[發(fā)明專(zhuān)利]用于逆滲透膜預(yù)處理的二氧化硅去除劑

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010896874.5
• 申請(qǐng)日: 2020-08-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114105269A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金寧;韓靈鳳;于春波
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 埃科萊布美國(guó)股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C02F1/52
• 分類(lèi)號(hào): C02F1/52;C02F1/56;C02F9/04;C02F101/10
• 代理公司: 北京世峰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11713
• 代理人: 康健;王思琪

提供一種減少水性系統(tǒng)中二氧化硅污垢的方法。所述方法包括將包括三價(jià)鐵鹽和鎂鹽的組合物添加到水性介質(zhì)中，以在所述水性介質(zhì)中沉淀二氧化硅并且形成沉淀的二氧化硅。所述方法還包括從所述水性介質(zhì)中去除所述沉淀的二氧化硅的至少一部分，以形成水性上清液。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般涉及從水性介質(zhì)中去除二氧化硅。更具體地，本發(fā)明涉及一種用于去除水性介質(zhì)中的二氧化硅的包括三價(jià)鐵鹽和鎂鹽的組合物。

背景技術(shù)

在世界許多地方，當(dāng)工業(yè)用水含有大量的二氧化硅時(shí)，無(wú)定形二氧化硅水垢引起顯著的污垢問(wèn)題。通常，大量的二氧化硅意味著工業(yè)用水含有至少5ppm和至多約500ppm的溶解二氧化硅，并且可能含有更大量的呈溶解的、膠體或粒子形式的二氧化硅。

在工業(yè)應(yīng)用中，如在冷卻、鍋爐、地?zé)帷⒛鏉B透和造紙中，二氧化硅的溶解度不利地限制水的有效使用。具體地說(shuō)，水處理操作受到限制，因?yàn)楫?dāng)在處理期間濃縮礦物時(shí)，二氧化硅的溶解度可超過(guò)約150ppm。此過(guò)量會(huì)導(dǎo)致無(wú)定形二氧化硅和硅酸鹽的沉淀和沉積，從而導(dǎo)致設(shè)備效率的損失。此外，二氧化硅在水處理設(shè)備(如鍋爐、冷卻和凈化系統(tǒng))的內(nèi)表面上的積聚減少通過(guò)熱交換管和膜的熱傳遞和流體流動(dòng)。

一旦在水處理設(shè)備上形成二氧化硅水垢，去除這類(lèi)水垢就是非常困難和昂貴的。因此，使用高含量二氧化硅的水，冷卻和逆滲透系統(tǒng)典型地在低的水利用效率下操作，以確保不超過(guò)二氧化硅的溶解度。然而，在這些條件下，逆滲透系統(tǒng)必須限制其純水回收率，并且冷卻系統(tǒng)必須限制水的再循環(huán)。在兩種情況下，水的排放體積為很大的。

多年來(lái)已采用各種添加劑來(lái)抑制二氧化硅沉積。用于工業(yè)冷卻系統(tǒng)中的二氧化硅水垢控制的當(dāng)前技術(shù)涉及使用膠體二氧化硅分散劑或二氧化硅聚合抑制劑。與常見(jiàn)的水垢/沉積物(如碳酸鈣和磷酸鈣)不同，如果二氧化硅的濃度顯著高于過(guò)飽和水平，那么二氧化硅的聚合僅可減慢并且不可完全停止。因此，對(duì)于二氧化硅分散劑/防垢劑存在某些限制。最高容許的溶解二氧化硅水平典型地為大約200-400ppm。

二氧化硅污垢通常為高回收率逆滲透系統(tǒng)的主要瓶頸。對(duì)于零液體排放(ZLD)或接近ZLD的工藝，二氧化硅濃度可達(dá)到顯著高于分散劑/防垢劑限值的水平。被二氧化硅嚴(yán)重污染的膜很難清洗，并且?guī)缀醪豢赡芡耆厥铡Ｒ虼耍ǔ１匦杞档湍ち魅胛镏械亩趸铦舛取?/p>

發(fā)明內(nèi)容

提供減少水性系統(tǒng)中二氧化硅污垢的方法。方法包括將包含三價(jià)鐵鹽和鎂鹽的組合物添加到水性介質(zhì)中，以在水性介質(zhì)中沉淀二氧化硅并且形成沉淀的二氧化硅。方法還包括從水性介質(zhì)中去除沉淀的二氧化硅的至少一部分，以形成水性上清液。

在一些方面，三價(jià)鐵鹽為氯化鐵、氯化鐵水合物、聚氯化鐵、硫酸鐵、聚硫酸鐵或其組合。

在一些方面，鎂鹽為氧化鎂、氯化鎂、六水合氯化鎂、硫酸鎂、一水合硫酸鎂、七水合硫酸鎂、碳酸鎂或其組合。

在一些方面，鎂鹽為無(wú)水鎂鹽。

在一些方面，鎂鹽為氯化鎂并且三價(jià)鐵鹽為氯化鐵。

在一些方面，鎂鹽為硫酸鎂并且三價(jià)鐵鹽為聚硫酸鐵。

在一些方面，在添加到水性介質(zhì)中之前，組合物通過(guò)將三價(jià)鐵鹽和鎂鹽混合來(lái)制備。

在一些方面，將組合物以在約10ppm至約2,000ppm的范圍內(nèi)的量添加到水性介質(zhì)中。

在一些方面，方法包括將基于聚丙烯酰胺的絮凝劑添加到水性介質(zhì)中。

在一些方面，基于聚丙烯酰胺的絮凝劑以約0.05ppm至約5ppm的量添加。

在一些方面，水性介質(zhì)的pH為約9.5至約12.5。

在一些方面，方法包括將鋁化合物添加到水性介質(zhì)中。

在一些方面，方法包括將水性上清液進(jìn)料到過(guò)濾系統(tǒng)中，隨后進(jìn)料到逆滲透系統(tǒng)中。