[发明专利]基于涡流管制冷的海水淡化系统

说明书

本发明提供一种基于涡流管制冷循环的海水淡化系统，其特征在于，包括：水合物海水淡化装置，使海水和水合剂进行水合反应生成水合物浆并将该水合物浆分解得到淡水和水合剂；水合剂循环装置，与水合物海水淡化装置连通并换热，将水合剂回收，并提供给水合物海水淡化装置；以及涡流管制冷装置，具有冷端出口和热端出口，与水合剂循环装置连通，用于将水合剂循环装置中换热的水合剂分成冷、热两部分，本发明的基于涡流管制冷循环的海水淡化系统不仅实现了水合剂气体的循环利用，而且无需额外配置供能装置和制冷装置就能够将淡水提取出来，从而降低能耗。

技术领域

本发明涉及海水淡化领域，具体涉及一种基于涡流管制冷的海水淡化系统。

背景技术

水是生命的源泉和摇篮，是人类得以生存、生活和生产的必不可少的基本物质，是地球上无法代替的得宝贵的基础自然资源，是组成地质环境的重要因素和生态环境的控制要素之一，同时也是重要的战略资源和一个国家综合国力的有机构成。水资源的匮乏正在逐渐影响全球经济和生态环境。联合国有关机构曾指出“淡水资源紧缺将严重制约21世纪经济和社会发展，并且有可能导致国家之间爆发战争”。

海水淡化技术简而言之就是除去海水中的盐分而得到可以直接饮用的淡水，传统的海水淡化技术包括多级闪蒸(MSF)，其优点是工艺成熟设备简单可靠有利于大型化，但是工程投资高也是重要制约因素。多效闪蒸(MEd)技术，其优点是能利用低品位热源，减小生产成本，但是蒸发温度制约了热效率。反渗透(RO)技术，其优点是能耗低，建设周期短，但是对海水的预处理要求十分严格。

水合物法是一种比较环保的海水淡化技术。具有能耗低、设备简单，水合剂价格低廉、来源广泛等诸多优点。水合物海水淡化是利用水合剂气体分子与海水中的水分子在一定条件下生成水合物浆，由循环泵抽到水合物分解器中吸热分解、分解出的液态水在冷却器中受热蒸发成水蒸气、水蒸气在淡水凝结器中放热冷却最后得到淡水。水合物法海水淡化的最大优点是能耗低、设备简单、维修运行成本低；水合剂气体在水或盐水中的溶解度低，无毒，廉价易得，无爆炸危险。另外，它还具有冷冻法的一些优点如不需要对海水进行预处理、腐蚀较轻等。

水合物具有以下特征：(1)水合物生成和分解过程完全互逆，生成水合物的原材料只有气体和水，分解后的剩余产物也只有气体和水，对环境没有污染，而且水在自然界中大量存大并价格低廉；(2)水合物形成和分解的温度压力条件相对温和。水合物浆在常压下是一种类似冰浆的固液两相悬浮液，是由一些细小的微粒状笼型水合物和水溶液组成，在5～12℃温度范围内具有很高的热量密度，在常压和低压工况下就可以生成。

专利号为200910214077.8的发明专利公开了一种利用液态天然气(LNG)冷能进行海水淡化的系统，包括有城镇供水系统、城镇供气系统、LNG装卸和储存系统、水合物海水淡化系统、以及海水提取系统。该海水系统对LNG冷能利用率高，经济效益高，投资成本小，对环境的影响。但其缺点也是明显的，即海水淡化依赖于LNG冷能，故该海水淡化系统只能建在LNG接收站周围，限制了该海水淡化系统的推广应用。

另外，专利号为201110134047.3的发明专利中公开了一种海水淡化的方法，该方法需要在水合反应前对海水进行冷却，增加其过冷度，因而需要额外配置冷却水系统，增加了设备的复杂性，增加了系统的能耗。

发明内容

本发明是针对上述课题进行的，目的在于提供一种结构简单，无需额外配备供能或制冷装置的基于涡流管制冷的海水淡化系统。

本发明为实现上述目的，采用了以下的技术方案：