一種離心機平衡吸附海水脫鈣的處理方法
2023-05-27 05:38:51
專利名稱：一種離心機平衡吸附海水脫鈣的處理方法
技術領域：
本發明屬於海水淡化預處理技術領域，涉及一種海水淡化的方法，尤其是一種離心機平衡吸附海水脫鈣的處理方法。
背景技術：
在環渤海地區，淡水資源短缺已經成為制約經濟社會發展的重要因素，解決的辦法，除了節水外，也要積極尋求開源。海水淡化被認為是該地區開源的有效手段。此外，該地區工業的快速發展侵佔了大量鹽田，由此制約了國計民生不可或缺的製鹽和鹽化工的發展。人們在積極尋求同步解決海水淡化緩解水資源短缺並同時發展鹽化工的各種途徑。海水淡化以反滲透法和熱法發展最為迅猛。但是，反滲透法中濃鹽水達到鹽度6%以上時易發生鈣沉積，堵塞反滲透膜的孔道。而利用熱蒸發的熱法海水淡化技術，也由於海 水中存在鈣、硫酸根等易結垢離子而面臨著設備結垢等問題，尤其在高溫時更為嚴重，因為硫酸鈣的溶解度在一定溫度範圍段由於脫水相變等因素而隨溫度升高而下降)。因此這兩種常見的辦法目前均因為鈣沉積的限制而難以在海水淡化中將濃海水的濃度提高到可以直接製鹽的程度。通過檢索，發現與本發明專利申請相關的如下專利公開文獻I、海水脫硬預處理淡化的生產方法(CN102001763A)，本發明中海水採用化學法與超、微濾膜法結合提取碳酸鈣、氫氧化鎂，提取鈣、鎂離子後的海水，經淡化產生淡水的同時，所產濃鹽水供綜合利用。本發明通過海水提鈣、提鎂脫硬預處理後，淡化過程無須添加阻垢劑，不但淡水回收率反滲透法可達60%以上，蒸餾法可達80%以上，預處理過程中可副產納米級碳酸鈣和納米級氫氧化鎂產品，淡化後濃鹽水可以高附加值產品形式綜合利用，極大地降低了海水淡化的投資和運行成本，是一典型的低碳、綠色、循環經濟海水淡化技術。2、海水除鈣濃縮利用的方法(CN101381147)，涉及到海水的利用，包括海水淡化裝置、分離裝置，所述海水淡化裝置採用多效蒸發工藝，其造水比達到20以上，所述海水淡化裝置前端設有除鈣裝置，在海水直接接觸後，吸附海水中95%以上鈣離子。採用以上方法後，避免了淡化過程中，因海水含有鈣鹽所結鈣垢造成的設備效率的降低，同時提高了淡化裝置的造水比，對最終所得濃鹽水還可進一步分離，得到氯化鈉、氯化鉀、氯化鎂、工業溴、硫酸鎂等化工產品，提升了濃鹽水利用率，避免排放所造成浪費和對環境的汙染。通過對比，本發明專利申請與上述的專利公開文獻存在本質的不同。
發明內容
本發明的目的在於克服現有技術的不足之處，提供一種方法簡單、操作方便、節約企業生產成本、提高生產效率的離心機平衡吸附海水脫鈣的處理方法。本發明實現目的的技術方案是一種離心機平衡吸附海水脫鈣的處理方法，具體步驟如下
⑴將吸附材料與水混合，調成漿體；⑵將步驟⑴中的漿體靜置時間為4-6分鐘，沉澱材料，然後傾倒上層清水，得下層材料，為水混合物；⑶將水混合物由泵控制進料速度為O. 6^1 m3/h進入離心機中，離心後，所得濾液即為脫鈣海水。而且，所述步驟⑴中的離子交換材料為非晶態無機離子交換材料。而且，所述步驟⑴中的吸附材料與水的質量比為1:2-3。而且，所述步驟⑵中漿體靜置時間為5分鐘。而且，所述步驟⑶中進料速度為O. 8 m3/h。
如上所述的離心機平衡吸附海水脫鈣的處理方法在蒸餾法海水淡化與脫鈣處理中的應用。如上所述的離心機平衡吸附海水脫鈣的處理方法在常量或微量元素的富集，或重金屬汙染水體的治理方面的應用。而且，所述的常量或微量元素為滷水、苦鹹水中的常量或微量元素。本發明的優點和有益效果為I、本發明海水脫鈣的方法方法簡單，該方法中的離子交換容量大於2 mo I Ca2+/1^，而且0.3 s即可達到吸附平衡，大大縮短了海水脫鈣的時間，節約了企業的生產成本；該方法中所使用的吸附材料為非晶態無機離子交換材料，該吸附材料在0°C 250°C的條件下均可使用，使得該方法操作方便，提高了生產效率。2、本發明海水脫鈣的方法除鈣後的海水組成穩定，可脫除海水中80%的Ca2+，解決了海水濃縮過程中設備結垢的難題，從而大幅度增加低溫多效海水淡化設備的造水比，降低了造水成本。3、本發明海水脫鈣的方法脫鈣後的海水淡化後可得到20%左右的濃海水，可望實現無鹽田工廠化製鹽，解決了天津等沿海地區缺水、缺地又缺鹽的矛盾。同時也可將此技術與電廠餘熱利用及尾氣處理結合起來。4、本發明海水脫鈣的方法為海水預處理脫鈣工業放大提供依據，並期望以此技術與利用電廠餘熱來進行高溫多效蒸發及濃海水直接製取真空鹽、同時處理電廠廢氣結合起來；為環渤海地區的海水淡化、製鹽-鹽化工、電廠尾氣處理及餘熱利用、發展循環經濟開闢一條新型的節能高效綠色環保的途徑。
圖I為本發明離心機海水脫鈣裝置。
具體實施例方式下面通過具體實施例對本發明作進一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發明的保護範圍。本發明中所使用的方法，如無特殊說明，均為常規方法；本發明中所使用的試劑，如無特殊說明，均為常規試劑。一、技術原理
本過程系以新型無機離子交換材料將鈣通過離子交換自海水中選擇性地脫離出來。所謂離子交換是通過以交換介質中的離子(離子交換材料，主要是固體，也可以是以膜隔離的液體)與溶液或熔融鹽中的離子進行可逆置換，其過程中離子交換材料的骨架結構不發生變化。本發明專利申請在平衡條件下將材料與海水充分混合，進行海水中鈣的選擇性去除。材料與海水的混合，以靜態攪拌進行，並需靜置5分鐘。二、材料、儀器及設備所有海水來於漢沽鹽場。實驗室工作中，海水經過G3型玻璃沙芯漏鬥過濾後使用。試驗設備主要包括海水儲罐，攪拌混合罐、高位槽(或水泵)、離心機、產品水罐。以及相關的泵、閥、工具等。實驗設備見圖I。
海水中鈣、鎂、鉀的濃度分析，均採取海水系統元素的化學滴定法。經外送天津科技大學及天津地質研究所進行對比測試檢驗。實施例II、離心機海水脫鈣試驗一種離心機平衡吸附海水脫鈣的處理方法，步驟如下⑴將12 kg吸附材料與30 kg水混合，調成漿體；⑵將步驟⑴中的漿體靜置時間為5分鐘，沉澱材料，然後傾倒上層清水，得下層材料-水混合物；⑶將混合物由泵控制進料速度為O. 8 m3/h進入離心機中，離心通過濾餅甩出由出水口流出，所得濾液即為脫鈣海水。實施例2I、離心機海水脫鈣試驗一種離心機平衡吸附海水脫鈣的處理方法，步驟如下⑴將12 kg吸附材料與24 kg水混合，調成漿體；⑵將步驟⑴中的漿體靜置時間為4分鐘，沉澱材料，然後傾倒上層清水，得下層材料-水混合物；⑶將混合物由泵控制進料速度為O. 6 m3/h進入離心機中，離心通過濾餅甩出由出水口流出，所得濾液即為脫鈣海水。實施例3I、離心機海水脫鈣試驗一種離心機平衡吸附海水脫鈣的處理方法，步驟如下⑴將12 kg吸附材料與36 kg水混合,調成眾體；⑵將步驟⑴中的漿體靜置時間為6分鐘，沉澱材料，然後傾倒上層清水，得下層材料-水混合物；⑶將混合物由泵控制進料速度為I m3/h進入離心機中，離心通過濾餅甩出由出水口流出，所得濾液即為脫鈣海水。結果檢測及數據分析考察了桶深(高度)I. 2米的容器裏海水於材料攪拌後靜置5分鐘，發現材料基本上已經沉底，只需要傾倒即可以將絕大部分(> 85%甚至90%以上)的海水作為上層清液倒出，速度很快。因此建議實際生產中採用水池平衡吸附脫鈣、靜置沉澱(降)材料，然後開閥放出澄清液，沉積在底部的材料及少部分海水Γ10%)進入離心機分離。綜上，可見本離心機平衡吸附海水脫鈣的處理方法可應用於以下幾方面I、本離 心機平衡吸附海水脫鈣的處理方法可以應用在蒸餾法海水淡化與脫鈣處理中。2、本離心機平衡吸附海水脫鈣的處理方法可以應用在常量或微量元素的富集，特別是滷水、苦鹹水中的常量或微量元素。
權利要求
1.一種離心機平衡吸附海水脫鈣的處理方法，其特徵在於具體步驟如下 ⑴將吸附材料與水混合，調成漿體； ⑵將步驟⑴中的漿體靜置時間為4-6分鐘，沉澱材料，然後傾倒上層清水，得下層材料，為水混合物； ⑶將水混合物由泵控制進料速度為O. 6 1 m3/h進入離心機中，離心後，所得濾液即為脫鈣海水。
2.根據權利要求I所述的離心機平衡吸附海水脫鈣的處理方法，其特徵在於所述步驟⑴中的離子交換材料為非晶態無機離子交換材料。
3.根據權利要求I所述的離心機平衡吸附海水脫鈣的處理方法，其特徵在於所述步驟⑴中的吸附材料與水的質量比為1:2-3。
4.根據權利要求I所述的離心機平衡吸附海水脫鈣的處理方法，其特徵在於所述步驟⑵中漿體靜置時間為5分鐘。
5.根據權利要求I所述的離心機平衡吸附海水脫鈣的處理方法，其特徵在於所述步驟⑶中進料速度為O. 8 m3/h。
6.如權利要求1-5任一項所述的離心機平衡吸附海水脫鈣的處理方法在蒸餾法海水淡化與脫鈣處理中的應用。
7.如權利要求1-5任一項所述的離心機平衡吸附海水脫鈣的處理方法在常量或微量元素的富集，或重金屬汙染水體的治理方面的應用。
8.根據權利要求7所述的離心機平衡吸附海水脫鈣的處理方法在常量或微量元素的富集，或重金屬汙染水體的治理方面的應用，其特徵在於所述的常量或微量元素為滷水、苦鹹水中的常量或微量元素。
全文摘要
本發明涉及一種離心機平衡吸附海水脫鈣的處理方法，具體步驟如下⑴將吸附材料與水混合，調成漿體；⑵將步驟⑴中的漿體靜置時間為4-6分鐘，沉澱材料，然後傾倒上層清水，得下層材料，為水混合物；⑶將水混合物由泵控制進料速度為0.6~1 m3/h進入離心機中，離心後，所得濾液即為脫鈣海水。本發明海水脫鈣的方法方法簡單，該方法中的離子交換容量大於2 mol Ca2+/kg，而且0.3 s即可達到吸附平衡，大大縮短了海水脫鈣的時間，節約了企業的生產成本；該方法中所使用的吸附材料為非晶態無機離子交換材料，該吸附材料在0℃~250℃的條件下均可使用，使得該方法操作方便，提高了生產效率。
文檔編號C02F9/04GK102942272SQ20121053027
公開日2013年2月27日 申請日期2012年12月10日 優先權日2012年12月10日
發明者羅堅, 於雪琴, 陳明玉, 蔣凱亮 申請人:天津濱環化學工程技術研究院有限公司