專利名稱：一種海水淡化與化學資源綜合提取裝置及其提取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種海水淡化與化學資源綜合提取裝置及方法。
背景技術(shù)：
針對目前普遍存在的嚴重的淡水資源短缺的局面，人們越來越尋求將海 水作為獲取淡水的來源。目前實際應用的海水淡化方法主要有多級閃蒸
(MSF)、多效蒸發(fā)(ME)和反滲透法(R0)。 MSF和ME是在高溫高壓下操作， 能耗較高，反滲透也需要在高壓下操作，而且對原水的預處理要求較高，導 致運行費用依然較高。
采用多級閃蒸(MSF )、多效蒸發(fā)(ME )和反滲透法(R0 )進行海水淡化， 一般淡水收率為50%左右，需要有50。/。左右的濃海水排出。隨著人們環(huán)境保護 意識的增強，關(guān)于濃水排海對近海海域的生態(tài)環(huán)境污染與危害性問題也越來 越被重視，開始提出限制濃水排海。
目前海水制鹽仍主要采用日曬的方法，不僅占地面積大，而且受氣候影 響很大。
海水提鎂一般有兩種方法， 一是以石灰水作為沉淀劑，沉淀可得氫氧化 鎂，優(yōu)點是氧化鈣市場價格較低，反應液沉降速度快，缺點是氧化鈣質(zhì)量參 差不f,容易造成生成的氫氧化鎂雜質(zhì)含量高，用于制備阻燃級氫氧化鎂。 另一種方法是加入氫氧化鈉，所得氫氧化鎂產(chǎn)品純度高，有較好的工業(yè)價值 的強堿性，但由于氬氧化鈉與氯化鎂的反應速度快，易傾向于產(chǎn)生大量粒經(jīng) 極細的氬氧化鎂小顆粒，使整個溶液呈現(xiàn)膠體狀，造成過濾困難，同時氫氧 化鈉的價格也較高，致使成本增加。
溴是一種活潑的卣族元素，迄今尚未見含溴的固體礦產(chǎn)存在于自然界中， 而主要賦存于海洋、油氣田地下鹵水和鹽湖鹵水中。溴及溴產(chǎn)品在國民經(jīng)濟 中起著十分重要的作用，它多用于有機化工及無機化工的化合物制備。主要用 途有農(nóng)業(yè)上制備農(nóng)藥；在環(huán)保方面用于消毒劑配制、民用于處理劑制備；石 油工業(yè)汽油防爆劑的生產(chǎn)，其他還用于照相、醫(yī)藥等行業(yè)。隨著工業(yè)和科4支 的發(fā)展，世界各國對溴的需求量不斷增加?，F(xiàn)應用于生產(chǎn)的方法主要是空 氣吹出、沉淀、萃取、樹脂離子交換法等。在溴素生產(chǎn)中，用空氣吹脫法是一種傳統(tǒng)的方法?？諝鈴膫?cè)面送入并移向塔的中心部分，然后用安裝在塔上 部的通風機將空氣從塔的中心排出，此法操作簡單，可靠性高，但能耗高， 設備占地體積大。
膜蒸餾法是近年來發(fā)展起來的較新的一種分離方法。膜蒸餾(Membrane Distillation, MD)過程是在微孔疏水膜兩側(cè)的蒸汽壓差的驅(qū)動下，水蒸汽從 被加熱的原水一側(cè)穿過疏水膜后再被冷凝為液態(tài)的分離過程。與常規(guī)蒸餾 (Distillation)過程相比，MD的操作溫度低，無需將溶液加熱至沸騰，而 且蒸發(fā)面積大、蒸汽空間?。慌c其它壓力驅(qū)動的膜分離過程相比，MD的操作 壓力低，脫鹽率高，膜污染少。MD產(chǎn)水電導率可達^s/cm以下，出水水質(zhì)遠 高于SWR0。而且由于MD中的膜只作為汽-液相界面，因此受原水水質(zhì)影響較 小，給水預處理要求低。從操作條件上比較，SWR0膜孔徑和水分子相當，需 在高壓下(5. 0-7. OMPa)水分子才能透過膜，而MD用于海水淡化時，操作參 數(shù)適中，不需要反滲透裝置的那些高壓機械和耐壓結(jié)構(gòu)。膜蒸餾技術(shù)應用于 海水淡化的另外一個獨特的優(yōu)勢在于它不僅可以在膜的透過側(cè)產(chǎn)生純水，而 且在濃水側(cè)可以產(chǎn)生含鹽量很高甚至接近飽和的高度濃縮水。因此膜蒸餾法 海水淡化可作為一種新的海水淡化技術(shù)或現(xiàn)有海水淡化技術(shù)的有利補充。
因此，本發(fā)明設計了一種海水淡化與化學資源綜合提取裝置及方法，研 究新的水處理技術(shù)，降低投資和運行費用，提高水的利用率，減少污水排放， 可以取得顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，設計了 一種海水淡化與化學資 源綜合提取裝置及方法。
本發(fā)明提供一種海水淡化與化學資源綜合提取裝置，其特征在于，按照 連接順序包括原水沙濾罐101，原水通過石少濾罐101時，對原水進行預處理； 第一級膜蒸發(fā)濃縮裝置102，用于濃縮處理原水；第一級管道混合器103,用 于將經(jīng)過第一級膜蒸發(fā)濃縮裝置102的濃水與堿水混合；第一級膜化學反應 器104,用于提取濃水中的化學成分；第二級管道混合器105,用于混和濾清 液和堿堿液；第二級膜化學反應器106,用于分離水中的碳酸釣；第二級膜蒸 發(fā)濃縮裝置107，用于二次膜蒸發(fā)；第三級管道混合器108,用于混合濃水和 氯酸。
本發(fā)明的提取裝置還包括提溴裝置109，用于提取溴；結(jié)晶器110，用 于結(jié)晶溴；提鉀反應器lll，用于在苦鹵中提取鉀鹽。
6上述蒸發(fā)濃縮裝置102， 107的構(gòu)成包括循環(huán)水槽1;連接于水槽1 下部的循環(huán)泵2;連接在循環(huán)泵2出口的加熱器3;加熱器3的出口管接至多 個膜蒸發(fā)組件；其中多個膜蒸發(fā)組件4、 5、 6、 7的管程依次串接；上述膜蒸 發(fā)組件的蒸汽出口通過蒸汽出口管15連接至冷凝換熱器10、 11;上述膜蒸發(fā) 組件的出水口 25分成兩個支路， 一個支路返回連接至循環(huán)水槽1，另外一個 支路通過至第一級管道混合器103;膜蒸發(fā)組件的殼程出口串連起來，連接至 濾過液排放管14，處理后的淡水則通過濾過液排放管14排出。
上述冷凝換熱器IO、 11的出口連接至冷凝器氣液分離器12,氣液分離器 12用于分離蒸汽；氣液分離器12的蒸汽排出口連接至真空泵13，膜蒸發(fā)組 件4、 5、 6、 7殼程的蒸汽在真空泵13的作用下，集合于蒸汽排出管道15; 設置在真空泵出口的廢氣出口 24，用于排放廢氣。
上述冷凝換熱器至少包括一段冷凝器10、 二段冷凝器11兩段組成，兩 段冷凝換熱器串接，并在垂直方向傾斜。
本發(fā)明中的膜化學反應器104包括箱體30;設置于箱體30內(nèi)的浸沒 式超濾膜組件31,設置于膜組件31下部的穿孔曝氣管32;設置于箱體30頂 部的進水口 35;連接于膜組件31上的出水口 34;設置于箱體底部的排泥口 33。
本發(fā)明的提溴裝置109包括脫溴槽42;設置在脫溴槽42側(cè)壁上的濃鹽 水進口 45;設置于脫溴槽42上的壓縮空氣進口 41;設置在脫溴槽42中的簾 式膜43;脫溴槽42中容納加氯酸化后的溶液44;設置于槽42上的加氯酸化 后的溶液進口 45;設置于槽42側(cè)壁上的鹽水出口 46,用于排除脫溴后的鹽 水；設置于槽42頂部的集氣管47;上述集氣管47連接于溴吸收槽49的進口 48，上述溴吸收槽49中設置簾式膜50，容納有溴素吸收液51,溴吸收槽49 上設置有吸收液進口 52，吸收液出口 53,集氣管54,廢氣排出口 55。
本發(fā)明還提供一種海水淡化與化學資源綜合提取方法，其特征在于，依 次進行如下步驟原水沙濾；對原水進行第一級膜蒸發(fā)濃縮，分離后獲得淡 化水以及濃水；在經(jīng)第一級蒸發(fā)后的濃水中加入^ 液，在第一級膜化學反應 器中進行固液分離獲得漿狀氫氧化鎂；經(jīng)過第 一級膜化學反應器排出的清液 中再加入堿液；在第二級膜化學反應器中進行二次固液分離，沉出碳酸鈣； 經(jīng)過第二級膜化學反應器排除的清液進入第二級膜蒸發(fā)裝置，進行二級膜蒸 發(fā)濃縮，獲得淡化水；對第二級膜蒸發(fā)裝置排出的二次濃縮液進行加氯酸化 氧化。
7本發(fā)明的海水淡化與化學資源綜合提取方法，其特征在于，還包括:進 行壓氣膜法提溴，獲得含溴濃溶液；脫溴后的濃鹽水用于制鹽；制鹽后的苦 鹵水用于提取硫酸鉀。
在經(jīng)第一級蒸發(fā)后并分離后的濃水氬氧化鈉、氫氧化鈣貨氧化鈣，以獲 得漿狀氫氧化鎂；在經(jīng)過第一級膜化學反應器排出的清液中再加入氫氧化鈉 與碳酸鈉的混合堿液，以獲得碳酸4丐。
通過本發(fā)明取得如下效果
1、 減少鹽場制鹽所需占地面積，不受氣候影響，實現(xiàn)工業(yè)化制鹽。
2、 獲得高品質(zhì)淡化水。
3、 幾乎無濃水排放，不對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不利影響。
4、 實現(xiàn)海水化學資源綜合利用，優(yōu)化工藝提取鉀、溴、鎂化工產(chǎn)品，減 少了工藝過程中酸、石威、氯等化學藥品的消^^量。
5、 由于對海水只做一次簡單預處理， 一次性獲得氯化鈉、硫酸鉀、氫氧 化鎂、溴素等化工產(chǎn)品，實現(xiàn)海水化學資源綜合利用，并獲得高品質(zhì)淡化水， 大幅降低單一產(chǎn)品均攤成本。
6、 原水只需要簡單沙濾作為預處理，與反滲透技術(shù)相比，預處理簡單， 但淡化水水質(zhì)遠優(yōu)于反滲透產(chǎn)水。


圖1是本發(fā)明海水淡化與化學資源綜合提取設備示意圖。 圖2是本發(fā)明膜蒸發(fā)裝置示意圖。
圖3是本發(fā)明膜蒸發(fā)組件與冷凝換熱器排布方式示意圖。 圖4是本發(fā)明膜化學反應器裝置示意圖。 圖5是本發(fā)明溴素提取裝置示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，設計一種海水淡化與化學資源 綜合提取裝置與提取方法。
如圖1所示，本發(fā)明的提取裝置包括依次連接的以下部件原水沙濾罐 101,原水通過砂濾罐101時，對原水進行預處理；第一級膜蒸發(fā)濃縮裝置102， 用于濃縮處理原水；第一級管道混合器103，用于將經(jīng)過第一級膜蒸發(fā)濃縮裝 置102的濃水與堿水混合；第一級膜化學反應器104,用于提取濃水中的化學 成分氫氧化鎂；第二級管道混合器105,用于混和濾清液和堿性溶液；第二級 膜化學反應器106，用于分離水中的碳酸鈣；第二級膜蒸發(fā)濃縮裝置107,用于二次膜蒸發(fā)；第三級管道混合器108，用于混合濃水和氯氣；提溴裝置109, 用于提取溴；結(jié)晶器IIO,用于結(jié)晶氯化鈉；提鉀反應器lll，用于在苦鹵中 提取鉀鹽。
如圖2所示，第一級膜蒸發(fā)濃縮裝置102的構(gòu)成包括循環(huán)水槽1，連 接于水槽1下部的循環(huán)泵2，連接在循環(huán)泵2出口的加熱器3,加熱器3的出 口管接膜蒸發(fā)組件。如圖2所示，膜蒸發(fā)組件4、 5、 6、 7的管程依次串接， 上述膜蒸發(fā)組件的殼程蒸汽出口通過蒸汽出口管15連接至冷凝換熱器10 、 11, 膜蒸發(fā)組件的管程出水口 25分成兩個支路， 一個支路通過閥門8返回循環(huán)水 槽l，另外一個支路通過閥門9，排出第一級膜蒸發(fā)濃縮裝置102,進入第一 級管道混合器103。膜蒸發(fā)組件的滲漏液由殼程出口串連至滲透液排放管14， 通過管14的出口排出。
上述冷凝換熱器IO、 11的出口連接至冷凝器氣液分離器12,用于分離 蒸汽；氣液分離器12的蒸汽排出口連接至真空泵13,膜蒸發(fā)組件4、 5、 6、 7殼程的蒸汽在真空泵13的作用下，集合于蒸汽排出管道15;設置在真空泵 出口的廢氣出口24,用于排放廢氣。
其中，膜蒸發(fā)組件由多支串接。圖2中示意地顯示包括膜組件4、 5、 6、 7四支，但是也可以多于四支或者少于四支。本發(fā)明至少采用2支。并且，膜 蒸發(fā)組件為水平方向平行排布，如圖3所示。冷凝換熱器由至少一段冷凝器 10、 二段冷凝器11兩段組成，如圖3，兩段冷凝換熱器串接，并在垂直方向 傾斜。附圖標記16為一段冷凝器10的蒸汽進口 ， 17為一段冷凝器10的蒸汽 被冷凝液化后的蒸餾水出口； 18為二段冷凝器的蒸餾水進口， 19為二段冷凝 器ll的蒸餾水出口； 20為一段冷凝器的冷卻水入口， 21為一段冷凝器冷卻 水出口； 22為二l殳冷凝器11的冷卻水進口 ， 23為二^R冷凝器11的冷卻水出 o 。
第二級膜蒸發(fā)濃縮裝置107構(gòu)成如圖2所示，與第一級膜蒸發(fā)濃縮裝置 102相同，在此不贅述。
如圖4，膜化學反應器104構(gòu)成箱體30;設置于箱體30內(nèi)的浸沒式 超濾膜組件31,設置于膜組件31下部的穿孔曝氣管32;設置于箱體30頂部 的進水口 35;連接于膜組件31上的出水口 34;設置于箱體底部的排泥口 33。
膜化學反應器106構(gòu)成如圖2,所示，與膜化學反應器104的結(jié)構(gòu)相同， 在此不贅述。
如圖5所示，提溴裝置109的構(gòu)成包括脫溴槽42;設置在側(cè)壁上的濃鹽水進口 45;設置于槽42上的壓縮空氣進口 41;設置在槽42中的簾式膜43; 槽42中容納加氯酸化后的溶液44;設置于槽42上的加氯酸化后的溶液進口 45;設置于槽42側(cè)壁上的鹽水出口 46,用于排除脫溴后的鹽水；設置于槽 42頂部的集氣管47;上述集氣管47連接于溴吸收槽49的進口 48，上述溴吸 收槽49，簾式膜50，溴素吸收液51，吸收液進口 52,吸收液出口 53，集氣 管54，廢氣排出口 55。
下面詳細描述本發(fā)明海水淡化與化學資源綜合提取方法
原水首先通過砂濾罐101過濾，進行預處理，經(jīng)過過濾的原水進入第一 級膜蒸發(fā)濃縮裝置102,如圖2所示，進行膜蒸發(fā)處理。
在膜蒸發(fā)處理步驟中，原水在第一級膜蒸發(fā)裝置102中，從冷凝器10 的冷卻水入口20進入，通過吸收蒸汽的蒸發(fā)熱而被預加熱，然后從冷卻水出 口 21流至循環(huán)水槽1的進口 26。然后，原水依次經(jīng)過泵2的加壓、加熱器3 的加熱，進入膜蒸發(fā)組件4、 5、 6、 7的管程。處理后的濃水通過閥門8、 9 的調(diào)節(jié)， 一部分通過閥門8返回循環(huán)水槽1， 一部分通過出口 25和閥門9， 進入管道混合器103。處理后的殼程的淡水則通過排放管14排出。膜蒸發(fā)組 件4、 5、 6、 7殼程的蒸汽在真空泵13的作用下，集合于管道15，依次經(jīng)過 一段冷凝器10的進口 16、出口 17、 二段冷凝器11的進口 18、出口 19，被 冷凝液化，經(jīng)氣液分離器12分離后排出，廢氣則由廢棄排放口 24排出。
從膜蒸發(fā)裝置102出口 25引出的濃水，經(jīng)過閥門9調(diào)節(jié)流量，在第一 級力口藥口 71處加入堿液。經(jīng)過第一級管道混合器103混合后，由混合器的進 口 35進入膜化學反應器104。如圖4，經(jīng)過曝氣管32曝氣，進行混合反應后， 由浸沒式超濾膜31將濾清液從出口 34送出，漿狀氫氧化鎂則從排放口 33排 出。加入的堿可以是氫氧化鈉、氫氧化鈣或氧化鈣等堿性溶液，以獲得漿狀 氫氧化鎂。
從出口 34送出的濾清液在第二級加藥口 72處再次加入氫氧化鈉與碳酸 鈉的混合堿液，經(jīng)過第二級管道混合器105的混合后，由進口 35進入第二級 膜化學反應器106。經(jīng)過曝氣管32的曝氣混合反應，由浸沒式超濾膜31將濾 清液從出口 34送出，碳酸4丐沉淀則從排放口 33排出。
第二級膜化學反應器106出口 34送出的濾清液，進入第二級膜蒸發(fā)裝 置107，流程類同于第一級膜蒸發(fā)裝置102的處理過程。通過第二級膜蒸發(fā)裝 置的出口獲得淡化水，濃水則經(jīng)過在第三級加藥口 73處加氯酸化后，穿過第 三級管道混合器108,進入提溴裝置109。
10結(jié)接著，如圖5所示，加氯酸化的濃鹽水從脫溴槽42的進口 45慢速流 入，約20分鐘后，從鹽水出口 46排出。與此同時，壓縮空氣從壓縮空氣進 口41處進入多個串聯(lián)、膜絲呈水平片狀排布的簾式疏水膜組件，透過膜后， 穿過含溴溶液(被加氯酸化后的溶液)44，由集氣管47,從第二級吸收槽49 的進口 48，進入多個串聯(lián)、膜絲呈水平片狀排布的簾式疏水膜組件，透過膜 后，穿過吸收液51，通過集氣管54，從出口 55處排出。吸收液從吸收液進 口52處進入，慢速通過吸收槽49,由出口53處收集。
提溴裝置109脫溴后濃鹽水從出口 46流入到結(jié)晶器110進行結(jié)晶，結(jié) 晶后的苦卣則進入反應器111提取鉀鹽。
本發(fā)明所述原水可以是海水或經(jīng)過低溫多效、多級閃蒸、反滲透技術(shù)淡 化后的濃排水。
膜蒸餾方法可以是直接接觸膜蒸餾、氣掃式膜蒸餾、氣隙式膜蒸餾或減 壓膜蒸餾，本發(fā)明優(yōu)選減壓膜蒸餾。第一級膜蒸發(fā)濃縮倍數(shù)為2~8,優(yōu)選2~ 4。
在經(jīng)第一級蒸發(fā)后的濃水中加入的堿可以是氫氧化鈉、氫氧化鈣或氧化 鈣，以獲得漿狀氫氧化鎂。加堿后形成的懸浮液可以采用離心分離，也可采 用超濾膜分離，本發(fā)明優(yōu)選超濾膜分離。
脫除漿狀氫氧化鎂后的濃水中加入的堿可以是碳酸氫鈉或碳酸鈉，本發(fā) 明優(yōu)選碳酸鈉。
第二級膜蒸發(fā)濃縮倍數(shù)為3-10,優(yōu)選2 ~ 5 。 膜蒸餾技術(shù)應用于海水淡化的一個獨特的優(yōu)勢在于它不僅可以在膜的
透過側(cè)產(chǎn)生高純水，而且在濃水側(cè)可以產(chǎn)生含鹽量很高甚至接近飽和的高度 濃縮水。但當海水濃縮至3~6倍時，由于鎂離子濃度較高，容易使膜產(chǎn)生結(jié) 垢污染，因此，從膜蒸發(fā)角度，為了控制膜污染，維持較高的膜通量，需要 將鎂從濃海水中除去，以獲得更高的海水濃縮倍數(shù)。本發(fā)明在此將其作為一 種化工產(chǎn)品^是取出來。可以有兩種加堿方法， 一是以石灰水作為沉淀劑，沉 淀可得氫氧化鎂，優(yōu)點是氧化鈣市場價格較低，反應液沉降速度快，缺點是 氧化4丐質(zhì)量參差不齊，容易造成生成的氫氧化^;雜質(zhì)含量高，用于制備阻燃 級氫氧化^l美。另一種加^ 咸方法是加入氫氧化鈉，所得氫氧化4美產(chǎn)品純度高， 有較好的工業(yè)價值的強堿性，但由于氫氧化鈉與氯化鎂的反應速度快，易傾 向于產(chǎn)生大量粒經(jīng)極細的氫氧化鎂小顆粒，使整個溶液呈現(xiàn)膠體狀，造成過 濾困難，同時氫氧化鈉的價格也較高，致使成本增加。加堿沉出氪氧化鎂后，為了控制膜結(jié)垢污染，還需要繼續(xù)加入碳酸鈉， 以脫除水中的釣。由于在加石威脫除氫氧化4美后溶液已經(jīng)呈堿性，可以減少需 要加入的碳酸鈉數(shù)量，即可達到同樣的脫鈣效果。
此時，由于清液中鈣鎂離子含量很低，第二級膜蒸發(fā)濃縮可以達到較高 的濃縮倍數(shù)，累計海水可以被濃縮至io倍左右，接近氯化鈉飽和濃度。然后 進入下一步提溴階段。
溴是一種活潑的卣族元素，迄今尚未見含溴的固體礦產(chǎn)存在于自然界中， 而主要賦存于海洋、油氣田地下鹵水和鹽湖鹵水中。溴及溴產(chǎn)品在國民經(jīng)濟 中起著十分重要的作用，它多用于有機化工及無機化工的化合物制備。主要用
途有農(nóng)業(yè)上制備農(nóng)藥；在環(huán)保方面用于消毒劑配制、民用于處理劑制備；石 油工業(yè)汽油防爆劑的生產(chǎn)，其他還用于照相、醫(yī)藥等行業(yè)。隨著工業(yè)和科技 的發(fā)展，世界各國對溴的需求量不斷增加?，F(xiàn)應用于生產(chǎn)的方法主要是空 氣吹出、沉淀、萃取、樹脂離子交換法等。在溴素生產(chǎn)中，用空氣吹脫法是 一種傳統(tǒng)的方法。空氣從側(cè)面送入并移向塔的中心部分，然后用安裝在塔上 部的通風機將空氣從塔的中心排出，此法操作簡單，可靠性高，但能耗高， 設備占地體積大。
本發(fā)明采用壓氣膜法進行提溴，采用兩級疏水性中空纖維膜雙膜耦合。 第一級疏水性中空纖維膜作用是微孔曝氣，壓縮空氣通過疏水性中空纖維膜 以微氣泡方式進入含溴素溶液，利用疏水性中空纖維膜膜孔小、接觸面積大 的特點，以最小的用氣量，將溴素從含溴素溶液中充分吹脫。吹脫氣進入第 二級疏水性中空纖維膜，利用疏水性中空纖維膜膜孔小、接觸面積大、不透 水的特點， 一方面使吹脫氣與吸收液接觸，另一方面可以有效防止吹脫氣中 夾帶的含溴素溶液與吸收液接觸，這樣可以大大減小鼓氣塔和吸收塔的體積。
將脫鈣鎂離子除硬后被第二級膜蒸發(fā)濃縮至10倍左右的海水，進行常規(guī) 加氯酸化氧化，然后進行上述壓氣膜法進行提溴。由于此時海水被高度濃縮， 因此需要消耗的液氯等化學藥品量減少，降低了提溴成本。
這樣，海水經(jīng)過提鎂、脫鈣、提溴后，獲得高度濃縮的氯化鈉溶液，提 溴后，前期加入的堿、氯等在濃鹽水中以鈉離子、氯離子形態(tài)存在，通過下 一步的制鹽，可以盡可能多的得到氯化鈉產(chǎn)品。
此時，由于氯化鈉濃度很高，可以通過工業(yè)結(jié)晶器來制鹽，從而實現(xiàn)工 廠化制鹽。
制鹽后的結(jié)晶母液可用于提取硫酸鉀。
1權(quán)利要求
1、一種海水淡化與化學資源綜合提取裝置，其特征在于，按照連接順序包括原水沙濾罐(101)，原水通過砂濾罐(101)時，對原水進行預處理；第一級膜蒸發(fā)濃縮裝置(102)，用于濃縮處理原水；第一級管道混合器(103)，用于將經(jīng)過第一級膜蒸發(fā)濃縮裝置(102)的濃水與堿水混合；第一級膜化學反應器(104)，用于提取濃水中的化學成分；第二級管道混合器(105)，用于混和濾清液和堿堿液；第二級膜化學反應器(106)，用于分離水中的碳酸鈣；第二級膜蒸發(fā)濃縮裝置(107)，用于二次膜蒸發(fā)；第三級管道混合器(108)，用于混合濃水和氯酸。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的海水淡化與化學資源綜合提取裝置，其特征 在于，還包括提溴裝置(109)，用于提取溴； 結(jié)晶器(110)，用于結(jié)晶溴； 提鉀反應器(lll)，用于在苦鹵中提取鉀鹽。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的海水淡化與化學資源綜合提取裝置，其特征在于蒸發(fā)濃縮裝置(102， 107)的構(gòu)成包括 循環(huán)水槽(1);連接于水槽(1)下部的循環(huán)泵(2 ); 連接在循環(huán)泵(2 )出口的加熱器(3 ); 加熱器(3 )的出口管接至多個膜蒸發(fā)組件； 其中多個膜蒸發(fā)組件(4、 5、 6、 7)的管程依次串接； 上述膜蒸發(fā)組件的蒸汽出口通過蒸汽出口管(15)連接至冷凝換熱器 (10、 11);上述膜蒸發(fā)組件的出水口 (25)分成兩個支路， 一個支路返回連接至 循環(huán)水槽(1),另外一個支路通過至第一級管道混合器(103);膜蒸發(fā)組件的殼程出口串連起來，連接至濾過液排放管(14 ),處理后 的淡水則通過濾過液排放管(14)排出。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的海水淡化與化學資源綜合提取裝置，其特征在于上述冷凝換熱器UO、 11)的出口連接至冷凝器氣液分離器(12),氣液 分離器(12)用于分離蒸汽；氣液分離器(12)的蒸汽排出口連接至真空泵(13)，膜蒸發(fā)組件(4、 5、 6、 7)殼程的蒸汽在真空泵(13)的作用下，集合于蒸汽排出管道(15);設置在真空泵出口的廢氣出口 (24)，用于排》文廢氣。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的海水淡化與化學資源綜合提取裝置，其特征在于冷凝換熱器至少包括一段冷凝器(10)、 二段冷凝器(11)兩段組成， 兩段冷凝換熱器串接，并在垂直方向傾斜。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的海水淡化與化學資源綜合提取裝置，其特征在于膜化學反應器(104)包括 箱體(30);設置于箱體(30)內(nèi)的浸沒式超濾膜組件(31),設置于膜組件(31) 下部的穿孔曝氣管(32);設置于箱體(30)頂部的進水口 (35);連接于膜 組件(31)上的出水口 (34);設置于箱體底部的排泥口 (33)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的海水淡化與化學資源綜合提取裝置，其特征在于提溴裝置(109)包括 脫溴槽(42 );設置在脫溴槽(42)側(cè)壁上的濃鹽水進口 (")；設置于脫溴槽(42)上的壓縮空氣進口 (41);設置在脫溴槽(42)中的 簾式膜(43);脫溴槽(42)中容納加氯酸化后的溶液(44);設置于槽(42)上的加氯酸化后的溶液進口 (45);設置于槽(42)側(cè)壁上的鹽水出口 (46)，用于排除脫溴后的鹽水；設置于槽(42)頂部的集氣管(47);上述集氣管(47 )連接于溴吸收槽(49 )的進口 ( 48 )，上述溴吸收槽(49 ) 中設置簾式膜(50)，容納有溴素吸收液(51),溴吸收槽(49 )上設置有吸 收液進口 (52),吸收液出口 (53)，集氣管(54),廢氣排出口 (55)。
8、 一種海水淡化與化學資源綜合提取方法，其特征在于，依次進行 如下步驟原水沙濾；對原水進行第一級膜蒸發(fā)濃縮，分離后獲得淡化水以及濃水；在經(jīng)第一級蒸發(fā)后的濃水中加入堿液，在第一級膜化學反應器中進行固液分離獲得漿狀氫氧化4I;經(jīng)過第一級膜化學反應器排出的清液中再加入^^液；在第二級膜化學反應器中進行二次固液分離，沉出碳酸釣；經(jīng)過第二級膜化學反應器排除的清液進入第二級膜蒸發(fā)裝置，進行二級膜蒸發(fā)濃縮，獲得淡化水；對第二級膜蒸發(fā)裝置排出的二次濃縮液進行加氯酸化氧化。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的海水淡化與化學資源綜合提取方法，其特征 在于，還包括進行壓氣膜法提溴，獲得含溴濃溶液； 脫溴后的濃鹽水用于制鹽； 制鹽后的苦卣水用于提取^^酸鉀。
10、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的海水淡化與化學資源綜合提取方法，其 特征在于在經(jīng)第一級蒸發(fā)后并分離后的濃水氫氧化鈉、氫氧化鉤貨氧化釣，以獲 得漿狀氫氧化鎂；在經(jīng)過第 一級膜化學反應器排出的清液中再加入氬氧化鈉與碳酸鈉的混 合堿液，以獲得碳酸鈣。
全文摘要
本發(fā)明提供一種海水淡化與化學資源綜合提取裝置與方法。本發(fā)明提供的海水淡化與化學資源綜合提取裝置，包括原水沙濾罐；第一級膜蒸發(fā)濃縮裝置，用于濃縮處理原水；第一級管道混合器，用于將經(jīng)過第一級膜蒸發(fā)濃縮裝置的濃水與堿水混合；第一級膜化學反應器，用于提取濃水中的化學成分；第二級管道混合器，用于混和濾清液和堿堿液；第二級膜化學反應器，用于分離水中的碳酸鈣；第二級膜蒸發(fā)濃縮裝置，用于二次膜蒸發(fā)；第三級管道混合器，用于混合濃水和氯酸。本發(fā)明在海水淡化的同時，優(yōu)化工藝提取鉀、溴、鎂化工產(chǎn)品，實現(xiàn)工廠化制鹽，并減少化學藥品消耗量，實現(xiàn)海水化學資源綜合利用，達到減排的目的。
文檔編號C02F1/08GK101565250SQ200810052920
公開日2009年10月28日 申請日期2008年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月26日
發(fā)明者呂曉龍, 陳華艷 申請人:天津工業(yè)大學