CN112777670A - 一种提高淡盐水萃取效率的节能化方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种提高淡盐水萃取效率的节能化方法，采用萃取液萃取淡盐水，得到稀萃取液和浓盐水，所述方法通过降低淡盐水进水温度实现。采用本发明技术方案有效提高了萃取淡盐水的效率，并且节能环保。

Description

一种提高淡盐水萃取效率的节能化方法

技术领域

本发明涉及环保技术及水脱盐处理技术技术领域，尤其涉及一种提高淡盐水萃取效率的节能化方法。

背景技术

在水处理过程中经常涉及到需要将水中的大量盐分去除掉(如将盐水浓缩)以减少排放或者回收再利用的目的，比如工业废水处理、海水淡化等。通常采用的办法有蒸发法，反渗透法，化学沉淀，以及电渗析。

除了这些传统的方法外，还有一种新型利用有机水溶液从盐水中萃取水的新方法。该方法通过特效有机溶剂的水溶液(萃取液)萃取盐水中的水产生稀萃取液，同时使盐水高度浓缩。而稀萃取液通过加热，将萃取的水释放出来。这类萃取液的萃取效率会随萃取的温度升高而降低，如何降低萃取的温度来提高萃取的效率成为当前需要解决的问题。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种提高淡盐水萃取效率的节能化方法，该方法有效提高了萃取淡盐水的效率，并且节能环保。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种提高淡盐水萃取效率的节能化方法，采用萃取液萃取淡盐水，得到稀萃取液和浓盐水，所述方法通过降低淡盐水进水温度实现。

优选的，使用外部冷源或制冷剂与淡盐水进行热交换来降低淡盐水的进水温度。

优选的，通过蒸发淡盐水来降低淡盐水的进水温度。

优选的，当所述淡盐水进水温度≧35℃时，回收淡盐水进水降温所释放的热量，并将回收的热量用来加热所述稀萃取液。

优选的，当使用制冷剂来降低淡盐水的进水温度时，将与淡盐水进行热交换之后的制冷剂压缩升温，将升温后的制冷剂与所述稀萃取液热交换。

优选的，所述外部冷源为冷空气或冷水。

优选的，将淡盐水蒸发出的水蒸气压缩升温，将升温后的水蒸气与所述稀萃取液热交换，或将升温后的水蒸气加入到所述稀萃取液中。

优选的，升温后的水蒸气与稀萃取液采用换热器进行所述热交换，经热交换的水蒸气凝结成水。

优选的，将所述凝结的水作为产水排出。

优选的，将所述凝结的水再次蒸发，一部分蒸发成为水蒸气并与淡盐水进水的水蒸气一同压缩重复利用，另一部分作为产水排出。

本发明中，萃取液可以是醇类，酯类，酮类，醚类，砜类，酰胺，胺类，有机酸，糖和氨基酸结构中的一种或几种组成的化合物。分子量可以是50到100000，优选200-20000，更优选500-5000。本发明中萃取剂选择可溶于水的有机物即可，由于有机物本身具有大量疏水基，若再具有了亲水基则可用于本发明，也即本发明所述萃取液选择具有两亲官能团的聚合物(两亲性聚合物)即可，其亲水链段通常为非离子的聚乙二醇、聚乙烯醚、聚乙烯醇、聚乙烯亚胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酞胺类等，还包括离子型的聚丙烯酸、聚苯乙烯磺酸盐等；疏水链段有聚环氧丙烷、聚多碳醇(比如丙二醇)，聚苯乙烯、聚硅氧烷、聚丁二烯、聚甲基丙烯等；具体的可以如聚乙二醇单月桂酸酯，聚乙二醇，聚丙二醇，聚(N-异丙基丙烯酰胺)等，以及此类的共聚物和混合物。化合物的端基和侧链可以根据实际需求进行修饰。萃取液通过调节亲水和疏水的成分与水溶液互溶，当温度升高到一定程度，一定浓度的萃取液水溶液会产生相分离，产生分离的两相。其中一相是浓缩的萃取液，另一相主要是水相，溶解少量的萃取液。

本发明的方法中，通过调节萃取液的分子量或分子结构(如疏水基团、亲水基团)，可使得其对于不同有机物而获得适宜的分离效果。

萃取液是通过升温将萃取到的水释放出来的，因此降低淡盐水进水温度可以提高萃取的效率，萃取更多的水。本发明采用两种方法降低淡盐水进水温度，其中一种方法是通过热交换制冷，这种热交换可以是外部提供的冷源，比如，冷空气和冷水，也可以是制冷装置的制冷剂；另一种可行的方法是通过淡盐水的蒸发，主动降低淡盐水进水的温度，同时提高淡盐水进水的浓度。当淡盐水进水的温度很高时，降温所移除的热量可以通过热泵回收，用来加热稀萃取液，降低稀萃取液释放水过程中对外部热源的能量需求，从而实现节能目的。在回收热量的过程中，可以使用制冷剂去除进水的热量。升温后的制冷剂在通过制冷的压缩过程，进一步升温，通过换热装置将热量释放到稀萃取液中，减少稀萃取液升温释放水的过程中对外部热源的热量需求，制冷剂通过膨胀气化降低温度，冷却淡盐水进水，完成一次循环，进一步降低废水脱盐的成本。本发明适用于工业含硫酸盐的废水的浓缩处理如印染厂的硫酸盐废水，也适用于含有一价盐和二价盐的混合废水，除了将二价盐浓缩外，也可以将部分一价盐在淡水产水流出，从而与二价盐分开，如电厂脱硫废水等。

综上所述，本发明具有以下有益效果：有效提高了淡盐水萃取水的效率；萃取水的同时进行热量回收，降低了工艺成本，节能环保；使用范围广。

附图说明

图1为本发明萃取流程图；

图2为不同温度下，萃取液和盐水的相平衡图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围，本发明所用试剂均为常规试验或市购所得。

实施例1：

一种提高淡盐水萃取效率的节能化方法，采用萃取液萃取淡盐水，得到稀萃取液和浓盐水，所述方法使用外部冷源与淡盐水进行热交换来降低淡盐水的进水温度，当所述淡盐水进水温度≧35℃时，回收淡盐水进水降温所释放的热量，并将回收的热量用来加热所述稀萃取液。

实施例2：

一种提高淡盐水萃取效率的节能化方法，采用萃取液萃取淡盐水，得到稀萃取液和浓盐水，所述方法使用制冷剂与淡盐水进行热交换来降低淡盐水的进水温度，将与淡盐水进行热交换之后的制冷剂压缩升温，将升温后的制冷剂与所述稀萃取液热交换；当所述淡盐水进水温度≧35℃时，回收淡盐水进水降温所释放的热量，并将回收的热量用来加热所述稀萃取液。

实施例3：

一种提高淡盐水萃取效率的节能化方法，采用萃取液萃取淡盐水，得到稀萃取液和浓盐水，所述方法通过蒸发淡盐水来降低淡盐水的进水温度；将淡盐水蒸发出的水蒸气压缩升温，将升温后的水蒸气加入到所述稀萃取液中。

实施例4：

一种提高淡盐水萃取效率的节能化方法，采用萃取液萃取淡盐水，得到稀萃取液和浓盐水，所述方法通过蒸发淡盐水来降低淡盐水的进水温度；将淡盐水蒸发出的水蒸气压缩升温，升温后的水蒸气与稀萃取液采用换热器进行所述热交换，经热交换的水蒸气凝结成水，凝结的水作为产水排出。

实施例5：

一种提高淡盐水萃取效率的节能化方法，采用P230(聚乙二醇单月桂酸酯化合物)作为萃取液萃取硫酸钠淡盐水，得到稀萃取液和浓盐水，所述方法通过蒸发淡盐水来降低淡盐水的进水温度；当所述淡盐水进水温度≧35℃时，回收淡盐水进水降温所释放的热量，并将回收的热量用来加热所述稀萃取液；将淡盐水蒸发出的水蒸气压缩升温，升温后的水蒸气与稀萃取液采用换热器进行所述热交换，经热交换的水蒸气凝结成水，将所述凝结的水再次蒸发，一部分蒸发成为水蒸气并与淡盐水进水的水蒸气一同压缩重复利用，另一部分作为产水排出。

测试例：

当选定的萃取液P230(分子量约2300的聚乙二醇单月桂酸酯)和硫酸钠盐水混合时，萃取液会吸收盐水中的水分被稀释，而盐水会被浓缩，形成稀萃取液和浓盐水的平衡两相溶液。使用不同的萃取液和盐水的比例，就可以绘制两相的平衡图，如图二所示。其中实线是在25摄氏度下产生的相平衡图，而虚线是在40摄氏度产生的相平衡图。通过对比，当萃取液被稀释到60wt％的时候，在温度处于40摄氏度的时候，可以将盐水浓缩到16wt％左右。相比之下，在25摄氏度下，可以将盐水浓缩到25wt％。由此可见，降低萃取的温度，可以显著提高萃取的效率。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种提高淡盐水萃取效率的节能化方法，采用萃取液萃取淡盐水，得到稀萃取液和浓盐水，其特征在于，所述方法通过降低淡盐水进水温度实现。

2.根据权利要求1所述的提高淡盐水萃取效率的节能化方法，其特征在于，使用外部冷源或制冷剂与淡盐水进行热交换来降低淡盐水的进水温度。

3.根据权利要求1所述的提高淡盐水萃取效率的节能化方法，其特征在于，通过蒸发淡盐水来降低淡盐水的进水温度。

4.根据权利要求1所述的提高淡盐水萃取效率的节能化方法，其特征在于，当所述淡盐水进水温度≧35℃时，回收淡盐水进水降温所释放的热量，并将回收的热量用来加热所述稀萃取液。

5.根据权利要求2所述的提高淡盐水萃取效率的节能化方法，其特征在于，当使用制冷剂来降低淡盐水的进水温度时，将与淡盐水进行热交换之后的制冷剂压缩升温，将升温后的制冷剂与所述稀萃取液热交换。

6.根据权利要求2所述的提高淡盐水萃取效率的节能化方法，其特征在于，所述外部冷源为冷空气或冷水。

7.根据权利要求3所述的提高淡盐水萃取效率的节能化方法，其特征在于，将淡盐水蒸发出的水蒸气压缩升温，将升温后的水蒸气与所述稀萃取液热交换，或将升温后的水蒸气加入到所述稀萃取液中。

8.根据权利要求7所述的提高淡盐水萃取效率的节能化方法，其特征在于，升温后的水蒸气与稀萃取液采用换热器进行所述热交换，经热交换的水蒸气凝结成水。

9.根据权利要求8所述的提高淡盐水萃取效率的节能化方法，其特征在于，将所述凝结的水作为产水排出。

10.根据权利要求8所述的提高淡盐水萃取效率的节能化方法，其特征在于，将所述凝结的水再次蒸发，一部分蒸发成为水蒸气并与淡盐水进水的水蒸气一同压缩重复利用，另一部分作为产水排出。

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