本发明专利技术公开了一种冷冻法海水淡化冰水分离装置，包括密封箱体，密封箱体上设有淡水喷淋系统、抽气系统和浓水排放系统；密封箱体设有可开合的密封顶盖，密封箱体的底部设有由电机带动的磁耦合力矩传动系统，磁耦合力矩传动系统的上方设有圆锥面形的保护罩；密封箱体的底面为一导流面；密封箱体的内壁上设有一环形挡板，环形挡板上方安装有冰晶漏网部件，冰晶漏网部件包括有冰晶漏网和由磁耦合力矩传动系统带动的冰晶漏网支撑架；控制系统实现对电机的转速、淡水喷淋系统的喷淋水量，浓盐水排放系统的浓水排量，抽气系统的抽气速度的实时监测和控制。本发明专利技术将离心、洗涤和挤压冰水分离方法优化组合，发挥各自技术优势，大幅提高冰晶的脱盐率。
【技术实现步骤摘要】
一种冷冻法海水淡化冰水分离装置
本专利技术涉及一种冷冻法海水淡化冰水分离系统。
技术介绍
水资源短缺已成为全球性问题。采用海水淡化技术开辟新的淡水资源，增加淡水 总供应量，已逐渐成为世界各国解决水危机的一种重要途径。 冷冻法海水淡化是利用海水在结冰时，盐分被排除在冰晶以外，通过对冰晶洗涤、 分离、融化后得到淡水的方法。由于冰的融化热为334. 7kJ/kg，仅是水汽化热（在100°C时 为2257. 2kJ/kg)的1/7,且相对于水的沸点，自然状态下的海水更接近于冰点，因此与常规 淡化方法（膜法和热法）相比冷冻法的能耗很低，由于低温操作，海水对设备的腐蚀轻、没 有结垢，故可省去对海水除钙、镁等预处理工艺，降低了海水淡化系统的建设成本，同时由 于排出的腐蚀生成物少，对环境的污染较小。 近年来，随着我国对清洁能源需求的日益增长，LNG产业蓬勃发展，LNG冷能的无 偿使用使得冷冻法海水淡化的生产成本大幅降低，冷冻海水淡化技术现已成为LNG冷能利 用和海水淡化领域研究的热点。 但海水在制冰过程中因受结晶脱盐原理的约束，其生成的冰晶中会夹带有一定数 量的盐水胞，同时冰晶在与浓海水分离过程中表面也会附着有大量的盐水，因此，冰晶的 洗涤和分离是海水冷冻淡化工艺的关键环节，直接关系着产品水的产量及后处理工艺的繁 简，因此研究冰晶的净化技术对于提高冷冻法海水淡化技术经济效益具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术提供了一种冷冻海水淡化用冰晶与海水相分离的装置，本专利技术综合了离心 分离法、挤压分离法、和洗涤法，可通过几种冰水分离方法的组合，实现迅速的冰水分离，在 明显降低冰晶损失率的同时有效提高冰晶的脱盐率。 本专利技术一种冷冻法海水淡化冰水分离装置，包括设置在一支架上方的密封箱体， 所述密封箱体的顶部设有淡水喷淋系统，所述密封箱体的侧壁的下方设有抽气系统和浓水 排放系统；所述密封箱体设有可开合的密封顶盖，所述密封箱体的底部设有由电机带动的 磁耦合力矩传动系统，所述磁耦合力矩传动系统的上方设有圆锥面形的保护罩；所述密封 箱体的底面为一导流面；所述密封箱体的内壁上设有一环形挡板，所述环形挡板上方安装 有冰晶漏网部件，所述冰晶漏网部件包括有冰晶漏网和由所述磁耦合力矩传动系统带动的 冰晶漏网支撑架；所述淡水喷淋系统包括淡水箱和喷头，所述淡水箱和喷头之间的喷淋管 路上设有节流阀、淡水泵、第一球阀和第一流量计，所述喷头通过一喷头接管安装在所述密 封顶盖的中心处；所述抽气系统包括与所述密封箱体侧壁贯通的抽气接管，所述抽气接管 通过抽气管路连接至一抽气泵，所述抽气管路上设有第二球阀和压力表；所述浓盐水排放 系统包括与所述密封箱体侧壁底部贯通的浓海水排放接管，所述浓海水排放接管通过排放 管路连接至一浓海水池，在排放管路上设有第二流量计、第三球阀；所述电机，所述节流阀、 淡水泵、第一球阀和第一流量计，所述抽气泵、第二球阀和压力表，所述第二流量计和第三 球阀均与所述控制系统连接，所述控制系统实现对电机的转速、所述淡水喷淋系统的喷淋 水量，所述浓盐水排放系统的浓水排量，所述抽气系统的抽气速度的实时监测和控制。 本专利技术中，所述导流面具有自中心至边缘呈15°的坡度。 所述冰晶漏网支撑架的底端为一支撑轴，所述支撑轴的下端通过一联轴器与磁耦 合力矩传动系统的主轴相连，所述支撑轴的上端连接有四根支撑杆，所述冰晶漏网由自上 而下相连的网圈、防护圈和丝网构成，所述网圈与所述防护圈固定，所述防护圈与所述丝网 固定，所述丝网的网眼规格为40目，所述四根支撑杆连接至所述网圈的底部，所述网圈与 所述环形挡板之间具有间隙，且网圈外径大于所述环形挡板的内径。。 目前常用的冷冻法海水淡化冰水分离方法主要有离心法、洗涤法、挤压法等，在低 温条件下，卤水在冰晶表面有较强的粘附力，单纯使用离心法和挤压法均会残余一定的盐 分，而洗涤法虽有较高的脱盐率，但却需要消耗大量的淡水。本专利技术集合了上述几种洗冰方 法的技术优势，具有如下优点： (1)本专利技术在轴系带动冰晶漏网自转实现离心分离的基础上，加入了喷淋装置和 抽气装置，淡水从顶部喷嘴均匀的喷洒在漏网中的冰水混合物上，可对冰晶进行洗涤，同 时，抽气装置可使得冰晶漏网上部和下部之间形成一定的压差，实现对冰晶的挤压，有利于 冰晶缝隙间盐水的排放，本专利技术发挥了离心法、洗涤法、挤压法各自的技术优势，实现迅速 的冰水分离，在明显降低冰晶损失率的同时有效提高冰晶的脱盐率。 (2)本专利技术采用磁耦合力矩传动系统提供离心分离所需动力，实现了全密封传动， 保证了密封箱体的气密性，而且系统传输能量和控制速度的能力不受电动机轴和密封箱体 内轴系之间由于安装未对准原因而产生的小角度或者小偏移的影响，系统安装简易，精度 要求低；由于没有机械联接，使得电动机本身的振动不会引起密封箱体的震动，提高了系统 的稳定性和可靠性。 (3)圆锥面形的保护罩可对自冰晶漏网流出的浓海水起到引流作用，促进浓海水 排放，同时可避免浓海水腐蚀轴系下端轴承等零部件，提高了系统的可靠性和安全性。 ⑷本专利技术采用插接方式定位冰晶漏网，便于冰晶漏网的拆卸，缩短了中间操作时 间，有利于降低冰晶的损失率。 (5)该冰水分离装置结构小巧紧凑、占地面积小，便于移动和携带；几种冰水分离 方法高度集成，一体化程度高。 【附图说明】 图1是本专利技术冷冻法海水淡化冰水分离装置结构示意图； 图2是图1中所示磁耦合力矩传动系统的结构放大图。 图中： 1-控制主机 2-控制面板 3、8、11、19、22-定位螺钉 4-第一安装板 6-外磁转子 7、12-端盖 9-电机 10-输出轴 13-隔离套 14-浓海水池 16-浓海水排放接管 17-第三球阀 18-第二流量计 20-第二安装板 21-轴承 23-套筒 24-保护罩 25-冰晶漏网 26-筒体 27-环形挡板 28-网圈 29-卡柱 30-卡环 31-密封顶盖 32-进气孔 33-喷头 34_喷头接管 35-第一球阀 36-密封圈 37-转动机构 38-淡水泵 39-节流阀 40_淡水箱 41-淡水出口接管42-冰晶漏网支撑架 43-联轴器 44-主轴 45-抽气接管 46-第二球阀 47-抽气泵 48-压力表 49-支架 50-第一流量计 51-内磁转子 52-底板 53-密封箱体 54-磁耦合力矩传动系统55-淡水喷淋系统 56-抽气系统 57-浓盐水排放系统 58_轴系 59-轴头 60-控制系统 61-塑料软管 62-防护圈 63-丝网 【具体实施方式】 下面结合附图和具体实施例对本专利技术技术方案作进一步详细描述。 如图1和图2所示，本专利技术一种冷冻法海水淡化冰水分离装置，包括设置在一支架 49上方的密封箱体53,所述密封箱体53的顶部设有淡水喷淋系统55,所述密封箱体53的 侧壁的下方设有抽气系统56和浓水排放系统57。 所述密封箱体53包括密封顶盖31、筒体26、底板52和隔离套13,所述密封箱体 53的材质可选择钛、铝黄铜、不锈钢中的任一种；所述密封顶盖31与所筒体本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种冷冻法海水淡化冰水分离装置，包括设置在一支架(49)上方的密封箱体(53)，其特征在于，所述密封箱体(53)的顶部设有淡水喷淋系统(55)，所述密封箱体(53)的侧壁的下方设有抽气系统(56)和浓水排放系统(57)；所述密封箱体(53)设有可开合的密封顶盖(31)，所述密封箱体(53)的底部设有由电机(9)带动的磁耦合力矩传动系统(54)，所述磁耦合力矩传动系统(54)的上方设有圆锥面形的保护罩(24)；所述密封箱体(53)的底面为一导流面；所述密封箱体(53)的内壁上设有一环形挡板(27)，所述环形挡板(27)上方安装有冰晶漏网部件，所述冰晶漏网部件包括有冰晶漏网(25)和由所述磁耦合力矩传动系统(54)带动的冰晶漏网支撑架(42)；所述淡水喷淋系统(55)包括淡水箱(40)和喷头(33)，所述淡水箱(40)和喷头(33)之间的喷淋管路上设有节流阀(39)、淡水泵(38)、第一球阀(35)和第一流量计(50)，所述喷头(33)通过一喷头接管(34)安装在所述密封顶盖(31)的中心处；所述抽气系统(56)包括与所述密封箱体侧壁贯通的抽气接管(45)，所述抽气接管(45)通过抽气管路连接至一抽气泵(47)，所述抽气管路上设有第二球阀(46)和压力表(48)；所述浓盐水排放系统(57)包括与所述密封箱体侧壁底部贯通的浓海水排放接管(16)，所述浓海水排放接管(16)通过排放管路连接至一浓海水池(14)，在排放管路上设有第二流量计(18)、第三球阀(17)；所述电机(9)，所述节流阀(39)、淡水泵(38)、第一球阀(35)和第一流量计(50)，所述抽气泵(47)、第二球阀(46)和压力表(48)，所述第二流量计(18)和第三球阀(17)均与所述控制系统(60)连接，所述控制系统实现对电机(9)的转速、所述淡水喷淋系统(55)的喷淋水量，所述浓盐水排放系统(57)的浓水排量，所述抽气系统(56)的抽气速度的实时监测和控制。...
【技术特征摘要】
1. 一种冷冻法海水淡化冰水分离装置，包括设置在一支架（49)上方的密封箱体（53)， 其特征在于， 所述密封箱体（53)的顶部设有淡水喷淋系统（55)，所述密封箱体（53)的侧壁的下方 设有抽气系统（56)和浓水排放系统（57); 所述密封箱体（53)设有可开合的密封顶盖（31)，所述密封箱体（53)的底部设有由电 机（9)带动的磁耦合力矩传动系统（54)，所述磁耦合力矩传动系统（54)的上方设有圆锥面 形的保护罩（24);所述密封箱体（53)的底面为一导流面；所述密封箱体（53)的内壁上设 有一环形挡板（27)，所述环形挡板（27)上方安装有冰晶漏网部件，所述冰晶漏网部件包括 有冰晶漏网（25)和由所述磁耦合力矩传动系统（54)带动的冰晶漏网支撑架（42); 所述淡水喷淋系统（55)包括淡水箱（40)和喷头（33)，所述淡水箱（40)和喷头（33) 之间的喷淋管路上设有节流阀（39)、淡水泵（38)、第一球阀（35)和第一流量计（50)，所述 喷头（33)通过一喷头接管（34)安装在所述密封顶盖（31)的中心处； 所述抽气系统（56)包括与所述密封箱体侧壁贯通的抽气接管（45)，所述抽气接管 (45)通过抽气管路连接至一抽气泵（47)，所述抽气管路上设有第二球阀（46)和压力表 (48)； 所述浓盐水排放系统（57)包括与所述密封箱体侧壁底部贯通的浓海水排放接管 ...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙靖，谢春刚，吕庆春，刘艳辉，王金燕，张令品，苗超，李炎，
申请(专利权)人：国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所，
类型：发明
国别省市：天津;12
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