[发明专利]连续化海冰离心脱盐系统装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种海冰离心脱盐系统装置及方法，特别涉及一种海冰淡化中大块海冰的连续化离心脱盐装置系统和技术方法，属于连续海水淡化。

背景技术

我国水资源在区域分布上很不均匀，特别在北方地区，耕地面积占全国的59.2%，人口占全国的44.3%，而水资源仅占全国的14.7%；由于我国处于东亚季风区，南方60%～70%的年降雨集中在5～8月份，北方降雨集中在6～9月份，水量（降水和径流）年内和年际变化大，在降雨的水丰期就容易造成洪灾，其它季节则容易出现旱灾。加上水资源开发利用的难度大，许多城市和地区出现严重缺水，以黄河流域地区和部分沿海城市最为严重。其中环渤海地区是我国淡水资源最为缺乏的地区之一，并且渤海是我国冬季的主要结冰海区。渤海海冰的盐度为4‰～11‰，远低于其海水的盐度。通过物理方法将海冰进行淡化处理，得到可以用于生产的工业用水或是农业用水，将作为一种新的海水淡化技术，对于解决环渤海地区的缺水问题具有重要的现实意义和战略意义。

在海冰形成过程中，最初形成的冰晶、冰针和冰片会发生合并，一部分海水被包围在合并时形成的冰穴内，而另一部分则从冰晶间析出流入下面的海水中，被包裹在冰晶间的卤水形成了所谓的“盐胞”。所以，海冰不同于淡水冰，它并不是单纯的冰晶，而是固体冰晶与卤水、气胞和少量固体杂质组成的混合物。海冰的盐分来源主要是存在于纯冰晶体间的盐胞、盐水通道或固体盐。但主要以冰内盐胞的形式存在，因此冰内卤水的浓度和盐胞的数量就决定着海冰含盐量的高低。海冰脱盐的基本思路是将大块海冰进行破碎，将其内部的“盐胞”打碎，再通过物理方法将小冰粒表面的卤水出去，以得到盐度较低的淡水冰。

海冰除具有冻结时产生“盐胞”的特性外，在低温下还具有冻粘的特性。冻粘是指在零度以下，由于两接触物体界面间水的冻结而形成粘合的一种自然现象。产生冻粘的条件主要包括：0℃及以下的温度、一定的含水量和冷冻时间等。海冰破碎后卤水附着在小冰粒的表面，在0℃以下时极易与金属发生冻粘现象。

海冰的脱盐方法有浸泡脱盐法、离心脱盐法、浸泡离心脱盐法、重力脱盐法等。其中浸泡脱盐法及重力脱盐法属于间歇式脱盐方式，离心脱盐法和浸泡离心脱盐法可以通过间歇式和连续式两种方式实现。一般情况下连续化脱盐方法的产量及可操作性均优于间歇式脱盐方法。

海冰离心脱盐是海冰淡化方法的一种，是利用海水结冰时把盐分排除在固体冰晶外的特性，将海冰破碎打破包含在海冰内部的卤水胞，然后通过离心脱水除去部分卤水，降低海冰的整体含盐率的方法。由于其连续化生产的可行性，因此对该技术方法的开发和研究可为海冰淡化的工业化提供基础和依据。

综上所述，用于连续化海冰离心淡化的装置需要解决的技术难题如下：

1.碎冰机要有较强的碎冰能力，可以处理大尺寸的冰块，产出的冰粒直径适宜。

2.输送设备要有良好的连续性能，可以输送没有流动性的海冰，并且可以顺利进入离心机中。

3.所有装置都要避免海冰与装置发生冻结和堵塞。

4.离心机要保证足够的离心分离能力，确保海冰离心脱盐的质量。

海冰淡化有我国科学家在1995年首次提出，其目的在于将海冰作为淡水资源开发利用，为中纬度一年生海冰区（我国的渤海和黄海北部）沿岸提供一种新型的淡化水资源。海冰淡化在国际上尚无先例，所需技术和设备要根据海冰结构特征和工程需求单独进行设计研发。

本发明旨在解决上述技术难题，提供一种可以连续化进行的海冰离心淡化的装置系统和技术方法，同时还提供一种连续化的海冰离心脱盐工艺。本发明方法为连续化生产，且处理量大，处理量可达9t/h，是同尺寸间歇设备处理量的7倍以上，适宜大产量快速淡化；本发明的方法设备简单布局紧凑，占地面积小，适宜在海边或船上大规模应用。

发明内容

本发明所解决的技术问题针对现有的背景技术而提出的海冰离心脱盐方法，它能够降低海冰和设备的冻粘情况，提高离心脱盐的分离效率，实现连续化生产，效率高处理量大。

本发明目的是通过如下技术方案实现的：

本发明的一种海冰离心脱盐系统装置（图1），由输送装置，破冰装置和离心装置连接构成；输送装置为传送带及螺旋进料器，破冰装置为滚筒式碎冰机连接锤式碎冰机，离心装置由缓冲槽及卧式离心卸料离心机组成；缓冲槽与卧式离心卸料离心机直接连接，缓冲槽中设置搅拌装置，对冰粒进行搅拌；滚筒式碎冰机的出口与锤式碎冰机的入口直接连接，用钢板进行密闭；卧式离心卸料离心机进料管水平放置，内置螺旋进料器；螺旋进料器与缓冲槽连接在一体；锤式碎冰机的出口通过传送带与缓冲槽连接。