[发明专利]一种基于LNG冷能的烟气水合物法海水淡化系统

说明书

一种基于LNG冷能的烟气水合物法海水淡化系统，属于水合物应用技术领域。利用水合物的生成捕集烟气中的CO₂，设置两级水合物生成室提高水合物量，分别采用气体分离和液体分离两部提纯CO₂水合物，分别采用换热式和抽气式两种水合物分解方式实现烟气余热的利用和CO₂的循环利用。本发明实现CO₂捕集和海水淡化一体化，利用LNG冷能解决水合物法海水淡化冷能来源问题，结构合理、系统精妙；两级水合物生成室，既解决烟气中CO₂捕集，又保证水合物生成量；两种水合物分解室，既利用烟气余热、减少热排放，又实现了CO₂的循环使用与封存，具备较强的烟气源变化承载能力，不受季节及环境的变化影响，具有极大的现实应用价值。

技术领域

本发明属于水合物应用研究领域，涉及一种基于LNG冷能的烟气水合物法海水淡化系统。

背景技术

近年来，由于淡水匮乏和温室效应逐渐成为全球问题，许多国家都在进行相关的研究以解决这些问题，而最有前景的技术就是CO₂捕集与海水淡化联合技术，更确切的说是CO₂水合物法海水淡化技术。这种技术的基本原理是利用CO₂和海水在一定的低温高压下生成水合物(升温、降压或二者结合会让水合物分解)，由于排盐效应的存在，海水中的钠、镁、氯等离子无法进入水合物中，会一直留存在溶液中，因此单独将水合物进行分解，即可得到淡水。目前，在已公开的专利文献和研究成果中，水合物法海水淡化技术中，产量和效率仍受水合物生成状况的限制，更重要的是此技术需要大量能量用来提供低温环境生成水合物，而LNG(液化天然气)储存温度-162℃，无论是存储、运输还是气化使用过程中都蕴藏了极大的冷能，完全可以用于水合物法海水淡化的制冷。因此，本发明结合LNG冷能，使用烟气(约40℃，约含20％CO₂和80％N₂)中的CO₂与海水生成水合物，采用更为简便有效的方案实现淡水产率和能量利用效率的提高。

本发明拟提供一种基于LNG冷能的烟气水合物法海水淡化系统，其目的是采用更为便利有效的方案进行海水淡化，利用LNG冷能降低水合物法海水淡化的成本投入，同时捕集封存CO₂，有效降低大气中CO₂含量,减少烟气的余热排放，最终实现大规模低成本的海水淡化。

发明内容

本发明拟提供一种基于LNG冷能的烟气水合物法海水淡化系统，其目的是采用更为有效的方案进行低成本的水合物法海水淡化，同时实现CO₂捕集以及LNG冷能利用，最终实现大规模海水淡化。

本发明的技术方案：

一种基于LNG冷能的烟气水合物法海水淡化系统，包括制冷系统、烟气捕集系统、水合物生成分离系统、水合物分解系统、CO₂循环系统和控制系统；

所述的制冷系统包括LNG储罐1、气化室11和循环冷媒，调节LNG储罐1的旋拧阀18开度改变LNG气化量，LNG气化吸热，在气化室11将冷能传递给循环冷媒，循环冷媒由输水泵12实现封闭循环，并通过多个换热器13分别与水合物生成前的海水和气体换热，换热后的海水和气体直接进行水合物生成；

所述的烟气捕集系统包括烟气源3、换热式分解室9、第一级生成室5-1和气体分离室6，烟气源3经过换热式分解室9与水合物换热促使水合物分解，再与循环冷媒换热后，依次通过抽气泵15和单向阀20进入第一级生成室5-1，在第一级生成室5-1中与海水生成CO₂水合物，将生成后的残留气体(主要是N₂)、CO₂水合物和残余海水混合物通过混输泵14保压保温送入气体分离室6，混输泵14的蝶阀17自动根据混输泵14的启停而开合，混合物中的残留气体被气体分离室6的抽气泵15分离出去，气体分离室6内留下的CO₂水合物和残余海水依次经过混输泵14被立刻上送入第二级生成室5-2；