溶液的处理系统和方法

文档序号:4843278阅读:375来源:国知局
专利名称:溶液的处理系统和方法
技术领域
本发明涉及一种溶液的处理系统和方法,尤其涉及一种利用混溶性有机性溶剂 (Miscible Organic Solvent)来处理水性盐溶液(Aqueous Saline Solution)的系统和方法。
背景技术
在工业生产中,大量的溶液,比如盐溶液被生产出来。通常,这样的盐溶液并不适合被直接用在生活或生产中。基于有限的可利用的水资源和环境保护的考量,一些处理方法,比如用来处理废水、海水或其他咸水的去离子化和脱盐方法被用来生产合格的产品水。在目前的一些应用中,多种处理方法,比如蒸馏、气化和化学沉淀等被用来处理溶液。然而。这些处理方法通常效率比较低,而且当直接处理含盐较高的溶液,比如处理开采非常规天然气时产生的裂隙水(Fracturing water)常需要较高的能耗。这样也就阻碍了这些方法被广泛的应用。所以,需要提供一种新的处理盐溶液,比如裂隙水的系统和方法。

发明内容
本发明的一个实施例提供了一种处理系统。该处理系统包括沉淀单元、回收单元及净化单元。所述沉淀单元利用混溶性有机溶剂来处理溶液从而产生沉淀物和液体的混合物。所述回收单元与所述沉淀单元相通可用来促进所述液体分离成有机相流体和包含一部分所述混溶性有机溶剂的水相流体。所述净化单元包括有膜装置,该膜装置与所述回收单元流体相通可用来从所述水相流体中分离出至少一部分包含在所述水相流体中的所述混溶性有机溶剂。本发明的另一个实施例提供了一种处理系统。该处理系统包括沉淀单元、回收单元及净化单元。所述沉淀单元利用混溶性有机溶剂来处理溶液从而产生沉淀物和液体的混合物。所述回收单元与所述沉淀单元相通可用来促进所述液体分离成有机相流体和包含一部分所述混溶性有机溶剂的水相流体。所述净化单元包括离子化源和与所述回收单元相通的移除装置,所述离子化源可用于提供离子化物质来使至少一部分包含在所述水相流体中的混溶性有机溶剂离子化,所述移除装置可用来收容所述水相流体从而使至少一部分离子化的混溶性有机溶剂从所述水相流体中分离。本发明的实施例进一步提供了一种处理方法。该处理方法包括使用混溶性有机溶剂来处理溶液以产生沉淀物和液体的混合物;分离所述液体至少成为有机相流体和包含一部分所述混溶性有机溶剂的水相流体;及使所述水相流体通过膜装置和离子移除装置中的一种或多种使至少一部分包含在所述水相流体中的混溶性有机溶剂从所述水相流体中分


通过结合附图对于本发明的实施例进行描述,可以更好地理解本发明,在附图中图1为本发明溶液处理系统的一个实施例的示意图;图2为本发明溶液处理方法的一个实施例的示意图。
具体实施例方式图1所示为用来处理溶液17的处理系统10的一个实施例的示意图。在一些示例中,溶液17可包括任何盐溶液或盐水。在一些应用中,该盐溶液可包括但不限于任何含盐量至少为总含盐量(Total Dissolved hits,TDS) 2000ppm的流体。在另一些应用中,该盐溶液可包括但不限于任何含盐量大于总含盐量IOOOOppm的流体。在一个实施例中,该盐溶液包括开采非常规天然气时产生的裂隙水(Fracturing water)。在本发明的实施例中,处理系统10可通过使用混溶性有机性溶剂来处理溶液17, 比如使溶液17中的盐沉淀来降低盐浓度以便生产产品水。混溶性有机溶剂并不局限于任何特定的有机溶剂,其可根据不同的应用来进行选择。在一些应用中,混溶性有机溶剂包括胺(Amine)。在一个实施例中,该胺的分子式
可为
权利要求
1.一种处理系统,包括沉淀单元,其利用混溶性有机溶剂来处理溶液从而产生沉淀物和液体的混合物;回收单元,其与所述沉淀单元相通可用来促进所述液体分离成有机相流体和包含一部分所述混溶性有机溶剂的水相流体;及净化单元,其包括有膜装置,该膜装置与所述回收单元流体相通可用来从所述水相流体中分离出至少一部分包含在所述水相流体中的所述混溶性有机溶剂。
2.如权利要求1所述的处理系统,其中所述沉淀单元包括有机溶剂源和与所述有机溶剂源相通的沉淀装置,所述有机溶剂源可向所述沉淀装置内提供所述混溶性有机溶剂,所述沉淀装置可收容所述溶液和所述混溶性有机溶剂以便于所述沉淀物的产生。
3.如权利要求1所述的处理系统,其中所述膜装置包括反渗透膜装置、纳滤膜装置及膜蒸馏装置中的一种或多种。
4.如权利要求3所述的处理系统,其中所述膜装置包括反渗透膜装置。
5.如权利要求1所述的处理系统,其中所述净化单元进一步包括有离子化源,该离子化源可提供离子化物质使至少一部分包含在所述水相流体中的混溶性有机溶剂离子化从而至少一部分所述离子化的混溶性有机溶剂可利用所述膜装置进行移除。
6.如权利要求5所述的处理系统,其中所述离子化源包括pH值调整源,该pH值调整源用于提供PH值调整物质来调整所述水相流体的pH值从而使所述至少一部分包含在所述水相流体中的混溶性有机溶剂离子化。
7.如权利要求1所述的处理系统,进一步包括预处理单元,该预处理单元设置于所述沉淀单元上游并与其相通以来移除所述溶液中一种或多种离子。
8.如权利要求1所述的处理系统,进一步包括与所述沉淀单元和所述回收单元相通的固液分离单元,该固液分离单元可用来分离所述沉淀物和所述液体。
9.一种处理系统,包括沉淀单元,其利用混溶性有机溶剂来处理溶液从而产生沉淀物和液体的混合物;回收单元,其与所述沉淀单元相通可用来促进所述液体分离成有机相流体和包含一部分所述混溶性有机溶剂的水相流体;及净化单元,其包括离子化源和与所述回收单元相通的移除装置,所述离子化源可用于提供离子化物质来使至少一部分包含在所述水相流体中的混溶性有机溶剂离子化,所述移除装置可用来收容所述水相流体从而使至少一部分离子化的混溶性有机溶剂从所述水相流体中分离。
10.如权利要求9所述的处理系统,其中所述沉淀单元包括有机溶剂源和与所述有机溶剂源相通的沉淀装置,所述有机溶剂源可用来向所述沉淀装置内提供所述混溶性有机溶剂,所述沉淀装置用来收容所述溶液和所述混溶性有机溶剂以便于所述沉淀物的产生。
11.如权利要求9所述的处理系统,其中所述移除装置包括离子移除装置,该离子移除装置包括离子交换树脂、反渗透膜装置、倒极电渗析装置、膜蒸馏装置及超级电容脱盐装置中的一种或多种。
12.如权利要求11所述的处理系统,其中所述离子移除装置包括所述反渗透膜装置和所述膜蒸馏装置中的一种或多种。
13.如权利要求9所述的处理系统,其中所述离子化源包括pH值调整源,该pH值调整源可提供PH值调整物质来调整所述水相流体的pH值从而使所述至少一部分包含在所述水相流体中的混溶性有机溶剂离子化。
14.如权利要求13所述的处理系统,其中所述pH值调整物质包括盐酸和硫酸中的一种或多种。
15.如权利要求9所述的处理系统,进一步包括预处理单元,该预处理单元设置于所述沉淀单元上游并与其相通以来移除所述溶液中一种或多种离子种类。
16.如权利要求9所述的处理系统,其中所述溶液包括裂隙水。
17.一种处理方法,包括使用混溶性有机溶剂来处理溶液以产生沉淀物和液体的混合物;分离所述液体至少成为有机相流体和包含一部分所述混溶性有机溶剂的水相流体;及使所述水相流体通过膜装置和离子移除装置中的一种或多种使至少一部分包含在所述水相流体中的混溶性有机溶剂从所述水相流体中分离。
18.如权利要求17所述的处理方法,进一步包括向所述水相流体中输入离子化物质来使至少一部分包含在所述水相流体中的混溶性有机溶剂离子化从而至少一部分离子化的混溶性有机溶剂可利用所述膜装置和离子移除装置中的一种或多种进行移除。
19.如权利要求18所述的处理方法,其中所述离子化物质包括pH值调整物质来调整所述水相流体的PH值从而使所述所述至少一部分包含在所述水相流体中的混溶性有机溶剂 1 子化ο
20.如权利要求19所述的处理方法,其中所述pH值调整物质包括盐酸和硫酸中的一种或多种。
21.如权利要求17所述的处理方法,其中反渗透膜装置、纳滤膜装置、离子交换树脂、 反渗透膜装置、倒极电渗析装置、膜蒸馏装置及超级电容脱盐装置中的一种或多种使至少一部分包含在所述水相流体中的混溶性有机溶剂从所述水相流体中分离。
22.如权利要求17所述的处理方法,进一步包括在所述溶液利用所述混溶性有机溶剂处理之前对所述溶液进行预处理以减少所述溶液中的一种或多种离子的浓度。
全文摘要
本发明涉及一种处理系统及方法。该处理系统包括沉淀单元、回收单元及净化单元。所述沉淀单元利用混溶性有机溶剂来处理溶液从而产生沉淀物和液体的混合物。所述回收单元与所述沉淀单元相通可用来促进所述液体分离成有机相流体和包含一部分所述混溶性有机溶剂的水相流体。所述净化单元包括有膜装置,该膜装置与所述回收单元流体相通可用来从所述水相流体中分离出至少一部分包含在所述水相流体中的所述混溶性有机溶剂。
文档编号C02F9/04GK102190380SQ20101012715
公开日2011年9月21日 申请日期2010年3月16日 优先权日2010年3月16日
发明者夏子君, 夏激扬, 孙怡文, 彭文庆, 熊日华, 蔡巍 申请人:通用电气公司
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