一种利用LNG冷能海水冷冻淡化系统技术领域
本发明专利涉及新能源利用领域，具体涉及一种利用LNG冷能海水冷冻
淡化系统。
背景技术
由于我国人均水资源匮乏，加上水资源分配不均及过度开发，使得水资
源匮乏成为制约我国经济发展的绊脚石，使得约占全球含水量97％的海水淡化
便成为解决水资源匮乏的重要途径。目前热能及高质量膜短缺制约了蒸馏和膜
分离海水淡化技术的广应用，冷能短缺则限制了冷冻海水淡化技术的应用推广。
近年来，由于具有清洁、高效等优势，含有大量冷能的LNG被大量生产
及应用，为海水冷冻淡化的应用推广提供了可能。
已有技术中，专利号为201110457558.9的中国发明专利公开的海水淡化
装置是在同一个装置中海水结冰和冰融化间歇进行，淡化效率低；专利号为
201510309752.0的中国发明专利公开的海水淡化装置通过履带连接冰水分流器、
重力脱盐槽、碎冰机、过滤式离心脱盐装置，结构复杂，淡化效率低，不利于
大量海水生产要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用LNG冷能海水冷冻淡化系统。该系统利用
LNG冷能，通过二次冷媒吸收LNG在汽化释放的冷能，使二次冷媒温度下降，
再用低温的二次冷媒与海水在结晶器中换热，使其海水结冰淡化。该系统通过
间歇驱动装置的定时旋转，在转筒三等分区间内实现了过滤、洗涤、融冰过程
的连续进行。该系统具有操作简单、生产连续及易于工业化等优点。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下。
一种利用LNG冷能海水冷冻淡化系统，包括第一换热器、结晶器、转筒、
收集罐、轴套、转轴、淡水泵、间歇驱动装置、洗涤水泵、第二换热器、海水
泵；第一换热器与结晶器连接；转筒通过转轴依次与收集罐、间歇驱动装置连
接；淡水泵通过管线分别与收集罐、转筒、第二换热器连接；洗涤水泵通过管
线分别与收集罐、来自第二换热器海水出口、结晶器连接；第二换热器通过管
线与结晶器、海水泵连接；转筒包括开孔区和非开孔区，开孔区按120°均分为
三个区域，即过滤区、洗涤区、融冰区；收集罐亦按120°均分为三个区域，即
浓海水收集区、洗涤水收集区、淡水收集区，收集罐的中间为轴套；转筒中心
与转轴顶端相连，转筒的非开孔区外径大于轴套外径，融冰区下端通入热风。
结晶器的出冰口与转筒的过滤区在同一条直线上，转筒的过滤区与收集
罐的浓海水收集区在同一条直线上，转筒的洗涤区与收集罐的洗涤水收集区在
同一条直线上，转筒的融冰区与收集罐的淡水收集区在同一条直线上。
在所述的第一换热器中，液态LNG与不溶于水的二次冷媒进行换热，使
得液态LNG汽化吸热，二次冷媒放热温度下降。
在所述的结晶器中，低温的二次冷媒与来自第二换热器的海水和洗涤水
收集区的洗涤水间接换热，二次冷媒吸热温度升高，海水放热结冰。
在所述的转筒中，来自结晶器的冰水混合物首先进入转筒的过滤区(4)，
实现冰和浓海水分离，分离出的浓海水进入浓海水收集区，分离出的冰达到一
定量后在间歇驱动装置的驱动下进入洗涤区，由来自淡水泵的淡水洗涤除去所
夹带的海水，在间歇驱动装置驱动下进入融冰区，被融冰区下端来的热风融化
成淡水后进入淡水收集区，洗涤后的洗涤水进入洗涤水收集区。
在所述的收集罐中，淡水收集区中的淡水一部分经淡水泵进入洗涤区，
另一部分经第二换热器与海水换热后作为淡水产品出装置；洗涤水收集区的洗
涤水经洗涤水泵返回结晶器重新利用；浓海水收集区的浓海水经过第二换热器
与海水换热后排出装置。
在所述的第二换热器中，来自海水泵的海水与来自收集罐的淡水和浓海
水换热，换热后的海水与洗涤水收集区的洗涤水混合进入结晶器中。
本发明具有如下有益效果：本发明通过LNG汽化释放的大量冷能使其海
水冷冻结冰淡化，经过洗涤、融化过程得到淡水，该系统通过间歇驱动装置的
定时旋转，在转筒三等分区间内实现了过滤、洗涤、融冰过程的连续进行。该
系统具有操作简单、生产连续及易于工业化等优点。
附图说明
图1是本发明系统示意图；
图2是图1的A-A剖面图；
附图中的标号说明：1-第一换热器2-结晶器3-转筒4-过滤区5-洗涤区
6-融冰区7-收集罐8-浓海水收集区9-洗涤水收集区10-淡水收集区11-轴套
12-转轴13-淡水泵14-间歇驱动装置15-洗涤水泵16-第二换热器17-海水泵18-
非开口区
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述，以便更好的理解本发
明。
如图1所示，本发明实施例提供的适用于一种利用LNG冷能海水冷冻淡
化系统包括第一换热器1、结晶器2、转筒3、收集罐7、轴套11、转轴12、淡
水泵13、间歇驱动装置14、洗涤水泵15、第二换热器16、海水泵17；第一换
热器1与结晶器2连接；转筒3通过转轴12依次与收集罐7、间歇驱动装置14
连接；淡水泵13通过管线分别与收集罐7、转筒3、第二换热器16连接；洗涤
水泵15通过管线分别与收集罐7、来自第二换热器16海水出口、结晶器2连接；
第二换热器16通过管线与结晶器2、海水泵17连接；转筒3包括开孔区和非开
孔区18，开孔区按120°均分为三个区域，即过滤区4、洗涤区5、融冰区6；收
集罐7亦按120°均分为三个区域，即浓海水收集区8、洗涤水收集区9、淡水收
集区10，收集罐7的中间为轴套11。转筒3中心与转轴12顶端相连，转筒3
的非开孔区18外径大于轴套11外径。融冰区6下端通入热风。
结晶器1的出冰口与转筒3的过滤区4在同一条直线上，转筒3的过滤
区4与收集罐7的浓海水收集区8在同一条直线上，转筒3的洗涤区5与收集
罐7的洗涤水收集区9在同一条直线上，转筒3的融冰区6与收集罐7的淡水
收集区10在同一条直线上。
在所述的一种利用LNG冷能海水冷冻淡化系统中，液态LNG与不溶于
水的二次冷媒在第一换热器1中进行换热，使得液态LNG汽化吸热，二次冷媒
放热温度下降。
在所述的一种利用LNG冷能海水冷冻淡化系统中，在所述的结晶器2中，
低温的二次冷媒与来自第二换热器16的海水和洗涤水收集区9的洗涤水间接换
热，二次冷媒吸热温度升高，海水放热结冰。
在所述的转筒3中，来自结晶器2的冰水混合物首先进入转筒3的过滤
区4，实现冰和浓海水分离，分离出的浓海水进入浓海水收集区8，分离出的冰
达到一定量后在间歇驱动装置14的驱动下进入洗涤区5，由来自淡水泵13的淡
水洗涤除去所夹带的海水，在间歇驱动装置14驱动下进入融冰区6，被融冰区
6下端来的热风融化成淡水后进入淡水收集区10，洗涤后的洗涤水进入洗涤水
收集区9。
在所述的收集罐7中，淡水收集区10中的淡水一部分经淡水泵13进入
洗涤区5，另一部分经第二换热器16与海水换热后作为淡水产品出装置；洗涤
水收集区9的洗涤水经洗涤水泵15返回结晶器2重新利用；浓海水收集区8的
浓海水经过第二换热器16与海水换热后排出装置。
在所述的一种利用LNG冷能海水冷冻淡化系统中，来自海水泵17的海
水与来自收集罐7的淡水和浓海水在第二换热器16中换热，换热后的海水与洗
涤水收集区9洗涤水混合进入结晶器2中。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通
技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，
这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。