CN107162018A - 一种利用水合物法提纯高浓度盐水的装置与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于水合物生成与分离领域，特指一种利用水合物法提纯高浓度盐水的装置与方法。深海盐水与CO2气体能够在水合物生成流动管路内快速、大量的生成水合物，水合物生成消耗一部分水，从而增加了深海盐水的浓度，利用水合物生成原理对深海盐水进行提纯提纯。相比较于静态的水合物生成系统，水合物生成流动管路的引入缩短了水合物形成的诱导时间，增加了水合物的生成量，利用水合物生成流动管路提高提纯效率。
Description
技术领域
本发明属于水合物生成与分离领域。具体是指利用水合物生成分离特性对盐场结晶池卤水提纯的方法和一种促进水合物生成的装置。
背景技术
水合物资源被认为是21世纪最具开发前景的资源，因此关于水合物的开发和应用也引起了社会的极大关注。目前水合物技术的应用在气体混合物分离、水合物蓄冷、海水淡化、生物医学等领域都有所涉及，当今的晒盐工艺为了提高出盐产量，需要广阔的蒸发池收集大浓度的盐水到结晶池结晶成盐，类似的开发浪费了大量的土地，严重污染了土壤。
因此本发明利用水合物法省去了晒盐工艺中的蒸发池。一种利用水合物法提纯高浓度盐水的原理在于，利用深海水与CO2在水合物生成管路内生成CO2水合物，形成水合物的过程中需要消耗水，进而促进深海水的含盐浓度增大，将较大浓度的深海水直接泵入到结晶池。
发明内容
发明目的
本发明的目的是针对当今晒盐蒸发池对土壤造成的破坏，利用水合物技术提纯高浓度盐水，取代传统晒盐工艺中的蒸发池。
技术方案
深海盐水与CO2气体能够在水合物生成流动管路内快速、大量的生成水合物，水合物生成消耗一部分水，从而增加了深海盐水的浓度，利用水合物生成原理对深海盐水进行提纯提纯。
相比较于静态的水合物生成系统，水合物生成流动管路的引入缩短了水合物形成的诱导时间，增加了水合物的生成量，利用水合物生成流动管路提高提纯效率。
所述装置是由离心泵、杂质沉淀罐、缓冲罐、压缩机、单向气阀、单向液阀、清洗入口、连接法兰、水合物气液混合发生器、截止阀、水合物生成流动管路、保温层、水合物可视窗、泄压阀、真空泵、清洗出口、CO2储存装置、三相分离器、浆液泵、晒盐结晶池、水合物分解装置、电桩、电热炉丝、温度感应器、鼓泡发生器构成；进水管路上第一离心泵与杂质沉淀罐连接，进水管道通过第一单向液阀与水合物气液混合发生器连接；水合物气液混合发生器与水合物生成流动管路用连接法兰连接；清洗入口与水合物生成流动管路前端连接，清洗入口中间连接截止阀，清洗出口与水合物生成流动管路末端连接，清洗出口中间连接截止阀；真空泵通过清洗出口的管路与水合物生成流动管路连接，之间连接有第五单向液阀；泄压阀与水合物生成流动管路连接；保温层包裹于水合物生成流动管路的外表面；水合物可视窗安装于水合物生成流动管路的壁面；CO2储存装置经过压缩机、第一单向气阀连接与水合物生成流动管路内的鼓泡发生器连接；水合物生成流动管路通过第一浆液泵实现管路循环流动；水合物生成流动管路经过第二浆液泵与三相分离器连接；水合物生成流动管路通过第二单向气阀与缓冲罐连接；三相分离器经过第二单向液阀、第二离心泵与晒盐结晶池连接；三相分离器与第三单向气阀连接，第三单向气阀与CO2储存装置连接；三相分离器经过第三单向液阀、第三浆液泵、与水合物分解装置连接；温度感应器与水合物分解装置连接；水合物分解装置与第四单向液阀、第三离心泵相连；水合物分解装置与第四单向气阀连接，第四单向气阀与CO2储存装置连接；电热炉丝和电桩用电线连接，电热炉丝安装于水合物分解装置内，电桩固定于用电间。
所述的鼓泡发生器上的三排微孔到水合物生成流动管路中心的距离相等。
所述的杂质沉淀罐入口端管径大于出口端管径。
有益效果
本发明的显著优点在以下几个方面：
(1)水合物生成过程中的温度条件是由深海盐水提供，压力条件由压缩机控制。水合物生成过程中不需要因为降温而进行特殊的操作，可以节约大量制冷所需要的能量。
(2)水合物在带有可视窗的流动管路内生成，能实时的控制反应的程度，控制水合物生成的量，防止堵塞管路。
(3)气液管道连接枢纽和水合物生成流动管路之间用法兰连接，方便检修设备。
(4)利用电加热炉丝分解水合物，实时通过感应器获取分解温度，操作方便，容易控制分解速率。
(5)让水合物在流动管路内生成，极大地缩短了水合物生成的诱导时间，提高了水合物的生成效率，从而提高了提纯效率。
(6)将鼓泡发生器伸入水合物生成流动管路，促进水合物生成过程的传热、传质。
(7)杂质沉淀罐出、入口端管径不同，从而增大了流速，增大了水合物形成过程的扰动，提高了生成效率。
(8)水合物分解后的CO2可循环利用，整个过程理论上没有原料损失，工艺流程也相对简单。
附图说明
图1装置流程图。
图2水合物生成流动管路装置图。
图3水合物分解装置图。
图4鼓泡发生器嵌入管路装置图。
1—第一离心泵；2—杂质沉淀罐；3—第一单向液阀；4—水合物生成流动管路；5—第一浆液泵；6—CO2储存装置；7—压缩机；8—第一单向气阀；9—第二单向气阀；10—缓冲罐；11—第二浆液泵；12—三相分离器；13—第三单向气阀；14—第二单向液阀；15—第二离心泵；16—晒盐结晶池；17—第三单向液阀；18—第三浆液泵；19—水合物分解装置；20—第四单向液阀；21—第三离心泵；22—第四单向气阀；23—第五单向气阀；24—连接法兰；25—水合物气液混合发生器；26—清洗入口；27—截止阀；28—保温层；29—水合物可视窗；30—泄压阀；31—清洗出口；32—第五单向液阀；33—真空泵；34—温度感应器；35—电热炉丝；36—电桩；37—鼓泡发生器。
具体实施方式
其具体实施方案如下：
工艺流程开始之前关闭第一单向液阀3、清洗入口26、清洗出口31和第一单向气阀8，打开真空泵33对水合物生成流动管路4进行抽真空处理。
用第一离心泵1抽吸温度较低的海水，经过杂质沉淀罐2和第一单向液阀3，通过水合物气液混合发生器25进入水合物生成流动管路4，待水满管，停止进水；储存装置6内的CO2气体经过压缩机7增压，通过第一单向气阀8和鼓泡器发生器37进入水合物生成流动管路4；开启第一浆液泵5实现环路的循环流动；水合物生成管路4与水合物气液混合发生器25用法兰24连接。
观察水合物可视窗29内有大量水合物生成时，打开第二浆液泵11将水合物生成流动管路4中的气、水、水合物三相混合物泵入三相分离器12；三相分离器12中分离出的气体经过第三单向气阀13参与工艺流程中气体的循环使用；分离出的较高浓度的海水经过第二单向液阀14、第二离心泵15直接流到晒盐结晶池16；分离出的水合物通过第三单向液阀17、第三浆液泵18进入到水合物分解装置19。
水合物分解装置19的分解原理是利用升高温度促使水合物分解，升高温度的手段是通过电热炉丝35，电热炉丝35外部有隔热层，隔热层有温度感应器34，实时监控温度变化，电热炉丝35与电桩36用电线连接。
水合物分解产生的较纯净的水经过第四单向液阀20、第三离心泵21输送到后续的洗盐工艺中使用，水合物分解产生的气体经过第四单向气阀22参与工艺流程中气体的循环使用。
图2为水合物生成流动管路4详解图；图3为水合物分解装置详解图；图4为鼓泡发生器嵌入管路的详解图。
Claims (4)
1.一种利用水合物法提纯高浓度盐水的装置，其特征在于：所述装置是由离心泵、杂质沉淀罐、缓冲罐、压缩机、单向气阀、单向液阀、清洗入口、连接法兰、水合物气液混合发生器、截止阀、水合物生成流动管路、保温层、水合物可视窗、泄压阀、真空泵、清洗出口、CO2储存装置、三相分离器、浆液泵、晒盐结晶池、水合物分解装置、电桩、电热炉丝、温度感应器、鼓泡发生器构成；进水管路上第一离心泵与杂质沉淀罐连接，进水管道通过第一单向液阀与水合物气液混合发生器连接；水合物气液混合发生器与水合物生成流动管路用连接法兰连接；清洗入口与水合物生成流动管路前端连接，清洗入口中间连接截止阀，清洗出口与水合物生成流动管路末端连接，清洗出口中间连接截止阀；真空泵通过清洗出口的管路与水合物生成流动管路连接，之间连接有第五单向液阀；泄压阀与水合物生成流动管路连接；保温层包裹于水合物生成流动管路的外表面；水合物可视窗安装于水合物生成流动管路的壁面；CO2储存装置经过压缩机、第一单向气阀连接与水合物生成流动管路内的鼓泡发生器连接；水合物生成流动管路通过第一浆液泵实现管路循环流动；水合物生成流动管路经过第二浆液泵与三相分离器连接；水合物生成流动管路通过第二单向气阀与缓冲罐连接；三相分离器经过第二单向液阀、第二离心泵与晒盐结晶池连接；三相分离器与第三单向气阀连接，第三单向气阀与CO2储存装置连接；三相分离器经过第三单向液阀、第三浆液泵、与水合物分解装置连接；温度感应器与水合物分解装置连接；水合物分解装置与第四单向液阀、第三离心泵相连；水合物分解装置与第四单向气阀连接，第四单向气阀与CO2储存装置连接；电热炉丝和电桩用电线连接，电热炉丝安装于水合物分解装置内，电桩固定于用电间。
2.如权利要求1所述的一种利用水合物法提纯高浓度盐水的装置，其特征在于：所述的鼓泡发生器上的三排微孔到水合物生成流动管路中心的距离相等。
3.如权利要求1所述的一种利用水合物法提纯高浓度盐水的装置，其特征在于所述的杂质沉淀罐入口端管径大于出口端管径。
4.使用如权利要求1所述装置提纯高浓度盐水的方法，其特征在于，具体步骤如下：
工艺流程开始之前关闭第一单向液阀、清洗入口、清洗出口和第一单向气阀，打开真空泵对水合物生成流动管路进行抽真空处理；
用第一离心泵抽吸温度较低的海水，经过杂质沉淀罐和第一单向液阀，通过水合物气液混合发生器进入水合物生成流动管路，待水满管，停止进水；储存装置内的CO2气体经过压缩机增压，通过第一单向气阀和鼓泡器发生器进入水合物生成流动管路；开启第一浆液泵实现环路的循环流动；水合物生成管路与水合物气液混合发生器用法兰连接；
观察水合物可视窗内有大量水合物生成时，打开第二浆液泵将水合物生成流动管路中的气、水、水合物三相混合物泵入三相分离器；三相分离器中分离出的气体经过第三单向气阀参与工艺流程中气体的循环使用；分离出的较高浓度的海水经过第二单向液阀、第二离心泵直接流到晒盐结晶池，省去了晒盐蒸发池的过程；分离出的水合物通过第三单向液阀、第三浆液泵进入到水合物分解装置；
水合物分解装置的分解原理是利用升高温度促使水合物分解，升高温度的手段是通过电热炉丝，电热炉丝外部有隔热层，隔热层有温度感应器，实时监控温度变化，电热炉丝与电桩用电线连接；
水合物分解产生的较纯净的水经过第四单向液阀、第三离心泵输送到后续的洗盐工艺中使用，水合物分解产生的气体经过第四单向气阀参与工艺流程中气体的循环使用。
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