[发明专利]海水脱盐设备和高纯度盐的生产

说明书

发明背景。

发明领域

本发明主要涉及脱盐、盐生产和水生产。具体地，本发明涉及将盐水脱盐截留物(reject)流转化为纯盐的方法，其中该脱盐方法可经由热方法或经由膜方法。

相关技术的描述

如在2008年12月30日提交的美国专利申请12/345,856(该申请通过引用结合到本文中)中所述的，数世纪以来，通常通过使用露天蒸发泻湖或热浓缩装置和方法，通过蒸发浓缩海水或另一种天然存在的盐水而生产食盐。许多现代的工业过程需要充分高纯度的盐，例如实质不含不期望的化学或味道成分的氯化钠盐。这种高纯度盐可由一些天然地质层组开采，并且还可通过浓缩和处理步骤除去存在于起始溶液中的主要的不需要的杂质而得自其它咸水。

当不能得到新鲜的水时，在历史上已由天然的咸水或微咸水生产适于饮用的高品质水或纯水，开始时通过热方法例如冷冻或蒸馏，更近来，通过膜方法例如反渗透或膜蒸气渗透，和/或通过混合式膜/热方法。当由含盐的进料起始时，所有这些水生产方法仅回收或纯化存在于进料中的一部分水，并且通常生产比初始进料流实质上更浓缩的废盐水。

一个问题在于，海水和其它天然咸水含有许多溶质和杂质，因此，如果期望高品质盐，则纯水生产过程的富含盐的侧流，即，反渗透水处理的浓缩的截留物或蒸馏过程的残余物，包括限制通量或处理速率和/或水侧的回收率二者的其它固体，必须在盐水侧上除去。这些溶解的固体可能为腐蚀性的，并且在盐设备蒸发器和结晶器中结垢。当前，在盐水侧上引入化学品以防止或降低结垢。这些化学品昂贵并且降低盐纯度。

因此，需要非化学纯化溶液以降低或防止在盐设备中结垢。

发明概述

本发明涉及盐水脱盐和盐设备。所述脱盐设备具有进料流和截留物流。所述脱盐设备截留物流用作盐设备进料流。过滤器从所述盐设备进料流选择性除去结垢物类。另外的装置将已过滤的盐设备进料加工成为高纯度潮湿的盐或浆料。

附图简述

由本文的说明书和权利要求书以及附图，可以理解本发明的这些和其它方面，附图显示结构细节和说明性实施方案，其中：

图1示意性说明根据本发明的一个实施方案用于整体生产盐和出水的系统；和

图2为显示对于一个代表性设备计算的在盐设备进料和相应的过滤器渗透物流中成分的代表性浓度的水品质表。

发明详述

本文在整个说明书和权利要求中使用的近似语言，可用于修饰任何可容许变化而不导致其相关的基本功能改变的数量表示。因此，被一个或多个术语例如“约”修饰的值不局限于指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可相应于测量该值的仪器的精度。范围限度可组合和/或互换，并且除非上下文或语言说明另外的情况，否则这些范围被指定并包括本文陈述的所有子范围。除了在操作实施例中或当另外说明时，否则在说明书和权利要求中使用的涉及成分的量、反应条件等的所有数字或表述应理解为在所有情况下被术语“约”修饰。

“任选”或“任选地”是指随后描述的事件或情况可能发生或者可能不发生，或者随后指定的材料可能存在或者可能不存在，并且该描述包括事件或情况发生或者材料存在的情况，以及事件或情况不发生或者材料不存在的情况。

本文使用的术语“包含”、“包括”、“具有”或它们的任何其它变体旨在涵盖非排他的内含物。例如，包括要素列表的过程、方法、制品或设备不必仅局限于那些要素，而是可包括该过程、方法、制品或设备未明确列出的或固有的其它要素。

除非上下文明确指出另外的情况，否则单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数对象。

本发明公开了一种用于生产纯水和盐或浆料产品二者的整体设备，可行地有效提供具有高纯度的盐，同时降低或防止在盐设备中的蒸发器和结晶器中结垢，而不使用化学纯化。

在图1中公开了包含脱盐设备20和盐设备40的联合脱盐和盐设备10。在该实施方案中，脱盐设备20包含海水或微咸水进料22、纯水渗透物流A1、截留物流B1和任选的废物流C1。脱盐设备进一步包含预处理部分24、任选的纳米过滤(NF)部分26和反渗透(RO)部分28。

在操作中，进料22通过预处理部分24，随后前进至任选的NF部分26。NF部分26产生废物流C1，并将进料流22引到RO部分28中。RO部分28产生纯水渗透物流A1和截留物流B1。截留物流B1变为盐设备进料流41。在其中NF部分26不存在的一些实施方案中，进料22从预处理部分24通到RO部分28中。