一種利用水合物法提純高濃度鹽水的裝置與方法與流程

本發明屬于水合物生成與分離領域。具體是指利用水合物生成分離特性對鹽場結晶池鹵水提純的方法和一種促進水合物生成的裝置。

背景技術：

水合物資源被認為是21世紀最具開發前景的資源，因此關于水合物的開發和應用也引起了社會的極大關注。目前水合物技術的應用在氣體混合物分離、水合物蓄冷、海水淡化、生物醫學等領域都有所涉及，當今的曬鹽工藝為了提高出鹽產量，需要廣闊的蒸發池收集大濃度的鹽水到結晶池結晶成鹽，類似的開發浪費了大量的土地，嚴重污染了土壤。

因此本發明利用水合物法省去了曬鹽工藝中的蒸發池。一種利用水合物法提純高濃度鹽水的原理在于，利用深海水與co2在水合物生成管路內生成co2水合物，形成水合物的過程中需要消耗水，進而促進深海水的含鹽濃度增大，將較大濃度的深海水直接泵入到結晶池。

技術實現要素：

發明目的

本發明的目的是針對當今曬鹽蒸發池對土壤造成的破壞，利用水合物技術提純高濃度鹽水，取代傳統曬鹽工藝中的蒸發池。

技術方案

深海鹽水與co2氣體能夠在水合物生成流動管路內快速、大量的生成水合物，水合物生成消耗一部分水，從而增加了深海鹽水的濃度，利用水合物生成原理對深海鹽水進行提純提純。

相比較于靜態的水合物生成系統，水合物生成流動管路的引入縮短了水合物形成的誘導時間，增加了水合物的生成量，利用水合物生成流動管路提高提純效率。

所述裝置是由離心泵、雜質沉淀罐、緩沖罐、壓縮機、單向氣閥、單向液閥、清洗入口、連接法蘭、水合物氣液混合發生器、截止閥、水合物生成流動管路、保溫層、水合物可視窗、泄壓閥、真空泵、清洗出口、co2儲存裝置、三相分離器、漿液泵、曬鹽結晶池、水合物分解裝置、電樁、電熱爐絲、溫度感應器、鼓泡發生器構成；進水管路上第一離心泵與雜質沉淀罐連接，進水管道通過第一單向液閥與水合物氣液混合發生器連接；水合物氣液混合發生器與水合物生成流動管路用連接法蘭連接；清洗入口與水合物生成流動管路前端連接，清洗入口中間連接截止閥，清洗出口與水合物生成流動管路末端連接，清洗出口中間連接截止閥；真空泵通過清洗出口的管路與水合物生成流動管路連接，之間連接有第五單向液閥；泄壓閥與水合物生成流動管路連接；保溫層包裹于水合物生成流動管路的外表面；水合物可視窗安裝于水合物生成流動管路的壁面；co2儲存裝置經過壓縮機、第一單向氣閥連接與水合物生成流動管路內的鼓泡發生器連接；水合物生成流動管路通過第一漿液泵實現管路循環流動；水合物生成流動管路經過第二漿液泵與三相分離器連接；水合物生成流動管路通過第二單向氣閥與緩沖罐連接；三相分離器經過第二單向液閥、第二離心泵與曬鹽結晶池連接；三相分離器與第三單向氣閥連接，第三單向氣閥與co2儲存裝置連接；三相分離器經過第三單向液閥、第三漿液泵、與水合物分解裝置連接；溫度感應器與水合物分解裝置連接；水合物分解裝置與第四單向液閥、第三離心泵相連；水合物分解裝置與第四單向氣閥連接，第四單向氣閥與co2儲存裝置連接；電熱爐絲和電樁用電線連接，電熱爐絲安裝于水合物分解裝置內，電樁固定于用電間。

所述的鼓泡發生器上的三排微孔到水合物生成流動管路中心的距離相等。

所述的雜質沉淀罐入口端管徑大于出口端管徑。

有益效果

本發明的顯著優點在以下幾個方面：

(1)水合物生成過程中的溫度條件是由深海鹽水提供，壓力條件由壓縮機控制。水合物生成過程中不需要因為降溫而進行特殊的操作，可以節約大量制冷所需要的能量。

(2)水合物在帶有可視窗的流動管路內生成，能實時的控制反應的程度，控制水合物生成的量，防止堵塞管路。

(3)氣液管道連接樞紐和水合物生成流動管路之間用法蘭連接，方便檢修設備。

(4)利用電加熱爐絲分解水合物，實時通過感應器獲取分解溫度，操作方便，容易控制分解速率。

(5)讓水合物在流動管路內生成，極大地縮短了水合物生成的誘導時間，提高了水合物的生成效率，從而提高了提純效率。

(6)將鼓泡發生器伸入水合物生成流動管路，促進水合物生成過程的傳熱、傳質。

(7)雜質沉淀罐出、入口端管徑不同，從而增大了流速，增大了水合物形成過程的擾動，提高了生成效率。

(8)水合物分解后的co2可循環利用，整個過程理論上沒有原料損失，工藝流程也相對簡單。

附圖說明

圖1裝置流程圖。

圖2水合物生成流動管路裝置圖。

圖3水合物分解裝置圖。

圖4鼓泡發生器嵌入管路裝置圖。

1—第一離心泵；2—雜質沉淀罐；3—第一單向液閥；4—水合物生成流動管路；5—第一漿液泵；6—co2儲存裝置；7—壓縮機；8—第一單向氣閥；9—第二單向氣閥；10—緩沖罐；11—第二漿液泵；12—三相分離器；13—第三單向氣閥；14—第二單向液閥；15—第二離心泵；16—曬鹽結晶池；17—第三單向液閥；18—第三漿液泵；19—水合物分解裝置；20—第四單向液閥；21—第三離心泵；22—第四單向氣閥；23—第五單向氣閥；24—連接法蘭；25—水合物氣液混合發生器；26—清洗入口；27—截止閥；28—保溫層；29—水合物可視窗；30—泄壓閥；31—清洗出口；32—第五單向液閥；33—真空泵；34—溫度感應器；35—電熱爐絲；36—電樁；37—鼓泡發生器。

具體實施方式

其具體實施方案如下：

工藝流程開始之前關閉第一單向液閥3、清洗入口26、清洗出口31和第一單向氣閥8，打開真空泵33對水合物生成流動管路4進行抽真空處理。

用第一離心泵1抽吸溫度較低的海水，經過雜質沉淀罐2和第一單向液閥3，通過水合物氣液混合發生器25進入水合物生成流動管路4，待水滿管，停止進水；儲存裝置6內的co2氣體經過壓縮機7增壓，通過第一單向氣閥8和鼓泡器發生器37進入水合物生成流動管路4；開啟第一漿液泵5實現環路的循環流動；水合物生成管路4與水合物氣液混合發生器25用法蘭24連接。

觀察水合物可視窗29內有大量水合物生成時，打開第二漿液泵11將水合物生成流動管路4中的氣、水、水合物三相混合物泵入三相分離器12；三相分離器12中分離出的氣體經過第三單向氣閥13參與工藝流程中氣體的循環使用；分離出的較高濃度的海水經過第二單向液閥14、第二離心泵15直接流到曬鹽結晶池16；分離出的水合物通過第三單向液閥17、第三漿液泵18進入到水合物分解裝置19。

水合物分解裝置19的分解原理是利用升高溫度促使水合物分解，升高溫度的手段是通過電熱爐絲35，電熱爐絲35外部有隔熱層，隔熱層有溫度感應器34，實時監控溫度變化，電熱爐絲35與電樁36用電線連接。

水合物分解產生的較純凈的水經過第四單向液閥20、第三離心泵21輸送到后續的洗鹽工藝中使用，水合物分解產生的氣體經過第四單向氣閥22參與工藝流程中氣體的循環使用。

圖2為水合物生成流動管路4詳解圖；圖3為水合物分解裝置詳解圖；圖4為鼓泡發生器嵌入管路的詳解圖。