[发明专利]用于降低含水和固体的物质中的水含量的方法和系统

说明书

技术领域

本发明一般地涉及一种用来降低含水和固体的物质中的水含量的方法和系统。

背景技术

生产和生活过程中可能产生大量含有水和液态有机物的半固体残余物，比如，在水处理过程中可能产生占所处理水量0.5wt％(重量百分比)的污泥。污泥中不仅含有固体残余物，还含有可能高达99wt％的水，此外可能还含有一定量有机物，如动、植物油和矿物油等油类。为了减少最终需处置的残余物的量，一般需要尽量降低半固体残余物中的含水量。降低半固体残余物中含水量的常用方法包括浓缩脱水处理(添加凝聚剂并进行挤压过滤)和干燥处理。浓缩脱水处理只能有限地降低含水量，即使在进行了浓缩脱水处理之后，残余物中含水量可能还是高达80wt％，因此，通常还会对所述浓缩脱水处理之后的残余物进行热干燥除水，以进一步降低含水量。然而，由于需要将水通过蒸发进行去除，热干燥的方法能耗比较高，通常每除去1吨的水大约要消耗1000千瓦时的能量，而且热干燥的方法很难去除残余物中的油脂等有机物。

在中国专利CN102046540A中描述了一种用液态二甲醚(Dimethyl Ether,DME)来降低污泥中水含量的方法，其使用液态二甲醚来与污泥接触，使得污泥中的水分溶出至所述液态二甲醚中，经过固液分离获得液态二甲醚与所述从污泥中溶出的水分的混合物，将该混合物通入蒸馏塔中蒸发出二甲醚气体，再将该二甲醚气体压缩冷却使其液化，再循环利用该液化的二甲醚。由于二甲醚可以比较容易地从液体转变为气体，所述方法相较于传统热干燥的方式大大地降低了能耗，然而整体的能耗仍然不低，应还有降低的空间。

因此，希望提供一种更加节能的方式来降低污泥等含水物质中的水含量。

发明内容

一方面，一种用来降低含水和固体的物质中的水含量的方法包括：(a)将所述含水和固体的物质与液化气体溶剂混合，以获得混合物，并使得所述含水和固体的物质中的至少部分水被萃取到所述液化气体溶剂中；(b)将所述混合物分离成水含量减少的物质和水含量增加的溶剂，该水含量增加的溶剂包括所述液化气体溶剂和萃取自所述含水和固体的物质中的水；(c)通过改变所述水含量增加的溶剂的温度，来将所述水含量增加的溶剂分离成富液化气体溶剂的相和富水相，并在所述改变温度的过程中保持温度低于所述液化气体溶剂在该过程的压力下的沸点；及(d)使至少部分所述富液化气体溶剂的相返回到步骤(a)中用作溶剂。

另一方面，一种用来降低含水和固体的物质中的水含量的系统包括：萃取装置，用来将所述含水和固体的物质与液化气体溶剂混合，以获得混合物，并使得所述含水和固体的物质中的至少部分水被萃取到所述液化气体溶剂中；固液分离装置，用来将所述混合物分离成水含量减少的物质和水含量增加的溶剂，该水含量增加的溶剂包括所述液化气体溶剂和萃取自所述含水和固体的物质中的水；液液分离装置，用来通过改变所述水含量增加的溶剂的温度，来将所述水含量增加的溶剂分离成富液化气体溶剂的相和富水相，并在所述改变温度的过程中保持温度低于所述液化气体溶剂在该过程的压力下的沸点；及回收装置，用来使至少部分所述富液化气体溶剂的相返回到萃取装置中用作溶剂。

附图说明

当参照附图阅读以下详细描述时，本发明的这些和其它特征、方面及优点将变得更好理解，在附图中，相同的元件标号在全部附图中用于表示相同的部件，其中：

图1显示了根据本发明的一个实施例的一种用来降低含水和固体的物质中的水含量的系统。

图2显示了根据本发明的一个实施例的一种用来降低含水和固体的物质中的水含量的方法的流程图。

图3显示了一个实例中分别用不含油的液态二甲醚和含油的液态二甲醚为溶剂对含水的污泥进行萃取处理后污泥中的水含量。

图4显示了一个实例中由水、原油和液态二甲醚组成的混合液体的水量在温度变化前后的变化。

具体实施方式

以下将对本发明的具体实施方式进行详细描述。除非另作定义，在本文中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“或”、“或者”并不意味着排他，而是指存在提及项目(例如成分)中的至少一个，并且包括提及项目的组合可以存在的情况。“包括”、“包含”、“具有”、或“含有”以及类似的词语是指除了列于其后的项目及其等同物外，其他的项目也可在范围内。