海冰固、液两相混合物、其制备方法及海冰固态离心脱盐方法
专利汇可以提供海冰固、液两相混合物、其制备方法及海冰固态离心脱盐方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本方法提供一种海 冰 固态离心脱盐的方法，以此作为 淡 水 原水 的生产方法。所述 海冰 固态离心脱盐的方法包括：海冰原冰的采选(海冰卤胞的切剖)；冰卤混合物的填装；海冰离心脱盐； 淡化 冰晶存融。该方法为纯物理方法，无任何人工填加剂；较大程度地利用天然能，清洁、无污染；原冰利用率高；脱盐时间短；技术成熟度高，可以标准化为产品；可以进行规模化生产；在不适宜使用其它 海水 淡化 方法的低温环境下可有效使用。，下面是海冰固、液两相混合物、其制备方法及海冰固态离心脱盐方法专利的具体信息内容。
1.海冰固、液两相混合物的制备方法，包括：
选择盐度在4～11‰之间的天然海冰原冰；
将海冰原冰破碎，并用网眼直径0.5～1.2cm的筛网筛选；
重复上述的破碎、筛选过程，直到使冰中封闭的卤胞开裂、 卤水流出、卤水与冰晶呈固、液两相混合物共同存在的状态。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中用锤击式、颚式或 双辊式粉碎机将海冰原冰破碎。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其中用网眼直径0.6cm 的筛网筛选。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的制备方法得到的海冰 固、液两相混合物。
5.海冰固态离心脱盐方法，该方法包括：
通过权利要求1所述的方法制备海冰固、液两相混合物；
填装海冰固、液两相混合物进入离心机；
离心脱盐淡化；
收集脱盐固态冰晶，转入存储装置，自然环境融化。
6.根据权利要求5所述的方法，其中海冰固、液两相混合物 的温度为-2～-3℃。
7.根据权利要求5所述的方法，其中用固液分离离心机进行 脱盐。
8.根据权利要求5所述的方法，其中脱盐环境温度为-10～10℃。
9.根据权利要求5所述的方法，其中脱盐淡化步骤中，离心 机转速为1000～5000转/分。
10.根据权利要求5所述的方法，其中离心时间为2～3分钟。
技术领域
本发明涉及一种淡水原水的生产方法。具体地说，涉及一种 利用海冰作为原料，制备海冰固、液两相混合物的方法，并涉及 使用该海冰固、液两相混合物，在海冰为固态的状态下，进行离 心脱盐淡化，制取淡水原水的方法。
背景技术
迄今为止，从海洋中获取淡水的技术方法很多，目前被较多 采用的淡化技术原理主要有蒸馏原理和膜技术原理两大类。
蒸馏原理下各种改进后的蒸馏技术方法，是通过海水中水分 的蒸发，使海水中的水分由液相转化为汽相，再由汽相凝结收集， 达到淡化的目的。其方法虽传统可靠，但因受蒸发时的能耗成本 问题困扰，在很多能源紧缺地区多限于大型发电厂等工业设施的 余热利用。大规模推广应用解决区域淡水缺乏问题，能耗将是脱 盐方法本身难于逾越的技术瓶颈。
膜技术方法，简单的说是利用高分子技术制成的一个过滤网， 通过对海水的过滤，将海水中的水分与盐分分离，达到海水脱盐 淡化的目的。因受技术方法本身的局限，目前在单台机组生产规 模上还难以达到沿海缺水地区用水量的规模需求，同时过滤效率 的高低，一方面受水温的影响较大(北方地区海水水温约半年左 右时间低于脱盐高效水温)，在脱盐淡化过程中对海水水温的加热 也大大增加了能耗成本。另一方面选用的膜对海水原水盐分浓度 的要求比较严格，并且单位海水原水的产水量仅仅约有三分之一 左右，这使处理后的海水原水的生产利用效率较低。适用条件的 限制较多，大幅度增加了生产成本和技术推广应用的难度。
目前针对海冰的脱盐淡化方法还没有。海冰是由纯冰、卤水、 空气为主要成分组成的混合物。海水在结冰时，只有其中的纯水 变成冰晶。而原来溶于水中的盐分不断地排泄到冰晶之间的卤水 通道之中，卤水通道中的卤水有较高的盐分，它的比重比海水大， 因此通过卤水通道不断地流向冰下未冻结的海水之中，但在海冰 逐步生长加厚的过程中，由于冻结速度较快，部分浓盐水来不及 通过卤水通道排出冰体外，被下面生长出来的冰晶截留，使一段 卤水通道变成盐胞。海冰的盐度是由在卤水通道和盐胞中的卤水 盐分决定的。一般冬季我国渤海、黄海北部海水的盐度在32‰左 右，由它结成的海冰盐度多为6～8‰左右，可见海水结成冰后有 3/4～4/5的盐分被排出海冰冰体之外，只有1/5～1/4的盐分还滞留 在冰中，这种盐分较低的海冰可以作为淡水的后备资源来看待。
发明内容
首先，本发明提供一种海冰固、液两相混合物的制备方法， 包括：选择盐度在4～11‰之间的天然海冰原冰；将海冰原冰破碎， 并用网眼直径0.5～1.2cm的筛网筛选；重复上述的破碎、筛选过程， 直到使冰中封闭的卤胞开裂、卤水流出、卤水与冰晶呈固、液两 相混合物共同存在的状态。
在本发明所提供的海冰固、液两相混合物的制备方法中，优 选用锤击式、颚式或双辊式粉碎机将海冰原冰破碎。
在本发明所提供的海冰固、液两相混合物的制备方法中，优 选用网眼直径0.6cm的筛网筛选。
其次，本发明还提供根据上述制备方法得到的海冰固、液两 相混合物。
进而，本发明提供一种海冰固态离心脱盐方法，该方法包括： 通过前述方法制备海冰固、液两相混合物；填装海冰固、液两相 混合物进入离心机；离心脱盐淡化；收集脱盐固态冰晶，转入存 储装置，自然环境融化。
在本发明所提供的海冰固态离心脱盐方法中，优选海冰固、 液两相混合物的温度为-2～-3℃。
在本发明所提供的海冰固态离心脱盐方法中，优选用固液分 离离心机进行脱盐。
在本发明所提供的海冰固态离心脱盐方法中，优选脱盐环境 温度为-10～10℃。
在本发明所提供的海冰固态离心脱盐方法的脱盐淡化步骤 中，优选离心机转速为1000～5000转/分。
在本发明所提供的海冰固态离心脱盐方法中，优选离心时间 为2～3分钟。
根据本发明的海冰固态离心脱盐方法，用海冰作为淡化原冰， 通过冰晶破碎，形成冰和卤水混合的固液两相混合物，在离心力 的作用下将卤水和冰晶分离，从而实现海冰淡化。该方法脱盐效 果好，工业生产所需设备的技术成熟度较高，脱盐技术适合有冰 海域沿岸地区大规模生产。在利用海水自然冻结过程脱盐作用的 基础上，方法本身在海冰的融化方面也充分的利用了天然能。
本发明的海冰固态离心脱盐方法，可用于冬季海冰区域的淡 水资源开发。
本发明的优点主要体现在：可以在不适宜其它海水淡化方法 应用的低温环境下有效使用；纯物理方法，无任何人工添加剂， 淡化的水不存在人为干预的其它隐患。较大程度地利用天然能， 清洁、无污染；原冰利用率高，脱盐后的淡水冰量可达到海冰原 冰量的75％以上；脱盐时间短，一般在2～3分钟以内即可完成脱 盐过程；技术成熟度高，可以标准化为产品；可以进行规模化生 产，用于有冰海域沿岸的淡水生产。
附图说明：
图1为海冰固态离心脱盐方法的脱盐流程图。
具体实施方式
根据本发明，首先需要制备海冰固、液两相混合物。对于本 发明海冰固、液两相混合物的制备方法，是选择盐度在4～11‰之 间，优选盐度在4～8‰之间的密度0.85g/cm3以上的天然海冰原冰 块，原冰块可以是灰白冰或白冰。所选用的天然海冰原冰块的冰 厚没有限制，但通常在10cm以上，根据生产条件，冰厚可以在 20～40cm，也可以更高。根据生产规模和破碎海冰的粉碎机破碎能 力，海冰原冰块的水平尺寸可以在0.05～1m的范围内，海冰原冰 块的数量也没有限制，例如可以不少于10kg。用粉碎机破碎海冰 原冰，并用网眼直径0.5～1.2cm的筛网筛选，重复该破碎、筛选过 程，直到使冰中封闭的卤胞开裂，卤水流出，卤水与冰晶呈固、 液两相混合物共同存在的状态。破碎方式没有限制，可根据生产 规模和生产条件调整，优选使用锤击式、颚式或双辊式粉碎机， 更优选用锤击方式沿海冰晶格破碎海冰。
根据本发明上述方法制备得到的海冰固、液两相混合物可以 用于本发明的海冰固态离心脱盐方法中。
本发明的海冰固态离心脱盐方法包括：
通过如上所描述的方法制备海冰固、液两相混合物。
将制备好的海冰固、液两相混合物均匀地填装进离心机的固 液离心分离容器中。填装方式可根据生产中使用的离心机确定， 工作的环境温度优选在-10～10℃之间。
封闭离心机，旋转离心，脱盐淡化。作为离心机，可以使用 固液分离离心机，或试验用液体分离离心机。脱盐淡化中离心机 转速可以为1000～5000转/分，优选为3000转/分。在离心机转速 为3000转/分的情况下，合适的离心时间为2～3分钟。
离心结束后，取出脱盐的固态冰晶，投入淡化冰融解存储装 置中，并自然融化。所使用的淡化冰融解存储装置没有限制，只 要是底部及四壁不透水的容器即可。根据生产规模和生产条件不 同，比如在小规模的生产中，可以使用塑料瓶、塑料箱等存储装 置，对于较大规模的生产，可以使用淡化冰存储融解池。所述的 淡化冰存储融解池为设置在室外地表面之下、开口向上、底部及 四壁不透水的水泥池或人工挖掘的黏土池。存储融解池顶部与地 面高度相同，存储融解池设计深度最大不超过4m，其容积可根据 生产规模大小进行调整，一般不小于5000m3。
以下通过实施例的方式具体说明本发明海冰固态离心脱盐的 方法。
应用实施例(海冰固态离心脱盐)
原冰选用2002年1月28日在长兴岛北海海面采集的灰白冰， 采样区距岸边约500m。采样海区冰况呈现较大范围的重叠和堆 积，并伴有岸边冰脊底部搁浅现象。采样区由大量辽东湾北部、 东北部漂移来的流冰形成冰场主体冰量，且冰场存在一定的不稳 定性。作为原冰，选取平整灰白冰，任意选3块(样品间距离在 50m以上)，每1块取其中15cm×15cm×冰厚度23cm的海冰作为 海冰原冰，盐度为5.5‰。
实验前把采集的海冰原冰在水平方向上的4个面各去掉2.5cm 厚，把剩余的10cm×10cm的3块灰白冰原冰样品用锤击方式破碎， 并用直径0.6cm的筛网筛选，重复进行破碎和筛选的过程，直到 封闭的卤胞被打开，卤水流出，与冰晶呈固、液两相混合且共同 存在状态。充分混合后装入塑料盒内，作为离心实验样品，控温 保存，待用。
制备好的海冰固、液两相混合物，温度为-2.5℃±0.5℃左右， 取130～150g，不加任何其它化学试剂，均匀地填装进LD4-2型离 心机的固液离心分离容器中。然后，封闭离心机，在-5℃左右的 环境温度下进行脱盐淡化。脱盐淡化中离心机转速取3000转/分， 离心时间2分钟。脱盐淡化完成后，取出固态冰晶，放入塑料瓶 中自然融化。
结果为：盐分由4980mg/l降低到810mg/l。脱盐率83.74％。 灰白冰经过离心脱盐后，各项水质化学要素指标均可达到GB 5084-85农田灌溉水质标准、GB 3838-88地面水环境质量标准和 GB 5749-85生活饮用水卫生标准。其水质完全可以满足工业生产、 农业灌溉和城市居民生活用水的要求。
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