利用液化天然气气化吸收热淡化海水的装置及方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用液化天然气的冷能进行海水淡化的装置及方法。所述的海水淡化的装置包括水结晶塔，其下部贯接低于冰点冷风管，该低于冰点冷风管上设置以天然气为介质的换热器及鼓风机，在水结晶塔底部设置振动分离筛，该分离筛下面和出口分别设置卤水收集槽和淡水池。淡化过程包括，液化天然气经节流阀降压气化吸热，与空气换热致使空气冷却形成低于冰点冷风；低于冰点冷风在水结晶塔中与海水雾滴换热，雾滴形成水结晶颗粒，再经分离水结晶颗粒融化为淡水。本发明不使用二次冷媒，用冷空气直接将海水结冰，融冰后制成淡水，大大降低了海水淡化的能耗，工艺设备简单，投资少效益高。
【专利说明】利用液化天然气气化吸收热淡化海水的装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种利用液化天然气(LNG)气化吸收热淡化海水的装置及方法，属于海水淡化【技术领域】。
【背景技术】
[0002]水是关系社会经济发展和国家安全的重要资源，海水资源是水资源的重要组成部分，海水淡化是解决淡水资源短缺的重要措施之一。
[0003]海水淡化技术至今已有许多种，如蒸馏法、反渗透法、电渗析法、冷冻法、水合物法
坐寸ο
[0004]海水在结冰过程中，部分盐分被排除冰体以外，冰体中含盐量大大低于海水的含盐量，海冰再经过洗涤、融化等过程，即可得到淡水，此种海水淡化的方法即冰冻法。冰冻法主要通过冷能进行热交换完成。
[0005]天然气是世界上继煤和石油之后的第三大能源，为便于远洋运输，需将气态天然气液化成液态天然气(LNG)，LNG通常要气化成气态供给用户使用，LNG在气化过程中会释放出大量的冷能，利用这冷能可进行冷冻法海水淡化。
[0006]全球已在沿海地区建成上百座LNG接收站，我国在沿海地区建成、在建或拟建多座LNG接收站，利用LNG气化产生的冷能采用冷冻法进行海水淡化，对于能源的有效利用具
有重要意义。
[0007]目前已有的利用LNG冷能进行海水淡化的方法，都是用二次冷媒与LNG换热后，再与海水换热进行制冰淡化，这种工艺方法复杂，换热、融冰、洗冰等设备多，效率低。所以寻找新型利用LNG冷能进行海水淡化的方法，能够简化工艺，提高生产效率，降低设备投资。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于提供一种利用液化天然气(LNG)气化吸收热淡化海水的装置及方法。所述的装置其结构简单，投资少；操作运行过程可靠。
[0009]本发明是通过以下技术方案加以实现的，一种利用液化天然气气化吸收热淡化海水的装置，该装置包括淡水池，海水槽，海水泵的吸入口与海水槽连接，其特征在于，海水泵的排出口与水结晶塔顶部的海水分布器连接，在水结晶塔下部贯接低于冰点冷风管，该低于冰点冷风管上设置以液化天然气为介质的换热器，在液化天然气进入换热器的进口管上设置节流阀，在低于冰点冷风管的另一端设置鼓风机；在水结晶塔底部设置振动分离筛，该振动分离筛为簸箕状，出口设有挡板，其底部的筛孔下面设置卤水收集槽，振动分离筛出口下面连接淡水池。
[0010]采用上述结构设置利用液化天然气气化吸收热淡化海水的方法，其特征在于包括以下过程:
I)开启液化天然气进口管上的节流阀及低于冰点冷风管端的鼓风机，鼓入的空气经过换热器与气化天然气进行热交换而冷却形成低于冰点冷风进入水结晶塔下部内；2)在与进行步骤I)的同时开启海水泵，海水经过海水分布器在水结晶塔上部内形成雾
滴；
3)在水结晶塔内，由步骤I)进入的低于冰点冷风与步骤2)由海水形成的雾滴进行逆流流动的热交换，雾滴中的水雾滴在水结晶塔底部形成水结晶颗粒，之后水结晶颗粒及卤水落入振动分离筛经过分离，水结晶颗粒进入淡水池形成水，卤水流入卤水收集槽。
[0011]本发明的有益效果是:本发明方法简单易实现，实施可靠，实用性强。其过程由冷空气与海水在结晶塔中直接接触换热，从而制得冰晶，充分利用了液化天然气中的大量冷能，无需其它制冷设备，用冷冻法进行海水淡化，该工艺和设备回收了液化天然气输送过程中的大量冷量，大大降低了海水淡化的能耗，工艺设备简单，投资少效益高。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本发明的装置与流程结构示意图。
[0013]图中:I一海水泵，2—海水槽，3—液化天然气节流阀，4一鼓风机，5—换热器，6—水结晶塔，7—振动分离筛，8—淡水池，9一卤水收集槽，10-海水分布器，11-低于冰点冷风管。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图1，对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
[0015]本实施例所采用的水结晶塔材料为优质304不锈钢，外形尺寸为ΦIIOOmmX800mm，海水泵 的型号为1QXP-20，鼓风机型号为VFC708AF-S。
[0016]以上述装置对含初始浓度为7%温度为1°C的海水进行淡化的过程是:首先开启液化天然气进口管上的节流阀3,液化天然气经节流阀3降温气化,天然气的初始状态为0.15MPa，_160°C液态，出口参数为0.1MPa, _160°C气态，流量为30kg/h，设天然气冷能(840kJ/kg)的90%能得到利用，则总冷能为19660 kj/h，开启低于冰点冷风管端的鼓风机4，将20°C的空气以流量为489 kg/h吹入换热器5，天然气与空气在换热器5中进行热交换，将大量冷能传给空气，使空气降温到-30°C;与此同时，开启海水泵1，海水以50 L/h的流量进入水结晶塔6，经海水分布器10在水结晶塔6上部内形成雾滴；在水结晶塔6内，-200C的冰点冷风与由海水形成的雾滴进行逆流流动的热交换，冰点冷风升温到_2°C，将13760 kj/h的总冷能用于海水结晶，雾滴中的其中水雾滴在水结晶塔底部形成水结晶颗粒，之后水结晶颗粒及卤水落入振动分离筛经过分离，水结晶颗粒进入淡水池形成水，卤水流入卤水收集槽，淡水产量为41.2 L/h,换热效率很高，每消耗Ikg LNG能获得1.4L淡水，是一种很好的技术方案。
【权利要求】
1.一种利用液化天然气气化吸收热淡化海水的装置，该装置包括淡水池，海水槽，海水泵的吸入口与海水槽连接，其特征在于，海水泵的排出口与水结晶塔顶部的海水分布器连接，在水结晶塔下部贯接低于冰点冷风管，该低于冰点冷风管上设置以液化天然气为介质的换热器，在液化天然气进入换热器的进口管上设置节流阀，在低于冰点冷风管的另一端设置鼓风机；在水结晶塔底部设置振动分离筛，该振动分离筛为簸箕状，出口设有挡板，其底部的筛孔下面设置卤水收集槽，振动分离筛出口下面连接淡水池。
2.一种采用权利要求1所述的装置利用液化天然气气化吸收热淡化海水的方法，其特征在于包括以下过程: 1)开启液化天然气进口管上的节流阀及低于冰点冷风管端的鼓风机，鼓入的空气经过换热器与气化天然气进行热交换而冷却形成低于冰点冷风进入水结晶塔下部内； 2)在与进行步 骤I)的同时开启海水泵，海水经过海水分布器在水结晶塔上部内形成雾滴； 3)在水结晶塔内，由步骤I)进入的低于冰点冷风与步骤2)由海水形成的雾滴进行逆流流动的热交换，雾滴中的水雾滴在水结晶塔底部形成水结晶颗粒，之后水结晶颗粒及卤水落入振动分离筛经过分离，水结晶颗粒进入淡水池形成水，卤水流入卤水收集槽。
【文档编号】C02F103/08GK103739024SQ201310735426
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年12月28日 优先权日:2013年12月28日
【发明者】解利昕, 辛婧, 周文萌, 李慧, 李晓伟, 陈飞, 孙晨 申请人:天津大学