CN106608692A - 一种高效可控的海水淡化水矿化工艺 - Google Patents

一种高效可控的海水淡化水矿化工艺 Download PDF

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孙权
于江龙
程鹏高
张蕾
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Abstract

本发明提供了一种高效可控的海水淡化水矿化工艺，包括以下步骤：二氧化碳气体(食品级)与压缩空气以一定的比例经静态混合器充分混合后，从吸收塔塔底进入，海水淡化水从吸收塔塔顶进入；从吸收塔塔底流出的酸化水采用上升流的方式，从反应釜釜底进入，反应釜中装填一定高度的石灰石填料；从反应釜中溢流出的矿化水经过解吸塔除掉多余的二氧化碳气体，即可得到成品矿化水。本发明工艺不仅能提高淡化水水质稳定性，还能够实现二氧化碳气体的高效利用，减少二氧化碳资源浪费，并且整个工艺操作条件安全稳定可控，极大的提高了其经济性和可行性。

Description

一种高效可控的海水淡化水矿化工艺
技术领域
本发明涉及海水淡化水后处理技术领域，尤其涉及一种高效可控的海水淡化水矿化工艺。
背景技术
海水淡化技术是解决淡水资源危机的主要途径，但海水淡化水缺少人体所需的钙镁矿物质，水体稳定性极差，对原有铸铁市政供水管道具有较强的腐蚀性和侵蚀性。将海水淡化水直接引入城市生活用水管网系统，必将打破旧管网系统的化学平衡，从而降低输水水质，所以对海水淡化水进行一定的矿化处理是非常必要的。通过CO2溶解天然石灰石法对海水淡化水进行后处理，增加水体中的钙离子和碱度，提高其水质稳定性。
海水淡化水矿化工艺中淡化水酸化过程的稳定可控以及如何实现二氧化碳气体高效利用是整个工艺的关键。二氧化碳属于难溶性气体，能否实现二氧化碳气体的高效利用关系到海水淡化水矿化产业的可行性。
公开号为CN102826689A的中国专利申请公开一种海水淡化后的后处理工艺及后处理设备，通过气体投加器和静态混合器将二氧化碳气体与淡化水混合，不能实现二氧化碳气体高效利用，也没有涉及到二氧化碳气体尾气的回收以及重复利用，
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效可控的海水淡化水矿化工艺，提高海水淡化水水质稳定性。
一种高效可控的海水淡化水矿化工艺，包括如下内容：由空气压缩系统产出的压缩空气与来自钢瓶中的二氧化碳气体(食品级)在静态混合器中以一定的比例充分混合；混合气体从吸收塔塔底进入，海水淡化水从吸收塔塔顶进入，采用逆流式接触，实现二氧化碳气体的充分溶解，保证塔底产出所需pH的酸化水；从吸收塔塔底流出的酸化水采用上升流的方式，从反应釜釜底进入，反应釜中装填一定高度的石灰石填料；从反应釜中溢流出的矿化水从解吸塔塔顶进入，空气从解吸塔塔底进入，采用逆流式接触，将矿化水中残留的二氧化碳气体脱离出来，即可得到成品矿化水。
本发明工艺中，二氧化碳气体和压缩空气的体积比控制在1∶20～1∶10。
本发明工艺中，吸收塔塔底产出的酸化水的pH范围控制在4.0～5.5，并且稳定可控，满足矿化反应所需要的酸度条件。
本发明工艺中，矿化反应釜中上升水流线速度控制在0.001m/s-0.002m/s，反应釜中石灰石填料粒径控制在0.3～3.0mm。
本发明工艺中，产品矿化水水质满足：80＜Ca2+＜120(以CaCO3计，mg/L)，ALK＞80(以CaCO3计，mg/L)，朗格利尔指数-0.5＜LSI＜0.5，拉森系数IL＜1。
本发明工艺的优点如下：
采用本发明的技术方案，通过CO2溶解天然石灰石法对海水淡化水进行后处理，增加水体中的钙离子和碱度，提高其水质稳定性。矿化水能够满足苏伊士环境推荐的水质标准，80＜Ca2+＜120(以CaCO3计，mg/L)，ALK＞80(以CaCO3计，mg/L)，朗格利尔指数-0.5＜LSI＜0.5，拉森系数IL＜1。矿化水可直接并入旧的城市管网，提高城市供水能力，节约城市管道费用建设。
本发明工艺，能够实现二氧化碳气体的高效利用，减少二氧化碳资源浪费，节约成本，并且整个工艺操作条件安全稳定可控，极大的提高了其经济性和可行性。
附图说明
图1是本发明工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图1和实施例对本发明作进一步的描述。
如图1所示，由空气压缩系统5产出的压缩空气与来自钢瓶3中的二氧化碳气体(食品级)在静态混合器7中以一定的比例充分混合，通过调节流量计4和流量计6来控制混合气体的体积比，体积比控制在1∶20～1∶10。混合气体从吸收塔8塔底进入，海水淡化水储池1中的淡化水经离心泵2输送至吸收塔塔顶，采用逆流式接触，实现二氧化碳气体的充分溶解，保证塔底产出所需pH的酸化水，酸化水的pH范围控制在4.0～5.5，尾气9从吸收塔塔顶排出。吸收塔塔底流出的酸化水经离心泵10输送至反应釜11釜底，采用上升流的方式通过反应釜，反应釜中装填一定高度的石灰石填料。矿化反应釜中上升水流线速度控制在0.001m/s-0.002m/s，反应釜中石灰石填料粒径控制在0.3mm～3.0mm。从反应釜中溢流出的矿化水经离心泵12输送至解吸塔13塔顶，空气15从解吸塔塔底进入，采用逆流式接触，将矿化水中残留的二氧化碳气体脱离出来，即可得到成品矿化水，尾气(含有少量二氧化碳气体)14从解吸塔塔顶排出。解吸塔塔底得到的成品矿化水经离心泵16输送至矿化水水池17。以下实施例采用该工艺流程。
实施例1
由空气压缩系统5产出的压缩空气与来自钢瓶3中的二氧化碳气体(食品级)在静态混合器7中充分混合，体积比为1∶20。混合气体从吸收塔8塔底进入，海水淡化水储池1中的淡化水经离心泵2输送至吸收塔塔顶，采用逆流式接触，实现二氧化碳气体的充分溶解，塔底酸化水的pH为5.5。吸收塔塔底流出的酸化水经离心泵10输送至反应釜11釜底，采用上升流的方式通过反应釜，反应釜中石灰石填料粒径为0.5mm，上升水流线速度为0.0012m/s。从反应釜中溢流出的矿化水经过解吸塔除掉多余的二氧化碳气体，即可得到成品矿化水。成品矿化水水质指标为Ca2+＝83.8(以CaCO3计，mg/L)，ALK＝90.2(以CaCO3计，mg/L)，朗格利尔指数LSI＝0.02，拉森系数IL＝0.07。
实施例2
由空气压缩系统5产出的压缩空气与来自钢瓶3中的二氧化碳气体(食品级)在静态混合器7中充分混合，体积比为1∶10。混合气体从吸收塔8塔底进入，海水淡化水从吸收塔塔顶进入，采用逆流式接触，实现二氧化碳气体的充分溶解，塔底酸化水的pH为4。吸收塔塔底流出的酸化水经离心泵10输送至反应釜11釜底，采用上升流的方式通过反应釜，反应釜中石灰石填料粒径为2.5mm，上升水流线速度为0.002m/s。从反应釜中溢流出的矿化水经过解吸塔除掉多余的二氧化碳气体，即可得到成品矿化水。成品矿化水水质指标为Ca2+＝117.8(以CaCO3计，mg/L)，ALK＝126.5(以CaCO3计，mg/L)，朗格利尔指数LSI＝0.21，拉森系数IL＝0.35。
虽然已经参照附图和具体实施例说明了本发明，但本领域技术人员应该理解，本发明不应理解为局限于所述实施例，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上作出各种改变。本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种高效可控的海水淡化水矿化工艺，其特征在于包括以下步骤和工艺条件。二氧化碳气体(食品级)与压缩空气以一定的比例经静态混合器充分混合后，从吸收塔塔底进入，海水淡化水从吸收塔塔顶进入。从吸收塔塔底流出的酸化水采用上升流的方式，从反应釜釜底进入，反应釜中装填一定高度的石灰石填料。从反应釜中溢流出的矿化水经过解吸塔除掉多余的二氧化碳气体，即可得到成品矿化水。
2.如权利要求1所述的工艺，其特征在于二氧化碳气体和压缩空气的体积比控制在1∶20～1∶10。
3.如权利要求1所述的工艺，其特征在于酸化水的pH范围控制在4.0～5.5。
4.如权利要求1所述的工艺，其特征在于矿化反应釜中上升水流线速度控制在0.001m/s-0.002m/s，反应釜中石灰石填料粒径控制在0.3～3.0mm。
5.如权利要求1所述的工艺，其特征在于产品矿化水水质满足：80＜Ca2+＜120(以CaCO3计，mg/L)，ALK＞80(以CaCO3计，mg/L)，朗格利尔指数-0.5＜LSI＜0.5，拉森系数IL＜1。
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