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本研究课题是“十一五”国家科技支撑计划课题资助项目,目的在于研究海冰淡化的工业化实现方法。在海冰形成过程中,冰晶不断生长,将大部分不冻卤水不断排除在外,使得最终海冰的盐度低于海水的盐度,同时一部分卤水被包覆在海冰内部,故海冰含有一定量的盐分。通过破碎海冰分离出内部的卤水,可以进一步降低海冰含盐率,使海冰得以淡化。本文针对破碎的海冰,通过实验对比了不同的分离方法,确定了海冰离心脱盐分离方法,并对离心分离操作参数与影响离心分离效果的主要因素进行了实验与模拟研究。经模拟分析,影响海冰脱盐的主要因素是卤水的盐度,最简便经济的降低卤水盐度的方式是在破碎后的海冰内加入一定比例的海水。实验结果表明,在分离因数1100,分离时间3min,加入海水量为冰质量的2/5时,海冰表面卤水的盐度降低至原来的37%,海冰的剩余盐度仅是不加海水时的22%。为了实现海冰分离的工业化生产,防止分离设备与海冰冻粘是一个关键问题,为此,本文对不同温度下,海冰表面存在卤水和不存在卤水时海冰与316L材料的冻粘强度进行了实验研究。实验结果得出了在有卤水存在时冻粘强度较低,在-10℃时,有卤水覆盖的海冰与不锈钢的冻粘强度为0.04MPa,只有无卤水存在时冻粘强度的1/5。经过筛选,卧式离心卸料离心机被作为工业化实验设备。为了适合对海冰进行脱水脱盐,在IW-500型卧式离心卸料离心机结构基础上进行了一系列改造。减小转鼓锥角至40°,将转鼓有效分离长度由原来270mm加长至400mm,并设置挡板以延长分离时间;进料管改为斜管,布料盘间隙增大1cm以利进料。经计算与工业化实验结果表明,冰水混合进料可有效避免因冻粘对设备和操作造成的影响。离心出卤水经过循环使用,可进一步降低产品含盐率,最终产品盐度低于1,达到国家灌溉用水标准。使用该离心机可实现海冰连续离心脱盐,处理量可达8t/h。