[发明专利]脱盐系统及相关方法

说明书

总体上描述了涉及对包含一种或更多种溶解盐的水溶液进行脱盐的系统和方法。

相关申请

本申请根据35 U.S.C.§119(e)要求以下申请的优先权：于2013年9月23日提交的名称为“Desalination Systems and Associated Methods”的美国临时专利申请序列号61/881,365；于2014年5月2日提交的名称为“Desalination Systems and AssociatedMethods”的美国临时专利申请序列号61/988,034；于2013年11月20日提交的名称为“WaterTreatment Systems and Associated Methods”的美国临时专利申请序列号61/906,620；于2013年11月25日提交的名称为“Water Treatment Systems and Associated Methods”的美国临时专利申请序列号61/908,263；其各自通过引用整体并入本文用于所有目的。

技术领域

总体上描述了涉及对包含一种或更多种溶解盐的水溶液脱盐的系统和方法。

背景技术

脱盐是至少部分地分离液体溶液中一定量的盐和/或其他矿物质以及一种或更多种其他组分的过程。例如，可以对盐水进行脱盐以产生适合于人饮用、灌溉、工业使用和/或各种其他用途的淡水。目前对脱盐的注意力主要集中在开发具有成本效益的为人类使用提供淡水的方法。

由于世界人口扩张，随之淡水需求的增加已导致世界上许多地区淡水短缺。脱盐可潜在地对缓解这样的短缺发挥作用。因此，期望改善的脱盐系统和方法。

发明内容

总体上描述了包含一种或更多种溶解固体的水溶液的脱盐以及相关系统和部件。在某些实施方案中，脱盐系统包括脱盐设备和沉淀设备。在某些实施方案中，相关方法可包括以下步骤：形成包含至少一种溶解盐的浓缩盐水溶液并随后使至少一部分盐从浓缩盐水溶液中沉淀。在一些情况下，本发明的主题涉及相互关联的产品、对特定问题的替代解决方案和/或一种或更多种系统和/或制品的多种不同用途。

一方面，提供了水脱盐系统。根据某些实施方案，水脱盐系统包括：离子去除设备，其配置成接收包含至少一种成垢离子和至少一种溶解单价盐的水性进料流并去除至少一种成垢离子的至少一部分，以产生相对于进料流包含更少成垢离子的离子减少流；脱盐设备，其流体连接至离子去除设备并且配置成从所述离子减少流中去除水，以产生相对于离子减少流富含溶解单价盐的浓缩盐水流；和沉淀设备，其流体连接至脱盐设备并且配置成使至少一部分溶解单价盐从浓缩盐水流中沉淀，以产生相对于浓缩盐水流包含更少溶解单价盐的产物流。

某些方面涉及用于使水脱盐的方法。在一些实施方案中，所述方法包括：在离子去除设备内，从包含成垢离子和至少一种溶解单价盐的水性进料流中去除至少一种成垢离子的至少一部分，以产生相对于水性进料流包含更少成垢离子的离子减少流；在脱盐设备内，从离子减少流中去除水以产生相对于离子减少流富含溶解单价盐的浓缩盐水流；以及在沉淀设备内，使至少一部分溶解单价盐从浓缩盐水流中沉淀，以产生相对于浓缩盐水流包含更少溶解单价盐的产物流。

在某些实施方案中，所述方法包括：在脱盐设备内，从包含至少一种溶解单价盐的水性进料流中去除水，以产生相对于水性进料流富含溶解单价盐的浓缩盐水流；以及在沉淀设备内，使至少一部分溶解单价盐从浓缩盐水流中沉淀，以产生相对于浓缩盐水流包含更少溶解单价盐的产物流，其中，在操作期间，对于包含在水溶液中的所述单价盐而言，离开脱盐设备的浓缩盐水流低于饱和极限。

根据一些实施方案，所述方法包括：在脱盐设备内，从包含至少一种溶解单价盐的水性进料流中去除水，以产生相对于水性进料流富含溶解单价盐的浓缩盐水流；在沉淀设备内，使至少一部分溶解单价盐从浓缩盐水流中沉淀，以产生相对于浓缩盐水流包含更少溶解单价盐的产物流；以及使至少一部分产物流再循环至脱盐设备中，其中浓缩盐水流中溶解单价盐的浓度与水性进料流中溶解单价盐的浓度相差不超过约20％。