本發(fā)明屬于水合物應用技術領域，涉及到一種外溢式連續(xù)水合物法海水淡化裝置。
背景技術：
隨著世界各地淡水資源的消耗加劇，淡水問題逐漸成為很多國家與地區(qū)所要面臨的嚴峻問題。而海水資源十分豐富，海水淡化就是一個行之有效的解決方法。海水淡化比較常用的有低溫多效蒸餾法、多級閃蒸和薄膜反滲透法，而水合物法海水淡化有它能耗低、設備簡單、緊湊的技術優(yōu)點，有良好的應用前景。
水合物法海水淡化的原理是利用水合物生成過程的排鹽效應，此法的技術特點之一就是要將生成后的水合物從海水中分離出來，然而水合物固液分離技術一直是本領域的技術瓶頸，水合物分離效果不好等缺點，會導致淡化水的水質的降低。
此本發(fā)明采用簡單有效的方案，提出一種外溢式連續(xù)水合物法海水淡化裝置，實現水合物晶體的連續(xù)分離，對于加快水合物法海水淡化的實際應用具有巨大意義。
技術實現要素：
本發(fā)明提供了一種外溢式連續(xù)水合物法海水淡化裝置，為基于水合物法海水淡化提供了一種可實現工業(yè)化的裝置，提高了生產效率，并且可以對噴淋水進行循環(huán)使用。
本發(fā)明的技術方案：
一種外溢式連續(xù)水合物法海水淡化裝置，該海水淡化裝置包括反應發(fā)生器、水合物分解器、噴淋系統(tǒng)、氣循環(huán)系統(tǒng)、水循環(huán)系統(tǒng)和高濃度海水回收系統(tǒng)；
所述的反應發(fā)生器包括外反應發(fā)生器1和內反應發(fā)生器2，內反應發(fā)生器2設置在外反應發(fā)生器1內，二者均由耐高壓不銹鋼制成；內反應發(fā)生器2中設置制冷盤管3，提供水合物生成所需要的低溫環(huán)境，其開口位置與外反應發(fā)生器1相通，并在內壁設有液位傳感器13；內反應發(fā)生器2與海水儲液箱4通過抽水泵6和第三單向閥7-3連接相通，根據內反應發(fā)生器2內液位高度自動調節(jié)進水量；內反應發(fā)生器2底部與氣源8相連，冒泡式持續(xù)進氣，保證水合物連續(xù)生成；外反應發(fā)生器1上部通過第一減壓閥9-1與氣源8連接，將反應發(fā)生器內的多余氣體送回氣源8；
所述的水合物分解器10位于外反應發(fā)生器1下部，呈圓錐形便于淡水收集，通過開閉裝置12與外反應發(fā)生器1相連；開閉裝置12可控翻轉，關閉狀態(tài)對過濾水合物進行清洗，開啟狀態(tài)使水合物固體掉入水合物分解器10中，水合物分解器10留有出水口通過第一單向閥7-1與淡水收集器5相連；同時，水合物分解器10通過第二減壓閥9-2連接到氣源8，將水合物分解器10中水合物分解產生的氣體送回氣源8，保證水合物持續(xù)分解；
所述的噴淋系統(tǒng)位于反應發(fā)生器內，其中噴淋頭11位于內反應發(fā)生器2下方，海水儲液箱4中的低溫海水依次通過抽水泵6和第二單向閥7-2從噴淋頭11噴淋出，噴淋水由開閉裝置12的出水口流回海水儲液箱4；
所述的氣循環(huán)系統(tǒng)由氣源8、單向閥和減壓閥控制的氣體回收管道組成，實現氣體水合劑的回收再利用；所述的水循環(huán)系統(tǒng)由海水儲液箱4和噴淋水回收管道組成，實現噴淋水的回收再處理；
所述的高濃度海水回收系統(tǒng)是將內反應發(fā)生器2底部殘余的高濃度海水通過第五單向閥7-5送進高濃度海水回收器14，高濃度海水的回收發(fā)生在停止進氣、進水期間，高濃度海水回收后隨即再次通入海水，等待水合物進入水合物分解器10后再次進行水合物法海水淡化過程。
本發(fā)明的效果與益處是利用水合物和海水密度不同的特點，將水合物與溶液分開，能夠將水合物海水淡化的技術實現工業(yè)化，并且將水合物生成和分解裝置組合到同一個容器中，并利用可控翻轉式開閉裝置，提高了物料的利用效率并且有效地避免了水合物生成而引起的孔隙堵塞問題。同時可以將噴淋水循環(huán)到反應發(fā)生器中，提高了效率。
附圖說明
圖1是一種外溢式連續(xù)水合物法海水淡化裝置可控翻轉式開閉系統(tǒng)示意圖。
圖中：1外反應發(fā)生器；2內反應發(fā)生器；3制冷盤管；4海水儲液箱；
5淡水收集器；6抽水泵；7-1第一單向閥；7-2第二單向閥；
7-3第三單向閥；7-4第四單向閥；7-5第五單向閥；8氣源；
9-1第一減壓閥；9-2第二減壓閥；10水合物分解器；11噴淋頭；
12開閉裝置；13液位傳感器；14高濃度海水回收器。
具體實施方式
以下結合技術方案和附圖詳細敘述本發(fā)明的具體實施方式。
圖1所示為一種外溢式連續(xù)水合物法海水淡化裝置系統(tǒng)示意圖，按所述的裝置結構連接，使用二氧化碳作為水合劑進行水合物法海水淡化，步驟如下：
(1)檢查：將海水引入海水儲液箱4，所有閥門全關，海水原料和二氧化碳氣量充足；
(2)上水：抽水泵6運轉，第三單向閥7-3打開，海水流經管道進入到內反應發(fā)生器2中，當海水液面達到液位傳感器13的位置時，抽水泵6停轉同時第三單向閥7-3自動關閉；
(3)制冷：制冷盤管3開始運行，使內反應發(fā)生器2內部溫度降低至水合物生成所需的溫度條件；
(4)進氣：第四單向閥7-4開啟，從氣源8向內反應發(fā)生器2內持續(xù)通入二氧化碳氣體；同時開啟第一減壓閥9-1使內反應發(fā)生器2內壓力維持在設定值；
(5)反應：當內反應發(fā)生器2溫度壓力達到水合物生成條件時，內反應發(fā)生器2內生成水合物晶體；
(6)分離：內反應發(fā)生器2內生成的水合物晶體，由于密度比海水溶液小的緣故，浮至內反應發(fā)生器2頂部，同時第三單向閥7-3開啟，抽水泵6緩慢運轉提高內反應發(fā)生器2內液位，使頂端的水合物晶體流入到外反應發(fā)生器1內的開閉裝置12上，海水經過濾后重新流入海水儲液箱4中進行循環(huán)，隨后第三單向閥7-3關閉；
(7)噴淋：第二單向閥7-2開啟，由噴淋頭11噴淋海水對生成的水合物晶體進行噴淋洗滌，開閉裝置12始終處于關閉狀態(tài)，噴淋后海水重新流入海水儲液箱4中進行循環(huán)；
(8)排水：噴淋期間第五單向閥7-5開啟，剩下的高濃度海水流入高濃度海水回收器14中，高濃度海水排盡后第三單向閥7-3開啟，海水液位重新到達液位傳感器13的位置時，第三單向閥7-3自動關閉；
(9)隔離：間隔一定周期后，抽水泵6停止運轉，第二單向閥7-2自動關閉，停止噴淋過程；同時開閉裝置12開啟，使噴淋洗滌后的水合物晶體落入至水合物分解器10中，隨后開閉裝置12關閉；
(10)分解：由于水合物分解器10與開閉裝置12絕熱，因此水合物分解器10處溫度較高促使水合物晶體開始分解，分解的氣體由第二減壓閥9-2重新收集至氣源8中，分解的淡水由第一單向閥7-1流入淡水收集器5中；
(11)循環(huán)：待水合物完全分解淡水收集后，即完成了一批海水的淡化，重復(2)～(10)步驟，對下一批新海水進行淡化，其中下一循環(huán)的步驟(2)上水過程在此次海水淡化過程進行步驟(7)噴淋時即可同時開始進行，如此循環(huán)。
本發(fā)明所涉及的外溢式連續(xù)水合物法海水淡化裝置并不僅僅限于以上實施例中所述的結構和步驟。以上僅為發(fā)明構思下的基本說明，而依據本發(fā)明的技術方案所作的任何等效變換或者組合使用，均應屬于本發(fā)明的保護范圍。