基于水冷压缩式制冷循环的CO2水合物海水淡化实验研究*

吴康龙，谢应明†，徐政涛，吴乾坤，周 琦

（1.上海理工大学 能源与动力工程学院，上海 200093；2.上海市动力工程多相流动与传热重点实验室，上海 200093）

0 引 言

当前淡水资源匮乏问题日益严重，而全球水资源总量中近97.5%的水为海水等咸水资源[1]。淡化资源短缺逐渐成为制约人类社会可持续发展的全球性问题[2]。海水淡化技术作为一种解决淡化资源紧缺的有效手段[3]，正在被人们进行广泛的研究。目前商业化的大型海水淡化技术主要有反渗透（reverse osmosis）、多级闪蒸（multistage flash）和低温多效蒸馏（low temperature multi-effect distillation）[3-5]。水合物法分离是一种新兴的分离技术，包括海水淡化等[6]。故可以考虑水合物法作为未来海水淡化的储备技术之一[7]。可持续发展要求海水淡化系统具有优良的经济性[8]，系统可以连续制备水合物，符合可持续发展要求。PARKER[9]首次提出水合物海水淡化技术。龙榛等[10]提出了一种新型水合物法海水淡化流程，通过模拟计算，详细分析了海水淡化的能耗。李峰[11]采用石墨进行了强化水合物法脱盐研究，发现石墨颗粒对水合物的生成有促进作用。王永青[12]认为低温多效压汽蒸馏（low-temperature multi-effect thermal vapor compression,LT-METVC）海水淡化是一种很有发展前途的海水淡化方法。杨亚彬等[13]对CO2水合物法海水淡化装置的㶲及能耗进行了分析。本文采用一种基于直接接触式制冷循环的水合物法海水淡化装置，将传统静态反应釜改造成动态反应系统，通过改变初始充注压力和采用不同浓度的初始海水盐度进行海水淡化实验研究。

1 实验过程

1.1 实验装置原理

实验装置包括水合反应釜（外覆保温材料）、散流器、压缩机、套管式水冷换热器、恒温水浴槽、回热器和其他辅助设备如干燥过滤器等。……