CN111320249A

CN111320249A - 一种海水淡化矿化汽水混合装置

Info

Publication number: CN111320249A
Application number: CN202010144324.8A
Authority: CN
Inventors: 苏战华; 苏仲民; 王晓强; 马俊; 吝吉芳
Original assignee: Liaoning Lavender Environmental Engineering Co ltd
Current assignee: Liaoning Lavender Environmental Engineering Co ltd
Priority date: 2020-03-04
Filing date: 2020-03-04
Publication date: 2020-06-23

Abstract

本发明公开了一种海水淡化矿化汽水混合装置，包括进水总成、汽水混合器组、盲板卡箍、气体质量控制器、排气阀、出水调节阀和配电柜；所述进水总成和汽水混合器组均设有两组，两组进水总成并连导通后与并连导通的两组汽水混合器组的进水端串连导通，所述气体质量控制器通过进气管路导通连接于外部气源和两组汽水混合器组的进气端之间；两组汽水混合器组的出水端设有出水调节阀；所述进水总成均包括依次连通的总进水阀、提升泵、压力表和进水调节阀。本发明实现不同的环境下均可以使二氧化碳充分溶于水中，特别适合以双级反渗透为主工艺的海水淡化***的后矿化***中，该装置具有处理效果好、溶解二氧化碳含量稳定、自动化程度高等特点。

Description

一种海水淡化矿化汽水混合装置

技术领域

本发明涉海水淡化设备领域，具体涉及一种海水淡化矿化汽水混合装置。

背景技术

全球水量中，97％是海水，余下3％的淡水又绝大部分冻结在极地、高山的冰雪之中，只有大约0.007％的淡水存在于江、河、湖泊、水库和浅地层中是人类可以享用的。因此，海水淡化是人类解决淡水缺乏的必然途径。

自20世纪50年代以来海水淡化发展很快，至目前达到工业化规模生产应用的技术方面主要有蒸馏法、电渗析法和反渗透法；而反渗透法适应性宽，无论大、中、小规模，还是海水或苦咸水都适用，是近20年发展最快的海水淡化技术。

反渗透法使用一种半透膜，这种半透膜能够只让淡水通过而不让盐分通过。如果用半透膜隔开咸水和淡水，不施加压力，淡水就自动地往咸水那边渗透；若对海水施加一定的压力，海水中的淡水就可透过半透膜往淡水那边渗透，故称反渗透。反渗透法是一种压力驱动的分离技术，淡化过程中没有相变，是当今世界最先进、最节能有效的淡化技术，美洲、欧洲和亚洲的大中型海水淡化厂均以反渗透为首选，在海湾国家也有相当规模的应用。

淡化水通常呈弱酸性，碱度和硬度偏低，一般都小于10mg/L(以CaCO₃计)，直接进入在市政供水管网，常常会出现“黄水”现象。要使得淡化水能够进入市政供水管网，则必须对其进行相应的后处理，提高化学稳定性。

对淡化水进行矿化处理即通过一定的方法来增加淡水中的离子含量，一般来讲，主要是增加淡化水的硬度、碱度。矿化的方法大致分为三类：一是直接投加药剂法；二是与其他水源掺混；三是溶解矿石法。

溶解矿石法，即向淡化水中鼓入一定量的二氧化碳气体，酸化后的淡水通过装填有主要成分为碳酸钙的矿石的矿化罐或矿化池。

CaCO₃+CO₂+H₂O→Ca(HCO₃)₂ (1-1)。

对碳酸钙的溶解机理如下，总反应式(1-1)分解为(1-2)所示的三个反应。在强酸和二氧化碳同时存在的水体中，碳酸钙的溶解速率是pH和二氧化碳分压的函数。

(1)在pH＜4的情况下，溶解速率跟二氧化碳分压无关，跟水体的pH呈负相关的线性关系。此时碳酸钙的溶解过程如式(1-2)的第一个公式所示。此区域的反应速率非常快，H⁺能在短时间内将方解石中的钙离子置换出来。

(2)在pH＞7的情况下，溶解速率跟pH无关，由二氧化碳分压决定。此时碳酸钙的溶解过程如式(1-2)的第二个公式所示。反应速率跟二氧化碳的分压呈正相关关系，碳酸钙从固相向液相传质成为其溶解过程的限制性因素。

(3)当pH介于二者之间时，溶解速率由pH、二氧化碳分压共同来决定。碳酸钙的溶解过程如式(1-2)所示。H⁺能很快的被消耗掉，由于水中存在大量的碳酸，其缓冲能力又会对消耗的H⁺形成补充，实际上该区域大部分消耗的还是二氧化碳。

二氧化碳溶解碳酸钙与其他方法相比，碳酸钙的来源更广泛也更便宜，并且碳酸钙的性质很稳定便于存放管理。与硫酸溶解碳酸钙相比，二氧化碳溶解碳酸钙出水能获得更好的化学稳定性，并且出水不含其它外源离子。因此，目前急需一种能高效溶解碳酸钙的自动化设备。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种海水淡化矿化汽水混合装置，以提高二氧化碳的溶解效果以及提高溶解后的不稳定，同时提高设备的自动化程度。

本发明提供了一种海水淡化矿化汽水混合装置，包括进水总成、汽水混合器组、盲板卡箍、气体质量控制器、排气阀、出水调节阀和配电柜；

所述进水总成和汽水混合器组均设有两组，两组进水总成并连导通后与并连导通的两组汽水混合器组的进水端串连导通，所述气体质量控制器通过进气管路导通连接于外部气源和两组汽水混合器组的进气端之间；两组汽水混合器组的出水端设有出水调节阀；

所述进水总成均包括依次连通的总进水阀、提升泵、压力表和进水调节阀，所述配电柜分别与所述提升泵、压力表、进水调节阀、气体质量控制器、排气阀和出水调节阀导电连接。

本发明的有益效果体现在：

两组进水总成均设有提升泵，而两个提升泵并联，采用变频设计，可根据不同情况调节过滤水压；而两个进水调节阀用于调节汽水混合器组前的流量；气体质量控制器能够精确计量从外部气源排出气态二氧化碳的质量。本设备通过配电柜控制进水量和二氧化碳的进气量，再通过提升泵调节过滤水压，整个过滤过程均由配电柜根据设定的程序自动完成，大大提高了自动化程度。本设备专门用于二氧化碳的溶解，溶解效果好以及溶解后状态稳定，有利于后续工序的顺利进行。

优选地，所述汽水混合器均包括不锈钢外壳以及安装于不锈钢外壳内部的不锈钢滤芯，不锈钢滤芯的材料为316L并且过滤精度为50μm。

每个汽水混合器均通过盲板卡箍进行固定连接，不锈钢滤芯使用外压设计，过滤精度50μm的不锈钢外压滤芯能够在运行水压3～5Bar时使二氧化碳和水达到充分混合，压力损失能够控制在0.5Bar，可以确保混合后的水压进入下一个环节仍然保持有一定压力。

优选地，还包括支架，所述汽水混合器均通过盲板卡箍安装于所述支架。

优选地，所述进气管路设有排气阀。

优选地，所述配电柜的内部设有PLC控制器以及配电柜的外部设有触摸屏。

通过触摸屏设置水压、流量等各个工作参数，有PLC控制器根据设定的参数控制本设备的自动运行，PLC控制器工作稳定，控制方式简单，效率高。

优选地，每组汽水混合器组的均包括四个汽水混合器，四个汽水混合器通过节流阀形成串连导通的结构。

优选地，每组汽水混合器组的均包括四个汽水混合器，四个汽水混合器通过节流阀形成并连导通的结构。

优选地，每组汽水混合器组的均包括四个汽水混合器，四个汽水混合器通过节流阀形成混连导通的结构。

优选地，每组所述汽水混合器组的其中两个汽水混合器并连导通后与另外两个并连导通的汽水混合器串连导通，进而形成所述混连导通的结构。

本设备用于不同的***，根据不同***的水量、环境、压力、温度、pH等参数，相应地使用串连导通、并连导通或者混连导通的结构，以使混合效率达到最大化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实施例的工作流程图；

图2为本实施例的结构示意图；

图3为图2的俯视图；

图4为本实施例中每组汽水混合器组的四个汽水混合器的并连导通结构；

图5为本实施例中每组汽水混合器组的四个汽水混合器的串连导通结构；

图6为本实施例中每组汽水混合器组的四个汽水混合器的混连导通结构。

附图中，总进水阀1、提升泵2、压力表3、进水调节阀4、汽化器外壳5、盲板卡箍6、气体质量控制器7、排气阀8、出水调节阀9、不锈钢滤芯10、配电柜11、汽水混合器12、支架13、进气管路14。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

如图1至图3所示，本实施例提供了一种海水淡化矿化汽水混合装置，包括进水总成、汽水混合器组12、盲板卡箍6、气体质量控制器7、排气阀8、出水调节阀9和配电柜11。而所述进水总成和汽水混合器组12均设有两组，两组进水总成并连导通后与并连导通的两组汽水混合器组12的进水端串连导通。

其中进水总成的具体结构如下：

进水总成均包括依次连通的总进水阀1、提升泵2、压力表3和进水调节阀4，两组进水总成均设有提升泵2，而两个提升泵2并联，采用变频设计，可根据不同情况调节过滤水压；而两个进水调节阀4用于调节汽水混合器组12前的流量。海水淡化***二级反渗透产水中的10％～20％与二氧化碳气体进行混合，剩余80％～90％水通过旁路管线与充入二氧化碳气体的酸化水进行混合。总进水阀11用于控制海水淡化双级反渗透进水流量调节。

汽水混合器组12的具体结构如下：

如图4至图6所示，每组汽水混合器组12的均包括四个汽水混合器12，四个汽水混合器12通过节流阀形成串连导通、并连导通或者混连导通的结构。其中混连导通的具体连接方式为：每组所述汽水混合器组12的其中两个汽水混合器12并连导通后与另外两个并连导通的汽水混合器12串连导通，进而形成所述混连导通的结构。本设备用于不同的***，根据不同***的水量、环境、压力、温度、pH等参数，相应地使用串连导通、并连导通或者混连导通的结构，以使混合效率达到最大化。本实施例还包括支架13，所述汽水混合器12均通过盲板卡箍6安装于所述支架13。

本实施例中的气体质量控制器7通过进气管路14导通连接于外部气源和两组汽水混合器组12的进气端之间，两组汽水混合器组12的出水端设有出水调节阀9。而汽水混合器12的具体结构如下：汽水混合器12均包括不锈钢外壳以及安装于不锈钢外壳内部的不锈钢滤芯10，不锈钢滤芯10的材料为316L并且过滤精度为50μm。每个汽水混合器12均通过盲板卡箍6进行固定连接，不锈钢滤芯10使用外压设计，过滤精度50μm的不锈钢外压滤芯能够在运行水压3～5Bar时使二氧化碳和水达到充分混合，压力损失能够控制在0.5Bar，可以确保混合后的水压进入下一个环节仍然保持有一定压力。

其中进气管路14设有两个排气阀8和一个压力表3，所述配电柜11的内部设有PLC控制器以及配电柜11的外部设有触摸屏。配电柜11即PLC控制器分别与所述提升泵2、压力表3、进水调节阀4、气体质量控制器7、节流阀、排气阀8和出水调节阀9导电连接。通过触摸屏设置水压、流量等各个工作参数，有PLC控制器根据设定的参数控制本设备的自动运行，PLC控制器工作稳定，控制方式简单，效率高。本设备可根据来水不同的水量、压力、温度、pH值随意配置多支汽水混合器12，实现不同的环境下均可以使二氧化碳充分溶于水中，特别适合以双级反渗透为主工艺的海水淡化***的后矿化***中，具有处理效果好、溶解二氧化碳含量稳定、自动化程度高等特点。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims

1.一种海水淡化矿化汽水混合装置，其特征在于：包括进水总成、汽水混合器组、盲板卡箍、气体质量控制器、排气阀、出水调节阀和配电柜；

2.根据权利要求1所述的一种海水淡化矿化汽水混合装置，其特征在于：所述汽水混合器均包括不锈钢外壳以及安装于不锈钢外壳内部的不锈钢滤芯，不锈钢滤芯的材料为316L并且过滤精度为50μm。

3.根据权利要求1所述的一种海水淡化矿化汽水混合装置，其特征在于：还包括支架，所述汽水混合器均通过盲板卡箍安装于所述支架。

4.根据权利要求1所述的一种海水淡化矿化汽水混合装置，其特征在于：所述进气管路设有排气阀。

5.根据权利要求1所述的一种海水淡化矿化汽水混合装置，其特征在于：所述配电柜的内部设有PLC控制器以及配电柜的外部设有触摸屏。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种海水淡化矿化汽水混合装置，其特征在于：每组汽水混合器组的均包括四个汽水混合器，四个汽水混合器通过节流阀形成串连导通的结构。

7.根据权利要求1-5任一项所述的一种海水淡化矿化汽水混合装置，其特征在于：每组汽水混合器组的均包括四个汽水混合器，四个汽水混合器通过节流阀形成并连导通的结构。

8.根据权利要求1-5任一项所述的一种海水淡化矿化汽水混合装置，其特征在于：每组汽水混合器组的均包括四个汽水混合器，四个汽水混合器通过节流阀形成混连导通的结构。

9.根据权利要求8所述的一种海水淡化矿化汽水混合装置，其特征在于：每组所述汽水混合器组的其中两个汽水混合器并连导通后与另外两个并连导通的汽水混合器串连导通，进而形成所述混连导通的结构。