[发明专利]一种冷冻法海水淡化冰水分离装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种冷冻法海水淡化冰水分离系统。

背景技术

水资源短缺已成为全球性问题。采用海水淡化技术开辟新的淡水资源，增加淡水总供应量，已逐渐成为世界各国解决“水危机”的一种重要途径。

冷冻法海水淡化是利用海水在结冰时，盐分被排除在冰晶以外，通过对冰晶洗涤、分离、融化后得到淡水的方法。由于冰的融化热为334.7kJ/kg，仅是水汽化热(在100℃时为2257.2kJ/kg)的1/7，且相对于水的沸点，自然状态下的海水更接近于冰点，因此与常规淡化方法(膜法和热法)相比冷冻法的能耗很低，由于低温操作，海水对设备的腐蚀轻、没有结垢，故可省去对海水除钙、镁等预处理工艺，降低了海水淡化系统的建设成本，同时由于排出的腐蚀生成物少，对环境的污染较小。

近年来，随着我国对清洁能源需求的日益增长，LNG产业蓬勃发展，LNG冷能的无偿使用使得冷冻法海水淡化的生产成本大幅降低，冷冻海水淡化技术现已成为LNG冷能利用和海水淡化领域研究的热点。

但海水在制冰过程中因受结晶脱盐原理的约束，其生成的冰晶中会夹带有一定数量的“盐水胞”，同时冰晶在与浓海水分离过程中表面也会附着有大量的盐水，因此，冰晶的洗涤和分离是海水冷冻淡化工艺的关键环节，直接关系着产品水的产量及后处理工艺的繁简，因此研究冰晶的净化技术对于提高冷冻法海水淡化技术经济效益具有重要的意义。

发明内容

本发明提供了一种冷冻海水淡化用冰晶与海水相分离的装置，本发明综合了离心分离法、挤压分离法、和洗涤法，可通过几种冰水分离方法的组合，实现迅速的冰水分离，在明显降低冰晶损失率的同时有效提高冰晶的脱盐率。

本发明一种冷冻法海水淡化冰水分离装置，包括设置在一支架上方的密封箱体，所述密封箱体的顶部设有淡水喷淋系统，所述密封箱体的侧壁的下方设有抽气系统和浓水排放系统；所述密封箱体设有可开合的密封顶盖，所述密封箱体的底部设有由电机带动的磁耦合力矩传动系统，所述磁耦合力矩传动系统的上方设有圆锥面形的保护罩；所述密封箱体的底面为一导流面；所述密封箱体的内壁上设有一环形挡板，所述环形挡板上方安装有冰晶漏网部件，所述冰晶漏网部件包括有冰晶漏网和由所述磁耦合力矩传动系统带动的冰晶漏网支撑架；所述淡水喷淋系统包括淡水箱和喷头，所述淡水箱和喷头之间的喷淋管路上设有节流阀、淡水泵、第一球阀和第一流量计，所述喷头通过一喷头接管安装在所述密封顶盖的中心处；所述抽气系统包括与所述密封箱体侧壁贯通的抽气接管，所述抽气接管通过抽气管路连接至一抽气泵，所述抽气管路上设有第二球阀和压力表；所述浓盐水排放系统包括与所述密封箱体侧壁底部贯通的浓海水排放接管，所述浓海水排放接管通过排放管路连接至一浓海水池，在排放管路上设有第二流量计、第三球阀；所述电机，所述节流阀、淡水泵、第一球阀和第一流量计，所述抽气泵、第二球阀和压力表，所述第二流量计和第三球阀均与所述控制系统连接，所述控制系统实现对电机的转速、所述淡水喷淋系统的喷淋水量，所述浓盐水排放系统的浓水排量，所述抽气系统的抽气速度的实时监测和控制。

本发明中，所述导流面具有自中心至边缘呈15°的坡度。

所述冰晶漏网支撑架的底端为一支撑轴，所述支撑轴的下端通过一联轴器与磁耦合力矩传动系统的主轴相连，所述支撑轴的上端连接有四根支撑杆，所述冰晶漏网由自上而下相连的网圈、防护圈和丝网构成，所述网圈与所述防护圈固定，所述防护圈与所述丝网固定，所述丝网的网眼规格为40目，所述四根支撑杆连接至所述网圈的底部，所述网圈与所述环形挡板之间具有间隙，且网圈外径大于所述环形挡板的内径。。

目前常用的冷冻法海水淡化冰水分离方法主要有离心法、洗涤法、挤压法等，在低温条件下，卤水在冰晶表面有较强的粘附力，单纯使用离心法和挤压法均会残余一定的盐分，而洗涤法虽有较高的脱盐率，但却需要消耗大量的淡水。本发明集合了上述几种洗冰方法的技术优势，具有如下优点：

(1)本发明在轴系带动冰晶漏网自转实现离心分离的基础上，加入了喷淋装置和抽气装置，淡水从顶部喷嘴均匀的喷洒在漏网中的冰水混合物上，可对冰晶进行洗涤，同时，抽气装置可使得冰晶漏网上部和下部之间形成一定的压差，实现对冰晶的挤压，有利于冰晶缝隙间盐水的排放，本发明发挥了离心法、洗涤法、挤压法各自的技术优势，实现迅速的冰水分离，在明显降低冰晶损失率的同时有效提高冰晶的脱盐率。