(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书
(10)申请公布号 CN 104495964 A
(43)申请公布日 2015.04.08
(21)申请号 CN201510002889.1
(22)申请日 2015.01.05
(71)申请人 大连理工大学
    地址 116024 辽宁省大连市甘井子区凌工路2号
(72)发明人 宋永臣 杨明军 郑嘉男 刘瑜 赵越超 蒋兰兰
(74)专利代理机构 大连理工大学专利中心
    代理人 李宝元
(51)Int.CI
      C02F1/00
      C02F103/08
                                                                  权利要求说明书 说明书 幅图
(54)发明名称
      一种基于二氧化碳水合物法的分层式海水淡化装置
(57)摘要
      本发明提供了一种基于二氧化碳水合物法的分层式海水淡化装置，属于水合物应用技术领域。水合物反应器内部合理布置多孔介质，水合物生成条件为气过饱和，分解条件主要是降压分解，智能排水部分根据流量和盐度自动调节阀门开度和流向。本发明实现二氧化碳的循环使用，满足大规模资源化利用二氧化碳的需要；采用两级换热器预冷，减少冷量损耗，提高能量利用率；水合物生成过程通过气体鼓泡法提高反应速率，恒压进气保证较高水合物产量；排放物为常温浓缩后海水，对环境无污染；淡水自动检测分离，各部分间歇式周期性工作，优化运行成本，实现大规模连续生产。系统结构合理，功能集中紧凑，满足工业生产要求，运行过程稳定可靠，成本低廉，节能环保。
法律状态
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
权 利 要 求 说 明 书
大连工业大学怎么样1.一种基于二氧化碳水合物法的分层式海水淡化装置，其特征在于，该海水淡            化装置包括反应器本体部分、海水进料预冷部分、反应器温度控制部分、二氧            化碳循环控制部分和智能排水部分；           
反应器本体部分与其他四个部分均直接相连，反应器本体上部的进水口与            海水预冷部分连通，反应器本体外圈的夹层与反应器温度控制部分相连，反应            器本体前后的进气联箱、排气联箱与二氧化碳循环控制部分连接，反应器本体            底部的排水口与智能排水部分相通；           
反应器本体部分提供水合物生成和分解环境，包括进水喷洒装置、多孔介            质管束、细
孔滤网和出水口；反应器本体的顶部是喷洒装置，海水由其上部进            水口进入，通过喷洒装置海水快速均匀进入反应器中；反应器本体的底部设置            排水口，自带过滤装置，防止水合物固体流出；反应器本体的中间均匀布置多            层前后排布、方形错列的多孔介质管束，用于填充促进水合物生成的多孔介质，            两端用带致密材料的堵头封闭，只允许气体通过，堵头可自由拆卸充填多孔介            质；每层多孔介质管束下方都紧接着布置一层细孔滤网，将水合物逐层留住，            防止水合物沉聚在底部，阻塞排水口影响分离效果；           
海水进料预冷部分包括海水澄清池、抽水泵、第一级容积式换热器和第二            级容积式换热器；海水澄清池与抽水泵经过闸阀相连，抽水泵直接连通第一级            容积式换热器的器管，第一级容积式换热器与第二级容积式换热器相通，第二            级容积式换热器水平位置高于反应器本体的进水口，并通过蝶形阀将第二级容            积式换热器的出口与反应器本体的进水口连接；海水澄清池用于存储预处理过            杂质的海水，带有过滤器的抽水泵将海水从海水澄清池抽送到第二级容积式换            热器的器池内；第一级容积式换热器器池暂存的低温浓海水做冷质，海水流经            第一级容积式换热器器管被初步预冷，然后进入第二级容积式换热器器池中暂            存，进一步被预冷后充入反应器中，第二级容积式换热器器
管用温度控制循环            液做冷质，将海水冷却到较低温度；           
反应器温度控制部分包括夹层和循环制冷器；反应器外圈的夹层包围反应                            器本体，循环液只能在夹层中流动以控制反应器本体温度；循环制冷器通过管            路和夹层相连，循环制冷器流出的循环液从夹层下部的入口流进，从夹层上部            的出口流出；制冷循环器的出口管路设置三向阀，分别连通夹层出口、循环制            冷器入口和第二级容积式换热器入口；           
二氧化碳循环控制部分包括高压气源、低压集气罐和气体增压泵；高压气            源通过减压阀与进气联箱连接；排气联箱通过单向阀与低压集气罐相连；当海            水原料充满反应器后，通过减压阀将二氧化碳以恒定压力由多孔介质鼓泡式充            进反应器中；水合物生成过程中保持减压阀开启，以保证足够反应驱动力，提            高水合物产量；水合物生成后，通过单向阀排气，进行降压分解，二氧化碳排            入到低压集气罐中；低压集气罐与高压气源通过气体增压泵和单向阀相连，维            持集气罐低压，保证高压气源气量，实现二氧化碳循环利用；另外，高压气源            设有补气口，以补充二氧化碳部分损失；           
智能排水部分包括海水流量表、自动盐度计、废液罐和淡水罐；其中，海            水流量表与
反应器底部出水口相连，海水流量表通过单向阀与三向阀的进口和            自动盐度计连接，三向阀的两个出口分别通向淡水出口和海水回收口；智能排            水部分只允许流经液体，气体无法逃出；单向阀由海水流量表控制，开度与流            量成正比，三向阀由自动盐度计控制，低温废液通入第一级容积式换热器器池            内预冷新海水，盐度达到淡水标准时三向阀转向淡水出口，否则一直处在海水            回收口；最终常温废液回收到废液罐；达标淡水直接通入淡水罐储存。           
2.根据权利要求1所述的分层式海水淡化装置，其特征在于，所述的反应器本            体内接有多个温度传感器，进气联箱和排气联箱均连有压力传感器，高压气源            和低压集气罐本身均带压力传感器，第一级容积式换热器和第二级容积式换热            器自带有温度传感器。           
3.根据权利要求2所述的分层式海水淡化装置，其特征在于，所述的传感器和            仪表分别通过数据线与A/D转换模块相连，A/D转换模块通过数据线与工控机相            连。           
4.根据权利要求1-3任一所述的分层式海水淡化装置，其特征在于，所述的管            路中阀门为手/自动阀门，均与相应设备联锁，由工控机实现自动控制。           
5.根据权利要求1-3任一所述的分层式海水淡化装置，其特征在于，所述的循            环制冷器有两种工作方式，对应的循环液的两种回路：方式一是循环制冷状态，            循环液不流经第二级容积式换热器；方式二是循环不制冷状态，循环液流经第            二级容积式换热器器管，完成热交换后回到循环管路中继续循环。