[發明專利]熱法海水淡化的預處理方法

無效

• 申請號: 200810246963.4
• 申請日: 2008-12-29
• 公開（公告）號: CN101456641A
• 公開（公告）日: 2009-06-17
• 發明（設計）人: 常利峰;王光儒
• 申請（專利權）人: 中國第一重型機械集團公司;一重集團大連設計研究院
• 主分類號: C02F9/10
• 分類號: C02F9/10;C02F1/04;C02F103/08
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司
• 代理人: 安寶貴

技術領域

本發明涉及海水淡化，尤其涉及一種熱法海水淡化的預處理方法。

背景技術

水是人類生存和發展的基礎性和戰略性資源。地球上的水資源總量，淡水占2.5％，而海水占97.5％，故而海水淡化是當今解決淡水資源嚴重缺乏的重要措施之一。多級閃蒸和低溫多效蒸餾是其中最主要的海水淡化方法。結垢則是海水淡化生產中難以解決的實際問題之一：結垢使設備傳熱效率下降，堵塞管道，增加設備腐蝕，其所帶來的危害不一而足。在正常運行范圍內，最高鹽水溫度(TBT)越高，產生的蒸餾水就越多，同時，結垢也會更嚴重。水垢分為堿性垢(軟垢)和硫酸鈣垢(硬垢)兩類。阻止堿垢生成，常用酸法和藥劑法。硫酸鈣垢的形成受溫度和濃度的支配。溫度越高，濃度越大，結垢現象越嚴重。為了控制或避免在熱交換表面形成垢，最高鹽水溫度(TBT)和濃縮因子都受到限制：多級閃蒸最高鹽水溫度是110-120℃，濃縮因子1.5；低溫多效蒸餾最高鹽水溫度65-70℃，濃縮因子2。

發明內容

為了解決多級閃蒸和低溫多效蒸餾海水淡化中的結垢問題，進而提高產水效率，本發明提供了一種新型的熱法海水淡化的預處理方法。

本發明的技術解決方案是這樣實現的：

一種熱法海水淡化的預處理方法，包括進料海水粗篩、在蒸餾裝置的排熱段冷卻水蒸汽后，加酸、脫碳、脫氧，之后進入4A分子篩過濾器過濾，經過充分接觸，脫除Ca²⁺的過程。

所述的熱法海水淡化的預處理方法，經4A分子篩過濾器過濾后，4A分子篩與Ca²⁺發生離子交換而形成5A分子篩。

所述的4A分子篩過濾器包括過濾器和4A分子篩，過濾器以不銹鋼、有機玻璃、PVC等材質作外殼，4A分子篩作為填料。

分子篩的一個重要性能是可以進行離子交換。4A分子篩是NaA分子篩，用Ca²⁺交換4A分子篩中的Na⁺，形成5A分子篩，即CaA分子篩。用4A分子篩預處理裝置處理海水，海水中的Ca²⁺與4A分子篩進行離子交換，使海水中的Ca²⁺換為Na⁺，有效避免了蒸餾裝置中的結垢，使多級閃蒸海水淡化最高鹽水溫度由110-120℃提高到130℃以上，濃縮因子提高到2以上，并使單機產水量進一步增大；使低溫多效蒸餾海水淡化裝置最高鹽水溫度由65-70℃提高到80℃以上，濃縮因子提高到3以上，同樣，單機產水量也進一步提高。

同時，經4A分子篩過濾器過濾后，4A分子篩變為5A分子篩。5A分子篩也叫鈣A型分子篩，孔徑為0.5nm，能吸附小于該孔徑的任何分子，主要應用于正異構烷烴分離、制氫、制氧、制二氧化碳變壓吸附裝置，是變壓吸附行業中的精品，其價格甚至比4A分子篩更昂貴，將其應用于脫碳裝置中脫除CO₂或者其它應用中，諸如變壓吸附，空分制氧，其經濟效益巨大。

綜上所述，本發明的有益效果是不言而喻的：

首先，它極有效地解決了熱法海水淡化裝置中的結垢問題，減少了海水在熱法淡化預處理中結垢的危害，使最高鹽水溫度和濃縮因子可以進一步提高，從而進一步增大海水淡化的產水量，減少了用于淡化的原料海水的用量，一方面降低了能耗，從而降低了海水淡化的成本；另一方面降低了后續處理濃鹽水的成本，使海水淡化的經濟效益得到顯著提高。

同時，本發明所用的4A分子篩最終轉化成更具經濟價值和使用價值的5A分子篩，是變壓吸附行業中的精品，廣泛用于諸如變壓吸附、空分制氧等領域，從而既不造成污染，更在不追加投資的基礎上創造了更大的經濟效益，市場前景可觀。

具體實施方式

所述熱法海水淡化的預處理方法，包括如下步驟：進料海水先粗篩、在蒸餾裝置排熱段冷卻水蒸汽后，再經加酸、脫碳、脫氧，之后進入4A分子篩過濾器過濾，經過充分接觸，脫除Ca²⁺，預處理完成水進入蒸餾裝置的熱回收段。過濾器中的4A分子篩與Ca²⁺發生離子交換而形成5A分子篩。

該預處理系統中，采用2個4A分子篩過濾器交替工作。

該預處理系統中，4A分子篩過濾器由過濾器和填料4A分子篩構成。該過濾器不需要進行過濾器內清洗，如果過濾器沒有處理能力以后，直接將填料更換掉，更換下來的5A分子篩經過處理后直接應用于其他諸如變壓吸附，空分制氧等生產中。

以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明披露的技術范圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。