CN210796083U - 一种海淡一体化的低钠盐提取*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种海淡一体化的低钠盐提取***，包括：用于对天然海水进行反渗透处理的膜处理***；用于对来自于膜处理***的第一浓海水进行机械浓缩处理的结晶***；用于除去来自于膜处理***的第一浓海水中的硫酸镁的脱镁***；以及用于从来自于结晶***和脱镁***的第二浓海水中提取低钠盐的制盐***；其中，该脱镁***位于膜处理***和制盐***之间并与结晶***并联，该脱镁***包括彼此连接的用于过滤硫酸镁的纳滤***和用于析出硫酸镁的高温盐分离***。本实用新型通过膜处理***直接提供工业上使用的淡水，通过结晶***析出大颗粒纯盐，通过制盐***提供低钠盐，从而实现海淡一体化。
Description
技术领域
本实用新型涉及海水淡化，更具体地涉及一种海淡一体化的低钠盐提取***。
背景技术
随着我国经济的快速发展、人口的日益增多以及水环境状况日趋恶化，可用的淡水资源越来越紧缺。为了增加淡水供应总量，海水淡化技术作为实现水资源利用的开源增量技术，正在逐步推广。
现有的海水淡化***往往各部分相对独立。特别地，已知的海水淡化***的制盐***包括用于提取氯化钾、硫酸镁和低钠盐的混合物的三效蒸发***，其中，低钠盐和硫酸镁的混合状态往往难以控制，而且，从该混合物中除去硫酸镁一直是一个难题。另外，由于天然海水中含有大量的钙离子、碳酸根离子和硫酸根离子，其海水淡化***中很容易生成碳酸钙和硫酸钙沉淀而引起结垢的问题。为了解决该结垢的问题，已知的海水淡化***中需要加入阻垢剂，由此又带来了盐化工产品的质量不可控的问题。
实用新型内容
为了解决上述现有技术存在的无法从盐化工产品的混合物中除去硫酸镁等的问题，本实用新型旨在提供一种海淡一体化的低钠盐提取***。
本实用新型提供一种海淡一体化的低钠盐提取***，包括：用于对天然海水进行反渗透处理的膜处理***；用于对来自于膜处理***的第一浓海水进行机械浓缩处理的结晶***；用于除去来自于膜处理***的第一浓海水中的硫酸镁的脱镁***；以及用于从来自于结晶***和脱镁***的第二浓海水中提取低钠盐的制盐***；其中，该脱镁***位于膜处理***和制盐***之间并与结晶***并联，该脱镁***包括彼此连接的用于过滤硫酸镁的纳滤***和用于析出硫酸镁的高温盐分离***。
优选地，该纳滤***包括用于过滤硫酸镁的纳滤膜。
优选地，该膜处理***包括第一反渗透***、第二反渗透***和水软化***，该第一和第二反渗透***分别包括用于从天然海水中分离出淡水的反渗透膜，该水软化***位于第一反渗透***和第二反渗透***之间并包括用于从天然海水中去除钙并提取纳米级的碳酸钙的钠离子交换器。
优选地，该膜处理***还包括位于该第一反渗透***的上游的第一超滤***和位于该第二反渗透***的上游的第二超滤***，该水软化***位于第一反渗透***和第二超滤***之间，该第一超滤***和第二超滤***分别包括用于从天然海水中除去悬浮物的超滤过滤膜。
优选地，该结晶***为用于将大颗粒纯盐从第一浓海水中结晶分离出来并产生蒸馏水的蒸汽机械再压缩浓缩结晶***。
优选地，该蒸馏水经反渗透和连续电除盐***产生高纯水作为锅炉补给水。
优选地，该制盐***包括用于提取低钠盐的三效蒸发***。
优选地，该制盐***还包括用于提取溴化钠的盐化工产品的溴素***，该溴素***位于该三效蒸发***的下游。
优选地，该制盐***还包括用于提取氯化镁的盐化工产品的氯化镁结晶***，该氯化镁结晶***位于该溴素***的下游。
本实用新型的海淡一体化的低钠盐提取***，通过膜处理***直接提供工业上使用的淡水，通过结晶***析出大颗粒纯盐，通过制盐***提供低钠盐，从而实现海淡一体化。特别地，本实用新型的海淡一体化的低钠盐提取***的膜处理***还包括有脱镁***，其将硫酸镁从第二浓海水中去除，这也就是使进入制盐***的海水中仅含有微量的可混入低钠盐中的硫酸镁，由此确保可以直接从制盐***得到低钠盐。另外，本实用新型的海淡一体化的低钠盐提取***的膜处理***还包括有水软化***，其在结晶***的上游将钙优先除去以避免下游设备的结垢并保证盐化工产品的质量。
附图说明
图1是根据本实用新型的一个优选实施例的海淡一体化的低钠盐提取***的工作原理图。
具体实施方式
下面结合附图，给出本实用新型的较佳实施例，并予以详细描述。
如图1所示，根据本实用新型的一个优选实施例的海淡一体化的低钠盐提取***包括膜处理***1，结晶***2和制盐***3，其中，天然海水A进入膜处理***1进行反渗透处理以从天然海水A中分离出淡水B1，B2并提供第一浓海水C，该淡水B1，B2直接输送给用户进行使用，而第一浓海水C进入结晶***2进行机械浓缩处理使得大颗粒纯盐D直接结晶分离出来，同时从第一浓海水C中分离出蒸馏水F1并提供第二浓海水E，而第二浓海水E进入制盐***3进行制盐，分别得到包括低钠盐G1的盐化工产品。
在本实施例中，膜处理***1包括分别具有反渗透膜(RO)的第一反渗透***12和第二反渗透***15。通过反渗透膜(RO)分离出淡水B的操作无相变过程，因此能耗低，通过采用能量回收技术，可使每吨淡水B的电耗降到3.0度以下，并且其建设周期短，可模块化设计，装置规模灵活。特别地，本实用新型通过采用高回收反渗透膜，可以把海水的含盐量由32000mg/1降低至小于500mg/1，因此可以确保淡水B的品质。特别地，该第一反渗透***12和第二反渗透***15将水中的盐分提升至13.5Be°，以减轻下游结晶***2的能耗。
在本实施例中，膜处理***1包括用于除去天然海水A中的悬浮物Y的第一超滤***11和第二超滤***14，其中，第一超滤***11位于第一反渗透***12的上游，第二超滤***14位于第二反渗透***15的上游，从而确保进入下游的反渗透***12，15的海水的淤塞密度指数(SDI)小于3，以保障下游的反渗透的顺利进行。具体地，第一超滤***11和第二超滤***14分别包括超滤过滤膜(UF)，其通常为PVC材质，其过滤孔的孔径在0.03-0.2μm之间，比目前知道的最小的细菌(0.3μm)还小，可彻底地筛分去除各种致病菌和细菌。因此，超滤过滤膜可以有效去除颗粒状物质，包括微生物等杂质。
特别地，膜处理***1还包括位于第一反渗透***12和第二超滤***14之间的水软化***13，其用于去除天然海水A中的钙并提取纳米级的硫酸钙X。考虑到天然海水A中含有大量的钙离子、碳酸根离子和硫酸根离子，其在后续的浓缩过程中很容易生成碳酸钙和硫酸钙沉淀而引起结垢的问题，本实用新型创新性地提出通过水软化***13优先去除钙来避免该结垢问题。特别地，通过优先去除钙，第二反渗透***15中就不需要加入阻垢剂，保证了后续制备得到的盐化工产品的质量。
具体地，水软化***13是一种钠离子交换器，利用钠型树脂将水中的钙离子置换出来，减少钙离子的含量，使水中不易形成碳酸盐垢和硫酸盐垢。该钠离子交换器可通过程序控制，实现离子交换和树脂再生过程的自动化。
在本实施例中，结晶***2利用蒸汽机械再压缩技术(MVR)对海水进行淡化处理，析出大颗粒纯盐D并产生蒸馏水F1。MVR是利用它自身产生的二次蒸汽的能量，以减少对外界能源需求的一项技术。特别地，该结晶***2将水中的盐分提升至25Be°，以减轻下游制盐***3的能耗。特别有利的是，该蒸馏水F1经反渗透和连续电除盐***产生高纯水作为锅炉补给水。
在本实施例中，制盐***3包括三效蒸发***31，其包括相互串联的三组蒸发器、冷凝器和盐分离器。第二浓海水E首先进入一效强制循环结晶蒸发器，结晶蒸发器配有循环泵，将海水打入蒸发换热室，在蒸发换热室内，外接蒸汽液化产生汽化潜热，对海水进行加热。由于蒸发换热室内压力较大，海水在蒸发换热室中，在高于正常液体沸点压力下加热至过热。加热后的液体进入结晶蒸发室后，海水的压力迅速下降导致部分海水闪蒸，或迅速沸腾。海水蒸发后的蒸汽进入二效强制循环结晶蒸发器作为动力蒸汽对二效蒸发器进行加热，未蒸发海水和盐分暂存在结晶蒸发室。一效、二效、三效强制循环蒸发器之间通过平衡管相通，在负压的作用下，海水由一效向二效、三效依次流动，海水不断地被蒸发，海水中盐的浓度越来越高，当海水中的盐分超过饱和状态时，盐就会不断地析出，进入蒸发结晶室下部的盐集室。吸盐泵不断将含盐的海水送至旋涡盐分离器，在旋涡盐分离器内，固态的盐被分离进入储盐池，分离后的海水进入二效强制循环蒸发器加热，整个过程周而复始，实现盐与水的分离，从而运用三效蒸发兑卤法提取低钠盐G1，同时产生蒸馏水F2。特别有利的是，该蒸馏水F2经反渗透和连续电除盐***产生高纯水作为锅炉补给水。
在本实施例中，制盐***3还包括位于三效蒸发***31下游的溴素***32，其用于通入氯气氧化溴化物，然后用空气把生成的溴吹出，与氢氧化钠反应提取溴化钠G2。
在本实施例中，制盐***3还包括位于溴素***32下游的氯化镁结晶***32，其用于通过低温蒸馏结晶提取氯化镁G3。
特别地，根据本实用新型的一个优选实施例的海淡一体化的低钠盐提取***还包括用于除去第一浓海水C中的硫酸镁Z的脱镁***4，该脱镁***4位于膜处理***1和制盐***3之间并与结晶***2并联。具体地，该脱镁***4包括彼此连接的纳滤***41和高温盐分离***42。第一浓海水C中的硫酸镁在纳滤***41中被过滤并将海水分成低含量硫酸镁苦卤C1和高含量硫酸镁苦卤C2，其中，低含量硫酸镁苦卤C1回到结晶***2，而高含量硫酸镁苦卤C1进入高温盐分离***42，使得硫酸镁Z被分离出去，剩余的苦卤C3混入第二浓海水E以进入下游的制盐***3。
具体地，纳滤***41包括用于分离硫酸镁的纳滤膜。该纳滤膜是介于超滤与反渗透之间的一种膜，其截留分子量在80-1000的范围内，孔径为几纳米，具有过滤精度高、参数控制准确、设计验证严密、处理效果稳定等优点。
具体地，高温盐分离***42采用锥兰离心机两步法，第一步先用粗筛网将高温盐浆中的大部分氯化钠去除，得到粗镁乳；第二步用细筛网将粗镁乳中的部分氯化钠去除，得到镁乳；然后将镁乳滤干后得湿一水硫酸镁，循环液去稀释高温盐，湿一水硫酸镁通过蒸馏得到硫酸镁Z和蒸馏水F3。特别有利的是，该蒸馏水F3经反渗透和连续电除盐***产生高纯水作为锅炉补给水。
显然，根据本实用新型的海淡一体化的低钠盐提取***，通过膜处理***1直接提供工业上使用的淡水B，通过结晶***2析出大颗粒纯盐D，通过制盐***3提供包括低钠盐G1、溴化钠G2和氯化镁G3的盐化工产品，从而实现海淡一体化。特别地，本实用新型的海淡一体化的低钠盐提取***的膜处理***还包括有脱镁***4，其将硫酸镁Z从第二浓海水中去除，这也就是使进入制盐***3的海水中仅含有微量的可混入低钠盐中的硫酸镁，由此确保可以直接从制盐***3得到低钠盐G1。另外，本实用新型的海淡一体化的低钠盐提取***的膜处理***还包括有水软化***13，其在结晶***2的上游将钙优先除去以避免下游设备的结垢并保证盐化工产品的质量。
以上所述的，仅为本实用新型的较佳实施例，并非用以限定本实用新型的范围，本实用新型的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本实用新型申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本实用新型专利的权利要求保护范围。本实用新型未详尽描述的均为常规技术内容。
Claims (9)
1.一种海淡一体化的低钠盐提取***，其特征在于，该低钠盐提取***包括：
用于对天然海水进行反渗透处理的膜处理***；
用于对来自于膜处理***的第一浓海水进行机械浓缩处理的结晶***；
用于除去来自于膜处理***的第一浓海水中的硫酸镁的脱镁***；以及
用于从来自于结晶***和脱镁***的第二浓海水中提取低钠盐的制盐***；
其中，该脱镁***位于膜处理***和制盐***之间并与结晶***并联，该脱镁***包括彼此连接的用于过滤硫酸镁的纳滤***和用于析出硫酸镁的高温盐分离***。
2.根据权利要求1所述的低钠盐提取***，其特征在于，该纳滤***包括用于过滤硫酸镁的纳滤膜。
3.根据权利要求1所述的低钠盐提取***，其特征在于，该膜处理***包括第一反渗透***、第二反渗透***和水软化***，该第一和第二反渗透***分别包括用于从天然海水中分离出淡水的反渗透膜，该水软化***位于第一反渗透***和第二反渗透***之间并包括用于从天然海水中去除钙并提取纳米级的碳酸钙的钠离子交换器。
4.根据权利要求3所述的低钠盐提取***，其特征在于，该膜处理***还包括位于该第一反渗透***的上游的第一超滤***和位于该第二反渗透***的上游的第二超滤***，该水软化***位于第一反渗透***和第二超滤***之间，该第一超滤***和第二超滤***分别包括用于从天然海水中除去悬浮物的超滤过滤膜。
5.根据权利要求1所述的低钠盐提取***，其特征在于，该结晶***为用于将大颗粒纯盐从第一浓海水中结晶分离出来并产生蒸馏水的蒸汽机械再压缩浓缩结晶***。
6.根据权利要求5所述的低钠盐提取***，其特征在于，该蒸馏水经反渗透和连续电除盐***产生高纯水作为锅炉补给水。
7.根据权利要求1所述的低钠盐提取***，其特征在于，该制盐***包括用于提取低钠盐的三效蒸发***。
8.根据权利要求7所述的低钠盐提取***，其特征在于，该制盐***还包括用于提取溴化钠的盐化工产品的溴素***，该溴素***位于该三效蒸发***的下游。
9.根据权利要求8所述的低钠盐提取***，其特征在于，该制盐***还包括用于提取氯化镁的盐化工产品的氯化镁结晶***，该氯化镁结晶***位于该溴素***的下游。
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