[发明专利]海水淡化中采用低成本工艺脱除钙镁，实现水盐联产的方法

说明书

所属技术领域

本发明涉及的是海水淡化行业中的脱除钙镁问题，在此基础上可以实现工厂化制水和制盐流程的一体化，在制得淡水的同时，获得精制原盐。 

该发明是在海水淡化过程中，采用石灰-芒硝-二氧化碳法对含有钙镁离子的浓缩海水进行精制，解决在后续加工过程中的结垢的问题。在流程前段由于海水浓度较小，采用能耗较低的反渗透法，在流程中段采用能够适应中等浓度的低温多效或高温多效或相似的热法，在流程的后段采用真空制盐流程获得精制原盐。 

背景技术

目前在海水淡化领域广泛采用反渗透法、低温多效法、高温多效法、多级闪蒸法、电渗析法等，由于海水中钙镁离子的存在，在海水浓缩过程中形成结垢，无论何种方法均受到浓缩比的限制。而采用通常精制盐水的石灰纯碱法、烧碱纯碱法对其进行脱除钙镁的精制，其精制成本对水量巨大，同时钙镁含量较大的海水淡化行业均无法承受其成本压力。 

在环境保护方面，由于在海水淡化领域，不能将海水中的盐类进行分离，均采用将提取淡水以后的浓缩海水排放回海洋的方法。对于小型海水淡化装置对海域水质的影响较小，但是随着海水淡化产业的不断发展，装置规模不断扩大，装置数量不断增加，使得对海域环境的影响也逐渐显现，特别是对于海水淡化发展的重点地区，我国的内海——渤海的影响更加明显，因为渤海是一个半封闭的内海，与外洋的交流甚小，环境的自修复能力不足以补偿人类活动的影响，所以本专利对环渤海地区的海水淡化产业具有明显的实用意义。 

此外，海水淡化和真空制盐实际上进行的是同样的操作，都是完成水盐分离，海水淡化过程是获得其中的淡水，而制盐则是获得其中的原盐。所不同的是海水淡化是在低浓度范围进行，而制盐过程则是在高浓度范围进行。如果能够解决海水的浓缩倍数问题，则可以将海水淡化过程和真空制盐过程联系成为一个整体，本发明解决了低成本脱除钙镁的问题，所以就使得海水淡化与真空制盐成为一个有机的整体。 

此方案具有明显的环境保护意义和经济意义。 

发明内容

在目前广泛使用的海水淡化方法中，存在着如下问题：由于海水中钙镁离子的存在无论是反渗透膜法还是低温多效、高温多效、多级闪蒸等热法均受到浓缩倍数的限制，为防止结 垢的形成还需在海水中加入阻垢剂。 

本专利的发明内容就是采用低成本的脱除钙镁离子的工艺方法，对海水或浓缩海水进行处理，降低海水或浓缩海水中的钙镁离子含量，使其失去结垢条件，使海水淡化过程中的浓缩倍数不受钙镁离子结垢限制，从而打通海水淡化和真空制盐的流程联系。 

本发明提供一种实现海水淡化和真空制盐的联为一体的工艺流程，为实现脱除钙镁离子的目的，采用石灰-芒硝-二氧化碳法对含有钙镁离子的浓缩海水进行精制，所使用的原料是价廉易得的石灰、芒硝和烟道气。 

石灰-芒硝-二氧化碳法脱除钙镁离子精制装置的工艺流程为： 

第一步除镁：返回的母液根据浓缩海水所含钙镁离子和硫酸根离子的比值加入适量的芒硝，配制好芒硝液的浓缩海水与石灰乳混合，由于氢氧化钙为过量物质，加入后和浓缩海水中的镁离子生成氢氧化镁，在加入絮凝剂作用下形成沉淀完成除镁过程。 

第二步苛化：过量的氢氧化钙与硫酸钠完成苛化反应生成氢氧化钠和硫酸钙沉淀，生成的硫酸钙，在加入絮凝剂作用下形成硫酸钙和氢氧化镁沉淀完成分离过程。 

第三步除钙：完成除镁和苛化后的浓缩海水通入含有二氧化碳的烟道气，溶液中的氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠，碳酸钠和溶液中的钙离子反应，生成碳酸钙完成除钙过程，絮凝剂的加入可以缩短沉降时间，同时提高净化程度。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案特征是： 

1、针对目前海水淡化行业将提取淡水后的浓缩海水排放回海洋的现状，将反渗透膜法海水淡化工艺和低温多效、高温多效等热法工艺过程相串联使用，浓缩到一定程度的浓缩海水进入真空制盐装置，进一步蒸发浓缩制得精制原盐； 

2、为避免在海水浓缩过程中的结垢，在海水浓缩前或浓缩过程中，采用石灰-芒硝-二氧化碳法对海水或浓缩海水，进行脱除钙镁离子的净化处理； 

3、净化处理分步进行：在海水或淡化海水中的钙镁离子与硫酸根离子比值调整合格以后，首先加入石灰乳，其中的镁离子和氢氧化钙反应，生成氢氧化镁沉淀，完成除镁过程。 

加入的氢氧化钙和硫酸根离子反应，生成硫酸钙和氢氧根离子，大部分硫酸钙形成沉淀分离出来。 

在通入烟道气以后，烟道气中的二氧化碳完成气相到液相的溶解过程形成碳酸，和溶液中的氢氧根离子、钠离子反应，生成碳酸钙沉淀，完成除钙过程。