CN1778718A - 海水单脱钙软化的处理方法 - Google Patents
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Abstract
海水单脱钙软化的处理方法,取0.1%以上的难溶性钙盐为诱导晶种,以相应的钠盐为沉淀剂,在常温至沸点范围内任一温度条件下,进行诱导结晶,诱导结晶在反应器中进行,诱导结晶处理后的软化海水校正pH≤7.5。本方案取难溶性钙盐(例如CaCO3、CaSO3、CaC2O4、CaF2、Ca3 (PO4) 2等)为诱导晶种,并以对应的钠盐(如Na2CO3、Na2SO3、Na2C2O4、NaF、Na3PO4等)为沉淀剂,并可常温,也可加温直至沸点温度条件下进行诱导结晶,诱导结晶反应结果以碳酸钙为例:CaCl2+Na2CO3→CaCO3↓+2NaClCaSO4+Na2CO3→CaCO3↓+Na2SO4加入的碳酸钠转变为氯化钠,海水残钙Ca++≤40mg/L。
Description
技术领域
本发明涉及海水单脱钙软化的处理方法,属于海水淡化预处理技术领域。
背景技术
由于淡水资源的缺少,人们不懈地从事着海水淡化的研究。目前各种海水淡化的方法,真正得以实用的主要有两类,一类是蒸馏法,另一类是膜处理法。现两类方法淡化海水,除了设备防腐和成本等问题之外,都在排放着大量的浓缩海水,这种带有添加剂的温热浓海水,已经给局部海域造成污染。目前蒸馏法淡化其海水的利用率只有50%,膜处理法约为67%左右,原因是海水中较高含量的Ca++、Mg++及SO4 --使海水具有很高的硬度,造成海水在淡化浓缩过程中严重的结垢现象。如果要处理海水中的Ca++、Mg++、SO4 --,已有技术成本高,可操作性差,无法接受。
发明内容
本发明的目的是提供一种海水单脱钙软化的预处理方法,有利于海水的极度浓缩,从而得到淡水、工业盐、苦卤和有用钙盐,而排放为零的海水单脱钙软化技术。
本发明海水单脱钙软化处理方法的技术方案是:取0.1%以上的难溶性钙盐为诱导晶种,以对应的钠盐为沉淀剂,在常温至沸点范围内的任一温度条件下,进行诱导结晶,诱导结晶在反应器中进行,诱导结晶处理后的软化海水其Ca++可降至40mg/L,在PH≤7.5时可进行极度浓缩而不结垢。本处理方法取难溶性钙盐(例如CaCO3、CaSO3、CaC2O4、CaF2、Ca3(PO4)2等)为诱导晶种,并以相对的钠盐(例如Na2CO3、Na2SO3、Na2C2O4、NaF、Na3PO4等)为沉淀剂,并且可以常温,也可以加温的条件下进行诱导结晶,诱导结晶的反应结果,以碳酸钙为例:
所以从总的反应结果来看,加入的Na2CO3都将转变为氯化钠,水溶液的PH值保持原状,稍稍过量加入的Na2CO3反应后产生MgCO3·Mg(OH)2而转化为氯化钠,若正常海水的PH值在7.5-8.4间,则反应后软化海水的PH值在7.5-8.6之间。故调节PH值至≤7.5时(6.5~7.5)耗用盐酸量微乎其微。处理后的海水残余钙含量(Ca++计)≤40mg/L。在PH≤7.5范围内可以进行极度浓缩而不结垢,从而使海水的利用率几乎100%,用于海水淡化则完全实现零排放。无论是海水淡化(蒸馏法)或盐制,其所得之工业盐价值便足以抵消所有成本,而作为淡水,其成本已为零。
用于膜法的海水预处理,同样可避免结垢现象。
附图说明
图1是本发明海水单脱钙软化的常温水池式诱导结晶装置示意图;
图2是本发明海水单脱钙软化的高温(罐式)反应装置示意图。
具体实施方式
本发明公开了海水单脱钙软化的处理方法,其特征在于:取0.1%以上的难溶性钙盐为诱导晶种,以对应的钠盐为沉淀剂,在常温至沸点范围内的任一温度条件下,进行诱导结晶,诱导结晶在反应器中进行,诱导结晶处理后的软化海水校正PH≤7.5。其所述的难溶性钙盐是:CaCO3、CaSO3、CaC2O4、CaF2、Ca3(PO4)2等,其所述的对应钠盐沉淀剂分别是:Na2CO3、Na2SO3、Na2C2O4、NaF、Na3PO4等。其所述的反应器是水池式诱导结晶或者罐式诱导结晶反应装置。其水池式诱导结晶操作法:水池中预存海水量0.1%以上的诱导晶种,将常温海水灌入诱导结晶水池,然后在水池中添加沉淀剂,使之混合,水池安有搅拌器8,间歇搅拌,在常温下反应2-3.5小时,再静置、澄清,取澄清液校正PH≤7.5。
以下结合图1说明常温水池式的一个特例。
海水12由泵1或高位水池引入诱导结晶池7中,池中预存海水总量0.1%以上的碳酸钙粉。在搅拌下加入海水所含Ca++总当量数1.5倍碳酸钠(以海水溶解成10%溶液投加)作为沉淀剂,由沉淀剂加料器9加入,然后间歇搅拌,使CaCO3保持悬浮状。在常温25℃时,自然反应3小时即可使海水中的Ca++由400mg/L降至40mg/L以下。然后停止搅拌静置5分钟左右,反应物即可澄清。随后开启滤液阀5打开放空阀4,澄清的脱钙海水即可以保证的质地通过过滤管6流入软化水贮槽2中,滤液流入时以切线入槽,使滤液旋转,此时由贮酸罐3滴加适量盐酸调节软化水的PH≤7.5(6.5~7.5),即可由泵1将软化水送入使用工序。
通过二次循环后,诱导结晶池中的CaCO3量就有定量增加,此时在反应完毕停搅拌的同时。打开连通蝶阀10使反应悬浊液进入定量分离池11中,然后在静置澄清时,分离池11中的沉淀CaCO3就移离反应器,澄清软化水滤除完毕,定量分离池11中的液位也降至最低限。然后重新关闭连通蝶阀10,进行下一轮循环,如此反复进行。
定量分离池中沉出的CaCO3可由人工取出(也可安装机械取料装置),经离心并用淡水淋洗合格后,经干燥作为产品销售,用于橡胶,涂料或塑料的填料。离心液及淋洗液并入软化水池。
其罐式诱导结晶分离装置操作法是:海水通过热交换器使之升到预定温度,然后进入保温状态的诱导结晶罐,罐中保存海水量0.1%以上的诱导晶种,从热海水入罐口旁加入沉淀剂,都以切线进液使自然混合或者搅拌混合,再通过反滤装置导出脱钙软化海水。
下面结合附图2举一个采用高温罐式反应装置的特例:
海水12经海水泵21送入换热器23中(换热器以蒸汽加热,冷凝水贮罐22用于离心机淋洗CaCO3用),加热后的海水以切线方向进入诱导结晶反应罐26,诱导结晶反应罐26中,预置罐容量0.1%以上的CaCO3作为诱导晶种,沉淀剂Na2CO3(以海水溶解成10%左右的溶液)由沉淀剂加料罐24定量加入诱导结晶反应罐26,同样以切线方向进入,这样可省掉搅拌器,仍然保持CaCO3的悬浮和混料的自动进行。反应物在诱导结晶反应罐26中的运动时间为6分钟,然后通过软化水过滤管25流出装置,流出的软化水经PH调节后(图中未标),送往使用工序。
当装置通过一定量海水后。诱导结晶反应罐26中的沉淀CaCO3增多,应定期打开反应罐26的低阀,使悬浊液进入定量分离罐27中,再通过冷却后由离心机28进行离心,并水洗,离心液及淋洗液并入软化水。淋洗合格的沉淀CaCO3,经干燥作为产品。
本装置可连续进行操作。
Claims (6)
1、海水单脱钙软化的处理方法,其特征在于:“取0.1%以上的难溶性钙盐为诱导晶种,以相应的钠盐为沉淀剂,在常温至沸点范围内的任一温度条件下,进行诱导结晶,诱导结晶在反应器中进行,诱导结晶处理后的软化海水校正PH≤7.5。
2、如权利要求1所述的海水单脱钙软化的处理方法,其特征在于所述的难溶性钙盐是:CaCO3、CaSO3、CaC2O4、CaF2、Ca3(PO4)2。
3、如权利要求1所述的海水单脱钙软化的处理方法,其特征在于所述的对应钠盐沉淀剂分别是:Na2CO3、Na2SO3、Na2C2O4、NaF、Na3PO4。
4、如权利要求1所述的海水单脱钙软化的处理方法,其特征在于所述的反应器是水池式诱导结晶或者罐式诱导结晶。
5、如权利要求4所述的海水单脱钙软化的处理方法,其特征在于水池式诱导结晶操作法:水池中预存海水量0.1%以上的诱导晶种,将常温海水灌入诱导结晶水池,然后在水池中添加沉淀剂,使之混合,水池按有搅拌器,间歇搅拌,在常温下反应2-3.5小时,再静置、澄清,取澄清液校正PH≤7.5。
6、如权利要求4所述的海水单脱钙软化的处理方法,其特征在于罐式诱导结晶操作法是:海水通过热交换器使之升到预定温度,然后进入保温状态的诱导结晶罐,罐中保存海水量0.1%以上的诱导晶种,从热海水入罐口旁加入沉淀剂,自然混合或者搅拌混合,再通过反滤装置导出脱钙软化海水。
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