[发明专利]一种基于LNG冷能的烟气水合物法海水淡化系统

摘要

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。

主权项

1.一种基于LNG冷能的烟气水合物法海水淡化系统，其特征在于，该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、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)；所述的水合物生成分离系统包括第二级生成室(5‑2)和液体分离室(7)，第一级生成室(5‑1)中的CO₂水合物在分离完残余气体后通过混输泵(14)快速进入第二级生成室(5‑2)中，新进入的海水和CO₂生成CO₂水合物速率大幅提高，将生成后的大量CO₂水合物和残余海水由混输泵(14)全部送至液体分离室(7)，液体分离室(7)将残余海水进行分离并通过闸阀(19)将废液排出，剩下的纯净CO₂水合物由混输泵(14)送至抽气式分解室(8)进行分解；上述过程中混输泵(14)由控制系统控制；所述的水合物分解系统将抽气式分解室(8)和换热式分解室(9)中CO₂水合物分解得到的淡水送入淡水储罐(10)，并输出使用，抽气式分解室(8)的分解压力由抽气泵(15)控制，换热式分解室(9)的分解温度由烟气源(3)换热决定；所述的CO₂循环系统将抽气式分解室(8)抽气得到的和换热式分解室(9)水合物分解多出的CO₂回收到CO₂气罐(4)，CO₂气罐(4)用于提供第二级生成室(5‑2)中水合物生成所需CO₂气体，多余的CO₂用于常规方式封存；所述的控制系统用于控制整个基于LNG冷能的烟气水合物法海水淡化系统的协调运行，智能控制各部分的周期性交替运行，根据需要控制各阀门、泵的开合启停与联锁动作；通过调节进入气化室(11)的LNG量，控制循环冷媒温度；分别根据两级生成室的需要，通过输水泵(12)和单向阀(20)自动调整分配进入的海水量；根据实际生产需要，分别控制进入两级生成室的海水量；根据烟气源热容量，分配换热分解水合物量，其余的水合物均分配到抽气式分解室(8)。