[发明专利]液态CO2

说明书

一种液态CO₂循环冷冻海水淡化矿化装备系统及方法，该液态CO₂循环冷冻海水淡化矿化的装备系统主要包括海水矿化固化脱盐装置，所述海水矿化固化脱盐装置主要包括罐体、液态CO₂涡旋释放机构、浮冰收集机构、CO₂气体排出装置、排卤装置，所述液态CO₂涡旋释放机构环形设置固定在罐体内中下部侧壁上或固定在罐体内的中下部或底部，所述的浮冰收集机构设置在罐体内中上部；所述的CO₂气体排出装置设置在罐体上部侧壁或顶部；所述的排卤装置设置在罐体的底部。本发明装备系统结构较简单，投资少，占地面积小，运行能耗低，产水成本低，运营维护费用低；本发明淡化海水的方法适应性广，对海水含盐量几乎没有限制。

技术领域

本发明涉及海水淡化技术领域，特别是涉及一种液态CO₂循环冷冻海水淡化矿化装备系统及方法。

背景技术

当前，我国人均淡水占水量不足世界人均占水量的25%，是全球人均淡水资源最贫乏的国家之一，且我国的水资源空间分布极度不均匀，明显的东多西少、南多北少，在华北、东北、西北、沿海（包括海岛）地区更为明显，不但严重地制约我国经济的高速发展，而且还严重地影响了居民的日常工作和生活。

为解决淡水供应危机，除采用就近引水、跨流域引水等常规措施之外，一条更有利的途径就是对海水的淡化。尽管我国淡水资源严重匮乏，但海域广阔，拥有丰富的海水资源，将海水资源合理利用及处理变成淡水资源，可有效解决沿海地区淡水资源短缺的问题，是促进沿海区域可持续发展的有效措施。

众所周知，地球海水的平均盐度为35‰，不同地区的海水盐度存在一定差异，受大陆淡水影响，浅海盐度一般为27～30‰，河口区盐度一般为0～30‰，海湾地区由于其蒸发量较高、淡水径流较少和受海水淡化厂排放的高盐废水的影响，其盐度往往高于45‰，地中海和红海的盐度亦超过41‰。海水盐分的成因较为复杂，其盐分主要由Na⁺，K⁺，Ca²⁺，Mg²⁺和Sr²⁺等阳离子和Cl^-，SO₄^2-，Br^-，HCO₃^-等阴离子以及分子态的H₃BO₃等组成。典型海水的盐度一般在30‰~43‰之间，其中Ca2⁺含量变化范围在360～500mg/L，Mg²⁺含量变化范围在1150～1600mg/L，Na⁺含量变化范围在9700～13500mg/L，K⁺含量变化范围在400～550mg/L，Cl^-含量变化范围在16300～23700mg/L，SO₄²-含量变化范围在2400～3380mg/L，HCO₃^-含量变化范围在130～200mg/L。换句话说，海水亦是一座无量的盐矿，而当前我国大量的工业用盐和民用盐来自内陆地区的井盐，井盐的大量开采导致地质沉降塌陷和废渣污染。

在海水淡化方面，我国自上世纪60年代开始，众多与海洋相关的科技企业和高校科研院所开展了海水淡化的系列研究和实践，目前海水淡化的方法主要有蒸馏法、膜分离法、结晶法、可再生能源结合法、溶剂萃取法和离子交换法等，现有的研究应用成果大致可概括为如下五大类：

第一类为蒸馏法，主要包括：

（1）低温多效蒸馏技术（LT-MED）：通过对海水多次低温蒸馏和冷凝实现制淡水，但换热管外壁易结垢，热效率的提升受低温（≤70℃）限制，设备体积过大，投资相对较高。