[实用新型]一种采用水合物法进行海水淡化的系统

说明书

本实用新型涉及一种采用水合物法进行海水淡化的系统，它包括二氧化碳管线、淡水储水箱、调压器、CO₂水合物反应釜I、干燥器I、压缩机I、水合物分解器I、CO₂水合物反应釜II、干燥器II、压缩机II、水合物分解器II和淡水出水槽，CO₂气体从二氧化碳管线中通过调压器调压，调压后的CO₂气体再通过节流阀使CO₂气体变成低温低压的两相流液体，两相流液体和储水箱流出来的淡水共同进入CO₂水合物反应釜I中反应得水合物浆，水合物浆再用循环泵I将生成的水合物浆抽到水合物分解器I中分解，分解的水合物浆变成CO₂气体和一级淡化水，重复操作。该系统以更低的压力和温度来实现水合反应。

技术领域

本实用新型属于海水淡化技术领域，尤其涉及一种采用水合物法进行海水淡化的系统。

背景技术

水，是生命的源泉。淡水是人类社会赖以生存和发展的物质基础之一。随着经济社会的发展和人们生活水平的提高，人们对淡水资源的需求极大，而淡水只占地球上总水量的2.5％～3％，这就使得人们面临淡水资源短缺的局面。而且由于我国淡水资源时空分布不均，人口分布不均，社会经济发展不平衡等原因，造成我国部分地区淡水资源严重紧缺。开发海水资源，进行海水淡化，是增加淡水资源的有效途径，也是解决缺水问题的必由之路。

目前世界上除了河流取水外还有地下取水、远程调水等获取淡水的方式。海水淡化也将作为常用的淡水取用方式之一。已有的通过海水淡化得到淡水的方法包括反渗透法、蒸馏法和电渗法。反渗透法需要人工加压，蒸馏法和电渗法需要用电加热和产生电场，这些方法存在的共同缺点在于能耗高，使得海水淡化获得淡水的成本很高，严重制约了这些方法在实际生产中的推广。

作为地球生物圈的组成物质之一，CO₂在环境方面的优势是其他物质难以比拟的。作为一种环保的天然物质，CO₂还具有无毒、无味、不可燃、传热性能好、流动性好等优良的热物理特性。CO₂水合物海水淡化是利用气体CO₂分子与海水中的水分子生成水合物浆，经由循环泵抽到换热器中吸热分解得到淡水。水合物海水淡化的最大优点就是能耗低、设备简单、维修运行成本低；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悬浮于水溶液中形成，在5～12℃温度范围内具有很高的热量密度，在常压和低温工况下就可以生成。与常规空调兼容性好，换热效率高，化学稳定性好，而且具有很好的抽吸和运输性质。水合物具有以下特征特征：(1)水合物生成和分解过程完全互逆，生成水合物的材料只有气体和水，分解后的剩余产物也只有气体和水，对环境没有污染；(2)水合物的形成和分解的温度压力条件相对温和。

专利号为200910214077.8的发明专利公开了一种利用液态天然气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，因而需要额外配置制冷系统，增加了设备的复杂性，并提高能耗。

实用新型内容

为了解决技术背景所提出的问题，本实用新型提供一种采用水合物法进行海水淡化的系统，该系统本装置利用了CO₂气体作为水合剂，从而降低了实验条件的要求，从而以更低的压力和温度来实现水合反应。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：