[发明专利]一种海冰或咸水冰脱盐淡化的装置和工艺

说明书

发明领域

本发明涉及一种海冰或咸水冰脱盐淡化的装置和工艺，特别涉及一种通过重力方法制备海冰淡水的装置和技术方法，以及一种通过海冰重力脱盐池而获取冷气的装置和方法。属于海水淡化。

背景技术

环渤海地区是我国淡水资源最缺乏的地区之一，渤海是我国冬季主要结冰海区，开发海冰资源用以解决环渤海地区的缺水状况，是我国海水淡化研究领域的最新前沿课题。

海冰主要由多边形的纯冰晶、卤水胞、空气和少量固体杂质组成。海冰中所含有的盐分主要来自于冰体内部的卤水胞，卤水胞为高浓度盐水，在一般的低温环境中(-30℃)也不会冻结，而以液体形式存在于海冰内部。海冰内部的冰晶之间还存在有缝隙，这为卤水胞在重力作用下沿着这些缝隙流出冰体提供了可能。海冰重力脱盐就是根据海冰的液-固两相共生的结构特征，通过重力作用将海冰冰体中的卤水胞排出去的方法。

中国发明专利申请200510092863.7公开了一种重力法海冰脱盐设施，但这种设施存在缺陷，主要表现为堆积的海冰受空气温度日变化影响很大，融化速度得不到控制。海冰重力脱盐是指海冰内部的卤水胞受重力作用而下渗流出冰体的过程，由于海冰内部的缝隙非常细小，因此卤水胞的下渗速度很慢、渗出量也少。但海冰的融化受环境温度、也就是空气温度的影响很大。当脱盐设施中的海冰暴露在空气之中时，如果中午时分的空气温度升至海冰的冰点温度(-1.4℃)以上，海冰中的淡水冰晶就会产生部分融化，这些融水会下渗至脱盐设施的底部，并与受重力作用而下渗至此的卤水混合在一起。此时若想把卤水排出脱盐设施，势必要带走很多淡水；若不进行排水，则重力脱盐过程将无法实现。因此，合理地控制和减缓海冰融化速度，对于充分排出冰内卤水胞、提高重力脱盐率，对于减少淡水冰晶融化、提高淡水回收率都是非常重要的。

本发明旨在解决上述技术难题，提供一种高脱盐率、高回收率的海冰重力脱盐装置及其脱盐工艺，同时还提供一种通过海冰重力脱盐池而获取冷气的装置和方法。

发明内容

本发明的目的在于公开一种海冰重力脱盐装置。

本发明的目的在于公开一种海冰重力脱盐工艺。

本发明的目的在于公开一种通过海冰重力脱盐池而获取冷气的装置。

本发明的目的在于公开一种通过海冰重力脱盐池而获取冷气的方法。

本发明目的是通过如下技术方案实现的：

一种海冰重力脱盐装置(图1)，所述装置包括下挖式倒梯形脱盐池1，脱盐池1的底部和四周铺设有防渗层2，脱盐池底部的中间处设有集水槽3，集水槽上部覆盖有铁篦子4，集水槽3与卤水井5相连通，卤水井5内插入抽水管6，在脱盐池底部安放有直立通风管7，通风管顶部安装有通风扇8，通风道在脱盐池内的部分其管壁上有通风孔9，在脱盐池的底部还铺设有水平通风管10。

在实施海冰重力脱盐时，将海冰11堆放在脱盐池1中，其冰堆表面覆盖有隔温层12，海冰11中所含有的卤水13在重力作用下渗出冰体并汇集到集水槽3和卤水井5中，通过抽水管6将卤水井5中的卤水13排出脱盐池之外(图2)。

所述脱盐池1其底部的中间处要低于四周，呈下凹状，有利于周围的存水(特别是海冰脱盐所产生的卤水)向该处汇集。所述卤水井5可以是1-3个，并相互连通；所述防渗层2其作用一是要防止脱盐池内的水体渗漏损失，二是防止地下水(特别是含盐量高的地下水)进入脱盐池，该防渗层经过硬化处理，可以抵抗大型冰块(0.5米×0.5米×0.5米)的坠落撞击。所述铁篦子4是用于防止冰块堵塞集水槽。所述直立通风管7和通风扇8和通风孔9可将脱盐池外部的空气14送入冰堆之中，使冰堆内部的温度发生变化，促进冰块内部缝隙的扩大，使卤水能顺利渗出海冰冰体(图3)。所述海冰冰块11是指海水在低温时的冻结物，也可是苦咸水在低温时的冻结物，其冰块大小以0.2米×0.2米×0.2米为宜。所述隔温层12由塑料薄膜15、防寒被16和草帘子17所构成，其铺设顺序为：先铺设塑料薄膜15，然后是防寒被16，最后是草帘子17(图4)，隔温层12用于隔绝冰堆与外界空气之间的热交换。所述抽水管6是将受重力作用渗出海冰冰体的卤水13排出到脱盐池1之外，当抽出水的盐度达到脱盐标准时，此时脱盐池内的冰块就由含一定盐分的海冰转化为淡水冰18，海冰重力脱盐过程结束(图5)。所述脱盐池1在重力脱盐结束后就成为海冰淡水的蓄水池。

一种海冰重力脱盐工艺，其流程为：