[发明专利]分离方法和反应器

说明书

本公开涉及分离方法和反应器。本公开提供了从CaSO₄的过饱和溶液中沉淀CaSO₄的方法和系统。该沉淀可形成平均直径为约25 μm的石膏颗粒。可以控制沉淀以减少或避免结垢。本公开还提供了其中可以去除CaSO₄结垢的方法和系统。

技术领域

本公开涉及用于从废水中去除硫酸钙的方法和反应器。

背景技术

以下段落并不承认其中讨论的任何内容是现有技术或本领域技术人员知识的一部分。

各种工业方法，例如脱盐、煤矿开采排水、烟道气脱硫和酸性废水的石灰中和，产生包括硫酸钙的含水流出物。硫酸钙可能不合需要地沉淀以在加工设备的表面上形成结垢，从而干扰操作效率。

发明内容

以下介绍旨在向读者介绍该说明书，但并不限定任何发明。一个或更多个发明可以存在于以下描述的装置元件或方法步骤的组合或子组合中或在本文的其他部分中。发明人不会仅通过不在权利要求书中描述此类一个或多个其他发明而放弃或否认其对本说明书中公开的任何一个或更多个发明的权利。

可以通过向含硫酸钙的流出物中加入石灰和碳酸钠来减轻硫酸钙结垢的形成，这可以导致硫酸钠的形成。然而，期望开发减少或避免石灰软化、硫酸钠的产生或这两者的方法和加工设备。与传统的石灰软化方法相比，这种方法和加工设备可导致成本的节省。已经证明，使用常规的凝结/絮凝方法和设备从其过饱和溶液中除去硫酸钙是困难的，因为高浓度的硫酸盐经常导致在设备表面上结垢。

本公开公开了可以单独操作或组合成更大的系统或装置的各种方法和装置。如上所述，根据本公开的较大的系统或装置可以是所公开的方法和装置的子组合。

本公开提供了一种沉淀方法，其包括将CaSO₄的过饱和水溶液接受到多级连续搅拌釜反应器(CSTR)中，其中反应器的级垂直堆叠，其中来自一个级的内部流出口基本上对应于随后的下游级的内部进料口；使溶液垂直向上流过多级CSTR，以产生水溶液中的石膏晶种细粒混合物；并且将在水溶液中的石膏晶种细粒混合物转移到分离器中。

由于一个级的流出口对应于随后的级的进料口，因此这种垂直多级CSTR的表面积要比其他可比较的反应器小，后者包括连接反应器的不同级的附加流体导管。与在其他可比较的反应器中相比，使溶液垂直向上流过这种垂直多级CSTR导致较少结垢。

本公开还提供了一种方法，该方法包括使CaSO₄-沉淀反应器的一部分或与反应器的进料口连接的液体导管的一部分振动，其中在被振动部分的至少一部分上存在结垢。被振动部分至少部分地由低摩擦材料制成或至少部分地涂覆有低摩擦材料。该振动足以从至少一些低摩擦材料上移去至少一些结垢。

本公开还提供了一种沉淀反应器，其包括多级连续搅拌釜反应器(CSTR)，其中该反应器的级串联，其中来自一个级的内部流出口基本上对应于随后的下游级的内部进料口。例如，反应器的级可以垂直堆叠，其中来自一个级的内部流出口基本上对应于随后的下游级的内部进料口。该沉淀反应器与CaSO₄的过饱和水溶液的源流体连通，并且与分离器流体连通，以将水溶液中的石膏晶种细粒混合物提供给分离器。

本公开还提供了一种沉淀反应器或连接至该反应器的进料口的液体导管，其中该反应器或液体导管至少部分地由低摩擦材料制成或至少部分地涂覆有低摩擦材料。该低摩擦材料位于会被暴露于CaSO₄的过饱和溶液的位置。

附图说明

现在将参考附图仅通过示例的方式描述本公开的实施方式。

图1是根据本公开的示例性固/液分离器的工艺流程图。

图2是示出在根据本公开的固液分离方法中使用的沉淀反应器和沉积槽中的晶种颗粒的浓度(体积％)的图。