制备的冰晶形态至关重要。
在冰晶的形成步骤中,为了快速、连续工业化制备,目前的方法主要有以下六种:(1)过冷法;(2)刮削法;(3)流体喷射法;(4)流化床制备法;(5)降膜法;(6)真空法。六种制取方法都存在一些问题:流体喷射法分离系统结构很复杂,且冰晶质量较难控制;流化床冰晶制取法的工况控制难度较大,而且冰堵问题也较严重;降膜法使得工况控制困难且很不稳定,在工业实现的难度非常大;真空法因其真空环境维持耗能较大,使得成本过高;刮削法有在生产上稳定的特点,但其刮刀容易磨损,需额外耗能进行驱动;由于换热器结冰面积有限,导致较难实现高效大规模的冰晶生产;过冷水法制取冰晶也存在容易发生冰堵的问题,从而使得装置不能连续稳定地生产冰浆。
专利文献CN102583848A、CN101628740A均采用了冷媒与海水直接接触的制冰装置,虽然换热效率较高,但存在需要将冷媒与冰晶分离、冰晶洗涤以及单纯冷冻法脱盐率低的问题。
专利文献CN101624224A、CN101628741A采用了冷媒与海水间接换热制冰的方法,制冰方式为刮削法,冰晶为片状冰,制得的冰晶在储冰罐中洗涤分离,但无法解决脱盐率低的问题。专利文献CN104891593A、CN107140772A、CN106882890A同样采用冷媒与海水间接换热制冰的方法,制冰器仍属于刮削式,制备的片状冰采用了多种洗涤分离方法,以便提高脱盐率,但工艺相对复杂,在工业上难以连续运行。
发明内容
鉴于上述技术的不足,本发明提出一种利用液化天然气冷能的海水冷冻淡化系统,本发明利用低成本的LNG冷能作为工艺所需冷源,同时采用过冷水法制冰装置制备冰浆,系统设备结构简单,换热效率高,可充分利用LNG汽化过程中的冷能,提高LNG的冷能利用率,冰晶易于洗涤脱盐,且流动性好,便于管道运输,可实现连续、规模化生产,具有极强的工业推广价值。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种利用液化天然气冷能的海水冷冻淡化系统,包括包括LNG汽化器、冷媒储箱、过冷却器、蓄冰槽、冰晶消除器、冰水分离器、冰晶洗涤塔、融冰器和浓海水换热器;LNG汽化器管程入口端与经过压缩的LNG输入管路连接,管程出口端与气态的天然气(NG)外输管路连接;LNG汽化器壳程入口端通过管路与过冷却器壳程出口端冷媒出口连接,壳程出口端通过管路与冷媒储箱入口端连接;冷媒储箱出口端通过管路依次与冷媒泵、过冷却器壳程入口端冷媒进口连接;过冷却器管程入口端通过管路依次与冰晶消除器、海水进料泵、蓄冰槽底部出水口连接,过冷却器管程出口端通过管路与蓄冰槽上部一入口端连通;蓄冰槽上部另一入口端通过三通管路一路依次与冷却海水泵、海水水箱一出口端通过管路连接,另一路依次与洗涤水回用泵、冰晶洗涤塔下部出口端通过管路连接;蓄冰槽在槽体内部上端有过冷消除筛网,蓄冰槽上端、过冷消除筛网下面有冰浆溢流口,冰浆溢流口与冰水分离器入口端通过管路连通;冰水分离器固相出口端依次与冰浆泵、冰晶洗涤塔下部入口端通过管路连接,液相出口端通过管路依次与浓海水泵、浓海水换热器壳程入口端连接;冰晶洗涤塔上部出口端通过管路与融冰器壳程入口端连接;顶部入口端依次与淡水洗涤泵、淡水水箱一出口端通过管路连接;融冰器管程入口端通过管路与浓海水换热器管程出口端连接,融冰器管程出口端通过管路与海水水箱入口端连接;融冰器壳程出口端与淡水水箱通过管路连接;浓海水换热器壳程出口端设置一浓海水排放管路,管程入口端与进料海水管路连接;海水水箱另一出口端设置一过量海水排放管路;淡水水箱另一出口端设置一淡水排放管路。
所述的过冷却器为使用氟碳纳米材料进行内表面涂层处理的纯铜光管,在管壳有二次冷媒进出口。
所述的蓄冰槽内部上端的过冷消除筛网为不锈钢筛网,目数为100-200目,筛网下面有冰浆溢流口,底部有出水口与海水进料泵连接。
所述的LNG汽化器为中间介质式汽化器,汽化器内设置LNG通道和冷媒通道,冷媒通道的出口连接于冷媒储箱,冷媒储箱中冷媒经冷媒泵送入过冷却器。冷媒泵具有变频调速功能,可根据过冷却器海水进出口温差调整冷媒流量。
所述的LNG汽化器壳程上端口、过冷却器壳程上端口连接的管路,所述的LNG汽化器壳程下端口、冷媒储箱入口端连接的管路和所述的媒储箱出口端、冷媒泵进口端连接的管路及所述的冷媒泵出口端、过冷却器壳程下端口连接的管路为冷媒管路。
所述的冰水分离器为滚筒式冰水分离器,在离心与重力的共同作用下,海水与冰晶实现分离,将分离出的低温浓海水由浓海水泵送入浓海水换热器。
所述的冰晶洗涤塔为逆式对流洗涤塔,洗涤水对冰晶进行洗涤净化,去除大部分在冰晶表面粘附和内部夹带的盐分,洗涤水管路设有流量调节阀,用以分配调整洗涤水用量。
所述的利用液化天然气冷能的海水冷冻淡化系统使用的冷媒无腐蚀性,凝固点低于-10℃。
采用上述利用LNG冷能的海水制冰淡化系统的淡化方法,包括如下过程:
1)冷媒从过冷却器中热交换升温后进入LNG汽化器冷却,LNG汽化成气态的天然气外输,冷媒冷却后进入冷媒储箱,再经冷媒泵进入过冷却器壳程内;进料海水通过进料海水管路依次进入浓海水换热器和融冰器进行换热实现预冷,预冷后的进料海水进入海水水箱内,再经泵进入蓄冰槽内;蓄冰槽底部的海水经海水进料泵送入冰晶消除器,再进入过冷却器管程内;
2)过冷却器壳程内的冷媒与管程内的海水换热,在管程内形成过冷海水,过冷海水从过冷却器内流出后与海水水箱中的预冷海水和冰晶洗涤塔排出的洗涤水一起流入蓄冰槽,两股水流相互冲击并通过过冷消除筛网进入蓄冰槽,从而产生冰浆;
3)蓄冰槽中产生的冰浆逐步上浮,在冰浆溢流口流出进入冰水分离器,分离出的浓海水进入浓海水换热器初步预冷却进料海水后排放,分离出的冰晶进入冰晶洗涤塔经淡水洗涤后生成淡水冰浆,淡水冰浆被排入融冰器与经浓海水换热器预冷却的进料海水换热融化为淡水,进入淡水水箱,淡水水箱中的少量淡水经淡水洗涤泵打入冰晶洗涤塔顶端,洗涤冰晶,大部分经淡水排放管路排出利用,进料海水在融冰器经再一次冷却后进入海水水箱;海水水箱中一部分海水进入蓄冰槽,另一部分过量海水经管路排放。
LNG汽化器采用中间介质式换热技术,采用乙二醇水溶液作为中间换热冷媒,经过换热的冷媒温度保持在-10℃~-5℃。冷媒温度越低,海水降温速度越快,考虑到过冷却器管路易发生海水冻结堵塞,冷媒温度不宜过低。将液化天然气与冷媒充分进行间接换热,通过冷媒将LNG冷能传输给海水冷冻淡化系统。冷媒流量根据过冷海水出口温度由气动流量调节阀进行在线控制,过冷海水出口温度控制在-5℃~-2℃。
冷媒在冷媒储箱、冷媒泵、过冷却器壳程、LNG汽化器壳程以及它们之间连接的管路中形成循环,开车前一次性添加。
进料海水取经机械过滤和药剂投放后的海水,以有效去除海水中的悬浮物、有机物、胶体、泥沙、海洋生物等物质,盐浓度为3~3.5%的海水;依次对冰水分离后的浓海水和冰晶进行换热,海水由常温降至0℃进入海水水箱;利用冷却海水泵将海水水箱中部分海水打入蓄冰槽,再由海水进料泵控制流量,通过冰晶消除器进入过冷却器,形成过冷却水,再次进入蓄冰槽中生成冰浆;冰浆经冰水分离器分离,再经冰晶洗涤塔洗涤得到淡水冰浆,在融冰器中得到淡水。通过以上过程海水转变为淡水。
为了更好的利用冷能,系统配置了浓海水换热器和融冰器,将海水进行预冷却,过量的预冷却海水可作为其它装置的冷却水得到利用。
采用过冷水法制备冰浆,其基本原理是利用水的过冷度,将水溶液在过冷却器内冷却到凝固点以下,使其保持不结冰的过冷状态继续流动,再在特定设备干预下解除过冷状态,从而混合形成冰浆在管道中输运,实现连续生产冰浆。过冷水法制取冰浆的系统较简单,换热效率高,冰晶在溶液空间中容易形成,且可实现连续、规模化冰浆生产。所得冰晶为约0.5mm-1mm的小冰晶,外层包裹着非常薄的盐水膜,通过离心分离和洗涤,可相对容易地洗去盐分,达到海水淡化要求。
相对于传统技术,本发明系统和方法的优越性在于:
1)本发明以LNG冷能作为冷源,充分利用了LNG气化时的巨大冷量(830~860kJ/kg),避免冷能直接排入空气或者海水中造成的环境污染;
2)传统LNG海水间接冷冻淡化主要是刮削法,水质含盐量易超标,脱盐效率与产水率不能满足要求;
3)传统LNG海水直接冷冻淡化法,淡水中易夹杂冷冻剂,造成局部水质污染,本发明解决了上述难题;
4)将LNG汽化器与过冷水法制备冰浆装置相结合,可充分利用LNG汽化过程中的冷能,提高LNG的冷能利用率,冰晶易于洗涤脱盐,且流动性好,便于管道运输。
附图说明
图1为本发明利用LNG冷能的海水冷冻淡化系统示意图。
图中:1、LNG汽化器,2、冷媒储箱,3、冷媒泵,4、过冷却器,5、蓄冰槽,6、海水进料泵,7、冰晶消除器,8、冰浆溢流口,9、过冷消除筛网,10、冰水分离器,11、冰晶洗涤塔,12、浓海水泵,13、冰浆泵,14、洗涤水回用泵,15、融冰器,16、海水水箱,17、冷却海水泵,18、淡水水箱,19、淡水洗涤泵,20、浓海水换热器,21、进料海水管路,22、浓海水排放管路,23、过量海水排放管路,24、淡水排放管路,25、LNG输入管路,26、天然气(NG)外输管路
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施作进一步说明。
实施例:如图1所示,一种利用液化天然气冷能的海水冷冻淡化系统,包括:
LNG汽化器1管程入口端与LNG输入管路25连接,管程出口端与气态的天然气(NG)外输管路26连接,LNG汽化器1壳程入口端通过管路与过冷却器4壳程出口端冷媒出口连接,壳程出口端通过管路与冷媒储箱2入口端连接;
冷媒储箱2出口端通过管路依次与冷媒泵3、过冷却器4壳程入口端冷媒进口连接;
过冷却器4管程入口端通过管路依次与冰晶消除器7、海水进料泵6、蓄冰槽5底部出水口连接,过冷却器4管程出口端通过管路与蓄冰槽5上部一入口端连通;
蓄冰槽5上部另一入口端通过三通管路一路依次与冷却海水泵17、海水水箱16一出口端通过管路连接,另一路依次与洗涤水回用泵14、冰晶洗涤塔11下部出口端通过管路连接;蓄冰槽5在槽体内部上端有过冷消除筛网9,蓄冰槽5上端、过冷消除筛网9筛网下面有冰浆溢流口8,冰浆溢流口与冰水分离器10入口端通过管路连通;
冰水分离器10固相出口端依次与冰浆泵13、冰晶洗涤塔11下部入口端通过管路连接,液相出口端通过管路依次与浓海水泵12、浓海水换热器20壳程入口端连接;
冰晶洗涤塔11上部出口端通过管路与融冰器15壳程入口端连接;顶部入口端依次与淡水洗涤泵19、淡水水箱18一出口端通过管路连接;
融冰器15管程入口端通过管路与浓海水换热器20管程出口端连接,融冰器15管程出口端通过管路与海水水箱16入口端连接;融冰器15壳程出口端与淡水水箱18入口端通过管路连接;
浓海水换热器20壳程出口端设置一浓海水排放管路22,管程入口端与进料海水管路21连接;
海水水箱16另一出口端设置一过量海水排放管路23,淡水水箱18另一出口端设置一淡水排放管路24。
采用上述利用液化天然气冷能的海水冷冻淡化系统的淡化方法,工艺流程包括:冷媒从过冷却器4中热交换升温后进入LNG汽化器1冷却,LNG汽化成气态的天然气外输,冷媒冷却后进入冷媒储箱2,再经冷媒泵3进入过冷却器4壳程内;
海水通过进料海水管路21依次进入浓海水换热器20和融冰器15进行换热实现预冷,预冷后的海水进入海水水箱16内,再经冷却海水泵17进入蓄冰槽5内。
蓄冰槽5底部的海水经海水进料泵6送入冰晶消除器7,再进入过冷却器4管程内。
此时,过冷却器4壳程内的冷媒与管程内的海水换热,在管程内形成过冷海水,过冷海水从过冷却器4内流出后与海水水箱16中的预冷海水和冰晶洗涤塔11排出的洗涤水一起流入蓄冰槽,两股水流相互冲击并通过过冷消除筛网9进入蓄冰槽5,从而产生冰浆。
蓄冰槽5中产生的冰浆逐步上浮,在冰浆溢流口8在重力作用下经冰晶输送管道汇集并流入冰水分离器10;冰浆在冰水分离器10分离为冰晶和浓海水,冰晶经冰浆泵13进入冰晶洗涤塔11,经淡水洗涤后生成淡水冰浆,淡水冰浆被排入融冰器15与经浓海水换热器20预冷却的海水换热融化为淡水,进入淡水水箱18,淡水水箱18中的少量淡水经淡水洗涤泵19打入冰晶洗涤塔11顶端,洗涤冰晶,大部分经淡水排放管路24排出利用,浓海水与预处理的海水在浓海水换热器20中换热后排放。
海水经冷却后进入海水水箱16,海水水箱16中一部分海水进入蓄冰槽5,另一部分过量海水经管路23排放。
以100L/h淡水产量的冷冻淡化系统,采用乙二醇水溶液作为冷媒为例,工艺过程如下:
1、选择质量浓度为30%的乙二醇水溶液作为冷媒,其常压下冰点为-14.1℃,沸点为104.4℃。液化天然气在LNG汽化器1中与冷媒乙二醇水溶液换热,LNG进口压力为9.8MPa,进口温度为-143℃,流量约为100L/h。液化天然气汽化后进入输出管路26,冷媒乙二醇水溶液温度降低,进入冷媒储箱2,冷媒储箱2保持温度在-7℃;其中冷媒在LNG汽化器的进口状态参数为-3℃,0.55MPa,出口状态参数为-7℃,0.5MPa。
2、取经机械过滤和药剂投放后的海水,以有效去除海水中的悬浮物、有机物、胶体、泥沙、海洋生物等物质,盐浓度为3~3.5%的海水;依次对冰水分离后的浓海水和冰晶进行换热,海水由常温降至0℃,冰水分离后的浓海水升温到20℃,冰晶融化后升温到12℃,预冷后的海水进入海水水箱16,一部分作为原料海水,另一部分则排放至海洋中。
3、冷却后的冷媒乙二醇水溶液与预冷却到0℃的过滤海水在过冷却器4内充分进行间接换热,冷媒在管壳升温到-3℃后返回LNG汽化器1循环,海水在管内冷冻成过冷海水,过冷海水出口温度控制在-5℃~-2℃,经过冷消除筛网9进入蓄冰槽5,产生冰浆,同时进入蓄冰槽5的还有海水水箱16中的预冷海水和冰晶洗涤塔11排出的洗涤水,两股水流相互冲击,也有利于解除过冷状态。
4、蓄冰槽5中随着冰浆的生成增多,冰浆逐步上浮,在冰浆溢流口8流出进入冰水分离器10;蓄冰槽5底部的海水通过过滤网,经海水进料泵6送入冰晶消除器7,再次返回过冷却器4进行循环制冰。
5、冰浆在冰水分离器10分离为冰晶和浓海水,冰水分离器为滚筒式冰水分离器,在离心与重力的共同作用下,海水与冰晶实现分离,冰晶经冰浆泵13进入冰晶洗涤塔11,浓海水与预处理的海水换热后排放。
6、冰晶洗涤塔11采用逆式对流洗涤塔,洗涤水对冰晶进行洗涤净化,去除大部分在冰晶表面粘附和内部夹带的盐分,洗涤水管路设有流量调节阀,用以分配调整洗涤水用量。洗涤的冰晶在融冰器中与海水换热融化,得到淡水。
上述流程详细的工艺参数为:淡水产量100L/h,海水进料量641L/h,过量海水排放量323L/h,冰晶产生量123L/h,浓海水排放量286L/h,海水产冰率30%,海水脱盐率可达80%~90%。
系统用于制冰淡化的冷能完全来自于LNG汽化冷能,成本低廉,避免了传统机械制冷所消耗的大量电能,降低了冷冻海水淡化技术的动力消耗和制水成本。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (10)

1.一种利用LNG冷能的海水冷冻淡化系统,其特征是,包括LNG汽化器、冷媒储箱、过冷却器、蓄冰槽、冰晶消除器、冰水分离器、冰晶洗涤塔、融冰器和浓海水换热器;LNG汽化器管程入口端与经过压缩的LNG输入管路连接,管程出口端与气态的天然气(NG)外输管路连接;LNG汽化器壳程入口端通过管路与过冷却器壳程出口端冷媒出口连接,壳程出口端通过管路与冷媒储箱入口端连接;冷媒储箱出口端通过管路依次与冷媒泵、过冷却器壳程入口端冷媒进口连接;过冷却器管程入口端通过管路依次与冰晶消除器、海水进料泵、蓄冰槽底部出水口连接,过冷却器管程出口端通过管路与蓄冰槽上部一入口端连通;蓄冰槽上部另一入口端通过三通管路一路依次与冷却海水泵、海水水箱一出口端通过管路连接,另一路依次与洗涤水回用泵、冰晶洗涤塔下部出口端通过管路连接;蓄冰槽在槽体内部上端设置有过冷消除筛网,蓄冰槽上端、过冷消除筛网下面设置有冰浆溢流口,冰浆溢流口与冰水分离器入口端通过管路连通;冰水分离器固相出口端依次与冰浆泵、冰晶洗涤塔下部入口端通过管路连接,液相出口端通过管路依次与浓海水泵、浓海水换热器壳程入口端连接;冰晶洗涤塔上部出口端通过管路与融冰器壳程入口端连接;顶部入口端依次与淡水洗涤泵、淡水水箱一出口端通过管路连接;融冰器管程入口端通过管路与浓海水换热器管程出口端连接,融冰器管程出口端通过管路与海水水箱入口端连接;融冰器壳程出口端与淡水水箱通过管路连接;浓海水换热器壳程出口端设置一浓海水排放管路,管程入口端与进料海水管路连接;海水水箱另一出口端设置一过量海水排放管路;淡水水箱另一出口端设置一淡水排放管路。
2.如权利要求1所述的系统,其特征是,所述的过冷却器为使用氟碳纳米材料进行内表面涂层处理的纯铜光管,在管壳有二次冷媒进出口。
3.如权利要求1所述的系统,其特征是,所述的蓄冰槽内部上端的过冷消除筛网为不锈钢筛网,目数为100-200目,筛网下面有冰浆溢流口,底部有出水口与海水进料泵连接。
4.如权利要求1所述的系统,其特征是,所述的LNG汽化器为中间介质式汽化器,汽化器内设置LNG通道和冷媒通道,冷媒通道的出口连接于冷媒储箱,冷媒储箱中冷媒经冷媒泵送入过冷却器;冷媒泵具有变频调速功能。
5.如权利要求1所述的系统,其特征是,所述的冰水分离器为滚筒式冰水分离器,在离心与重力的共同作用下,海水与冰晶实现分离,将分离出的低温浓海水由浓海水泵送入浓海水换热器。
6.如权利要求1所述的系统,其特征在于,系统使用的冷媒无腐蚀性,凝固点低于-10℃。
7.如权利要求1所述的系统,其特征是,所述的冰晶洗涤塔为逆式对流洗涤塔,洗涤水对冰晶进行洗涤净化,去除大部分在冰晶表面粘附和内部夹带的盐分,洗涤水管路设有流量调节阀,用以分配调整洗涤水用量。
8.利用LNG冷能的海水冷冻淡化方法,其特征是,包括如下过程:
1)冷媒从过冷却器中热交换升温后进入LNG汽化器冷却,LNG汽化成气态的天然气外输,冷媒冷却后进入冷媒储箱,再经冷媒泵进入过冷却器壳程内;进料海水通过进料海水管路依次进入浓海水换热器和融冰器进行换热实现预冷,预冷后的进料海水进入海水水箱内,再经泵进入蓄冰槽内;蓄冰槽底部的海水经海水进料泵送入冰晶消除器,再进入过冷却器管程内;
2)过冷却器壳程内的冷媒与管程内的海水换热,在管程内形成过冷海水,过冷海水从过冷却器内流出后与海水水箱中的预冷海水和冰晶洗涤塔排出的洗涤水一起流入蓄冰槽,两股水流相互冲击并通过过冷消除筛网进入蓄冰槽,从而产生冰浆;
3)蓄冰槽中产生的冰浆逐步上浮,在冰浆溢流口流出进入冰水分离器,分离出的浓海水进入浓海水换热器初步预冷却进料海水后排放,分离出的冰晶进入冰晶洗涤塔经淡水洗涤后生成淡水冰浆,淡水冰浆被排入融冰器与经浓海水换热器预冷却的进料海水换热融化为淡水,进入淡水水箱,淡水水箱中的少量淡水经淡水洗涤泵打入冰晶洗涤塔顶端,洗涤冰晶,大部分经淡水排放管路排出利用,进料海水在融冰器经再一次冷却后进入海水水箱;海水水箱中一部分海水进入蓄冰槽,另一部分过量海水经管路排放。
9.如权利要求8所述的方法,其特征是,LNG汽化器采用乙二醇水溶液作为中间换热冷媒,冷媒流量根据过冷海水出口温度由气动流量调节阀进行在线控制。
10.如权利要求8所述的方法,其特征是,进料海水取经机械过滤和药剂投放后的海水,以有效去除海水中的悬浮物、有机物、胶体、泥沙、海洋生物物质。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0283528A1 (en) * 1987-03-21 1988-09-28 Marc A. Paradis An ice maker heat pump using water supercooling
JPH06277655A (ja) * 1993-03-29 1994-10-04 Takasago Thermal Eng Co Ltd 溶液の濃縮方法及び海水の淡水化システム
JP2003275748A (ja) * 2002-03-25 2003-09-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 凍結濃縮型廃水処理装置
CN103459324A (zh) * 2011-01-31 2013-12-18 I.D.E.技术有限公司 用于冷冻脱盐的装置和方法
CN104891593A (zh) * 2015-06-08 2015-09-09 中石化天津液化天然气有限责任公司 一种基于液化天然气冷能的高脱盐率海水淡化方法及装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0283528A1 (en) * 1987-03-21 1988-09-28 Marc A. Paradis An ice maker heat pump using water supercooling
JPH06277655A (ja) * 1993-03-29 1994-10-04 Takasago Thermal Eng Co Ltd 溶液の濃縮方法及び海水の淡水化システム
JP2003275748A (ja) * 2002-03-25 2003-09-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 凍結濃縮型廃水処理装置
CN103459324A (zh) * 2011-01-31 2013-12-18 I.D.E.技术有限公司 用于冷冻脱盐的装置和方法
CN104891593A (zh) * 2015-06-08 2015-09-09 中石化天津液化天然气有限责任公司 一种基于液化天然气冷能的高脱盐率海水淡化方法及装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘静等: "《食品工程原理》", 31 January 2011, 中国计量出版社 *

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