本發(fā)明屬于水合物基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，涉及一種氣驅(qū)分離海水-水合物漿的淡水制備裝置，尤其適用于CO₂水合物法海水淡化工藝流程中水合物淡水與殘余海水的高效分離。

背景技術(shù)：

水合物(氣體水合物)是一種由氣體分子和水分子在低溫高壓的環(huán)境中生成的冰狀固態(tài)物質(zhì)，而水合物生成過(guò)程具有排鹽效應(yīng)(鹽離子不會(huì)進(jìn)入水合物固體中)，因此用海水生成水合物進(jìn)而分解水合物，得到的就是淡水。然而，氣體水合物生成過(guò)程是一個(gè)氣、液兩相變成氣、液、固三相的相變不完全反應(yīng)的過(guò)程，生成后的產(chǎn)物是一種含有氣-水-水合物的三相混合物，本領(lǐng)域稱(chēng)之為水合物漿，單獨(dú)將水合物(也就是淡水)從海水-水合物漿中分離出來(lái)的問(wèn)題一直是水合物法海水淡化領(lǐng)域亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)。如果能實(shí)現(xiàn)這一技術(shù)，對(duì)于水合物法海水淡化的應(yīng)用具有極大的現(xiàn)實(shí)意義。本發(fā)明采用簡(jiǎn)便有效的方案，實(shí)現(xiàn)水合物漿中殘余海水的高效脫除，分解水合物制備淡水。

本發(fā)明擬提供一種氣驅(qū)分離海水-水合物漿的淡水制備裝置，其目的是采用簡(jiǎn)單高效的方案脫除水合物漿中的殘余海水，實(shí)現(xiàn)水合物淡水的快速分離，進(jìn)一步提高水合物法海水淡化的效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種氣驅(qū)分離海水-水合物漿的淡水制備裝置，采用氣驅(qū)法高效脫除水合物漿中殘留海水，實(shí)現(xiàn)水合物的快速分離與淡水制備，有效提高水合物法海水淡化的效率。

一種氣驅(qū)分離海水-水合物漿的淡水制備裝置，包括本體1、升降閥3、推壓器4、透水層5和透氣層6；

所述的本體1具有支撐整個(gè)裝置、保溫保壓的作用，包括一個(gè)頂蓋2，本體1以透水層5為界分為內(nèi)室11和外室12，以透氣層6為界分為內(nèi)室11和氣室15，即從內(nèi)至外依次為氣室15、透氣層6、內(nèi)室11、透水層5和外室12，氣室15內(nèi)圈為內(nèi)壁10；

所述的外室12上部設(shè)有排氣閥13，下部分設(shè)有排水閥14；排氣閥13將外室12壓力維持在設(shè)定值，排出多余氣體并回收使用；排水閥14處于外室12最底部，具有通水阻氣的特點(diǎn)，自動(dòng)將積聚在本淡水制備裝置底部的水排出外室12，同時(shí)保證氣體不隨水逸出；

所述的內(nèi)室11正上方是頂蓋2，起到整體的密封作用，頂蓋2上布置進(jìn)料口16，用于通入水合物漿；

所述的氣室15豎立于內(nèi)室11的中心位置，被升降閥3分為兩個(gè)部分，上部與頂蓋2相連密封，下部與本體1底部相連密封，中間分別被升降閥3和柱頭30密封，氣室15的上部和下部均設(shè)有進(jìn)氣口17，用于控制驅(qū)氣壓力；

所述的升降閥3自身具有快速加熱功能，促使水合物快速分解，升降閥3上部設(shè)有一固連定位桿32，可控制升降閥3沿滑道31上下移動(dòng)，控制升降閥3的開(kāi)度，進(jìn)而控制水合物分解淡水的流出速度；升降閥3的底座是氣室15的柱頭30，柱頭30和滑道30分別密封所在位置的氣室15，從而控制氣體只能夠徑向流動(dòng)，氣體由底部或上部進(jìn)入，由透氣層6均勻向四周流出；

所述的推壓器4由升降臺(tái)40和升降腿41一體連接組成，均用光滑密實(shí)固體材料制成，升降臺(tái)40具有承載流體而不下漏的作用，其內(nèi)圈緊貼透氣層6，外圈緊貼透水層5；升降腿41穿過(guò)本體1底部，采用動(dòng)密封連接，通過(guò)控制升降腿可帶動(dòng)升降臺(tái)40上下滑動(dòng)；

所述的透水層5采用粉末燒結(jié)材料，具有自由通水通氣、過(guò)濾水合物防止流出的功能；

所述的透氣層6由只允許氣體分子通過(guò)的極密材料制成，形成由氣室15向內(nèi)室11的單向流動(dòng)。

一種氣驅(qū)分離海水-水合物漿的淡水制備裝置具有耐高壓CO₂和濃海水腐蝕。水合物法海水淡化的產(chǎn)物海水-水合物漿，所用氣驅(qū)氣依舊選用CO₂氣體，CO₂在水中具有較大的溶解度，與水有較好的潤(rùn)濕性，可攜帶出大量水離開(kāi)水合物漿，干燥后又可循環(huán)使用；同時(shí)壓縮除水后的水合物到上部集中加熱分解，減少本體的冷能損失，利于本裝置的下一周期的循環(huán)使用。

本發(fā)明的有益效果是：使用循環(huán)的CO₂氣體驅(qū)出海水-水合物漿中夾雜的高濃度海水，將純凈的水合物壓縮集中加熱分解，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、系統(tǒng)緊湊，冷能損失少，周期性工作性能好，提高水合物法海水淡化純凈淡水產(chǎn)量，大大提高水合物法海水淡化效率。

附圖說(shuō)明

圖1是一種氣驅(qū)分離海水-水合物漿的淡水制備裝置圖。

圖2是升降式推壓器仰視圖。

圖中：1本體；10內(nèi)壁；11內(nèi)室；12外室；13排氣閥；14排水閥；

15氣室；16進(jìn)料口；17進(jìn)氣口；2頂蓋；

3升降閥；30柱頭；31滑道；32定位桿；

4推壓器；40升降臺(tái)；41升降桿；5透水層；6透氣層。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

如圖1所示，使用具有所述結(jié)構(gòu)和功能的裝置，對(duì)海水淡化工藝中得到的海水-水合物漿進(jìn)行氣驅(qū)分離制備淡水，實(shí)施例如下：

復(fù)位：進(jìn)氣口17保持關(guān)閉，整個(gè)裝置維持溫度在4℃，當(dāng)外室12內(nèi)壓力高于2.5MPa時(shí)排氣閥13自動(dòng)運(yùn)行排氣(此溫度和壓力下，CO₂水合物不會(huì)分解)，排水閥14運(yùn)行保持外室12內(nèi)液位處于近排空狀態(tài)，推壓器4位于最底部，升降閥3處于閉合狀態(tài)；

氣驅(qū)：通過(guò)進(jìn)料口16向內(nèi)室11灌滿(mǎn)含海水水合物(4℃)，進(jìn)氣口17打開(kāi)，3MPa的CO₂氣體從透氣層6的柱壁向外均勻逸出到內(nèi)室11，然后攜帶水合物中夾雜的海水一起穿過(guò)透水層5進(jìn)入外室12，排水閥14自動(dòng)工作持續(xù)排出流出到外室12的海水，排氣閥13控制外室12的壓力為2.5MPa防止水合物分解，不斷排出新增的氣體，氣體干燥后循環(huán)回進(jìn)氣口17使用；

壓縮：當(dāng)大部分的海水已被氣驅(qū)方式驅(qū)離水合物，推壓器4開(kāi)始運(yùn)作，升降桿41帶動(dòng)升降臺(tái)40緩慢上升，開(kāi)始?jí)嚎s蓬松水合物的體積，在水合物壓縮的過(guò)程中保持氣驅(qū)，直至升降臺(tái)40上升到柱頭30的高度以上，停止氣驅(qū)和壓縮，準(zhǔn)備加熱分解；

分解：升降閥3開(kāi)始快速加熱至6℃，促使水合物分解，同時(shí)定位桿32帶動(dòng)升降閥2沿滑道31向上開(kāi)啟，水合物分解得到的淡水即可從柱頭30流出，待水合物全部分解完后升降閥3和推壓器4落回原位，本輪工作循環(huán)結(jié)束。

上述實(shí)施例中的復(fù)位-氣驅(qū)-壓縮-分解過(guò)程是一個(gè)典型的海水-水合物漿分離水合物制備淡水過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了CO₂水合物法海水淡化工藝過(guò)程中殘余海水與CO₂水合物的高效分離，并且氣驅(qū)條件可隨實(shí)際效果(排水量)調(diào)整，靈活便利、能夠輕松實(shí)現(xiàn)水合物漿中殘余海水的快速脫除，極大提高水合物法海水淡化效率。

以上僅為本發(fā)明構(gòu)思下的基本說(shuō)明，所涉及的氣驅(qū)分離海水-水合物漿的淡水制備裝置并不僅僅限于以上實(shí)施例中所述的結(jié)構(gòu)和步驟，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以據(jù)此設(shè)計(jì)出類(lèi)似的裝置或者用于分離其他類(lèi)似的固液混合物，這些都是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案所作的等效變換或者使用，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。