用于在高回收率脱盐系统中防结垢的离子螯合的制作方法_3

文档序号:9251868阅读:来源:国知局
入至该高回收率的脱盐系统28中之前,该超滤单元48从该水性组 合物26中去除离子络合物15。通过该第三导管20将通过该超滤单元48从该水性组合物 26中过滤出的具有该离子络合物15的盐水34引导至该pH降低室36中。该pH降低室36 将一种具有所释放的阳离子的盐水输出至一个储罐50中并且还输出一种包含该多齿配体 12的组合物42用于通过该第二导管18再注入至该水性原料组合物26中。因此,这个实施 例与第一和第二实施例(在图3和4中示出的)的不同在于在该不结垢离子络合物15到 达该高回收率的脱盐系统28中之前将其从该水性原料组合物16中去除。
[0045]在描述本发明的实施例中,专用术语是为清晰起见而使用的。为了说明的目的,专 用术语旨在至少包括技术和功能上的等效物,这些等效物以相似的方式运作来达到相似的 结果。此外,在其中本发明的具体实施例包括多个系统要素或方法步骤的一些情况下,那 些要素或步骤可以被一个单一要素或步骤替换;同样,一个单一要素或步骤可以被达到相 同目的多个要素或步骤替换。此外,当在此对于本发明的实施例指定不同性质的参数或其 他值时,那些参数或值可以上下调整l/l〇〇th、l/50th、l/20th、l/10th、l/5th、l/3ri、1/2、2/3' 3/4'4/5'9/10'19/20'49/50'99/100*等(或上调 1、2、3、4、5、6、8、10、20、50、100 倍 等),或其四舍五入的近似值,除非另有规定。此外,虽然已经参考本发明的具体实施例展示 并描述了本发明,但本领域普通技术人员将理解,在不脱离本发明的范围的情况下,其中可 以在形式和细节上做出不同替代和改变。再进一步,其他方面、功能以及优点也在本发明的 范围内;并且本发明的所有实施例并不需要实现所有的优点或具备上述所有特征。此外,在 此与一个实施例结合讨论的步骤、要素以及特征同样可以与其他实施例结合使用。贯穿本 文所引用的参考文献,包括参考文本、期刊论文、专利、专利申请等的内容通过引用以其全 部内容结合在此;并且来自这些参考文献的适当的组件、步骤以及特征可能会或可能不会 包括在本发明的实施例中。再进一步,在背景部分中鉴别的组件和步骤是本披露的整体部 分并且可以与在本发明范围内的披露中其他地方描述的组件和步骤结合使用或者将其替 代。在方法权利要求中,其中以一种特定的顺序来叙述多个阶段,无论带有或不带有为便于 参考所加的顺序的前缀字符,这些阶段不被解释为在时间上受限于叙述它们的顺序,除非 另有规定或由术语和措词进行暗示。
【主权项】
1. 一种用于螯合阳离子的方法,这些阳离子可以从一种水性组合物中沉淀,该方法包 括: 将一种多齿配体添加至水性组合物中,该水性组合物包含至少一种类型的阳离子,该 阳离子可以从该水性组合物中沉淀以便产生结垢;然后 使该多齿配体能够与该阳离子结合以便形成一种不结垢离子络合物;然后 在一个涉及从该水性组合物中生产基本纯净的水的工艺中使用该水溶液的至少一部 分,在该工艺中在不存在该离子络合物形成的情况下该阳离子经受结垢; 降低该水性组合物或包含该水性组合物的组分的盐水的pH以便从该多齿配体中释放 该阳离子;并且 在该阳离子释放至另外的水性组合物中之后再引入该多齿配体以便在主要是闭合环 路中形成另外的不结垢离子络合物。2. 如权利要求1所述的方法,其中该阳离子包含以下项中的至少一种:钙、钡、锶以及 镁。3. 如权利要求1所述的方法,其中该水性组合物包含来自油或气提取的回流水或采出 水。4. 如权利要求1所述的方法,其中该水性组合物包含海水和半咸水中的至少一种。5. 如权利要求1所述的方法,其中该水性组合物包含废水。6. 如权利要求1所述的方法,其中该水性组合物或盐水的pH通过添加酸降低以便将该 结垢组分从该多齿配体中释放出来。7. 如权利要求1所述的方法,进一步包括从该盐水中分离纯化水,其中该不结垢离子 络合物包含在该盐水中。8. 如权利要求1所述的方法,进一步包括通过一种选自以下项中的至少一种的脱盐方 法从该水性组合物的其他组分中分离纯化水:反渗透、多级闪蒸蒸馏、多效蒸馏、机械式蒸 汽再压缩、电渗析、膜蒸馏、定向溶剂提取以及增湿-除湿。9. 如权利要求1所述的方法,进一步包括在一个将该水性组合物加热一直到以下的温 度的工艺中从该水性组合物的其他组分中分离纯化水,在该温度下,在不存在将该结垢组 分结合在该不结垢离子络合物下,该阳离子将从该水性组合物中沉淀。10. 如权利要求1所述的方法,进一步包括在一个将该水性组合物加热一直到至少 50 °C的温度的工艺中从该水性组合物的其他组分中分离纯化水。11. 如权利要求1所述的方法,其中该水性组合物包含选自NaCl、KCl、Na2SO4、以及 Na2CO 3的至少一种溶解的组分。12. 如权利要求1所述的方法,其中该水性组合物或包含该水性组合物的组分的盐水 的pH通过将一种酸添加至该水性组合物或盐水中降低,该方法进一步包括在释放并且去 除该多齿配体之后将一种碱添加至该水性组合物或盐水中,其中该碱中和该酸。13. 如权利要求1所述的方法,进一步包括从该水性组合物中过滤该不结垢离子络合 物以便生产该盐水,其中该过滤后的盐水包含该不结垢离子络合物,并且其中降低该过滤 后的盐水的pH以便释放该多齿配体。14. 如权利要求13所述的方法,进一步包括从在过滤出该包含配位络合物的盐水之后 保留的该水性组合物的一部分中分离纯化水。15. 如权利要求1所述的方法,其中在降低该pH之后将该包含该离子络合物的溶液冷 却至小于20°C以便增加从该阳离子释放的多齿配体的量。16. 如权利要求1所述的方法,其中该多齿配体包括一个乙二胺四乙酸离子。17. -种用于防结垢脱盐的装置,该装置包括: 一个水性组合物源,该水性组合物包含至少一种类型的阳离子,该阳离子可以从该水 性组合物中沉淀以便产生结垢; 一个脱盐系统; 一个被配置成将来自该水性组合物源的该水性组合物进料至该脱盐系统的第一导 管; 一个多齿配体源; 一个被配置成将来自该多齿配体源的该多齿配体进料至该第一导管的第二导管以便 使该多齿配体与在该水性组合物中的阳离子结合以便形成一种不结垢离子络合物; 一个与pH降低试剂源联接的并且被配置成从该多齿配体中分离这些阳离子的pH降低 装置;以及 一个被配置成将在该水性组合物中的或在由该水性组合物产生的盐水中的该不结垢 离子络合物进料至该PH降低装置的第三导管。18. 如权利要求17所述的装置,其中该第二导管被配置成将来自该pH降低装置的该多 齿配体进料至该第一导管中。19. 如权利要求18所述的装置,进一步包括一个超滤单元,该超滤单元与该第一导管 联接并且被配置成在将该水性组合物进料至该脱盐系统中之前将该不结垢络合物从该水 性组合物中分离出来。
【专利摘要】可以从一种水性组合物(22)中沉淀以便产生结垢的阳离子通过将多齿配体(24)添加至该水性组合物(22)中螯合。该多齿配体与该阳离子结合以便形成一种不结垢离子络合物;并且在一个从该水性组合物中生产基本纯净的水(32)的工艺(28)中使用具有该离子络合物的水溶液(26),在该工艺中在不存在该离子络合物形成的情况下该阳离子经受结垢。然后降低该水性组合物(或包含该水性组合物的组分的盐水)的pH(36)以便从该多齿配体(42)中释放该阳离子(40);并且在释放该阳离子之后然后在一个主要是闭合环路中再使用该多齿配体(42)。
【IPC分类】C02F9/00, C02F1/68, C02F103/10, C02F101/10, C02F5/12, C02F103/08, B01D61/04, C02F1/04, C02F1/44, C09K8/528
【公开号】CN104968616
【申请号】CN201480006790
【发明人】普拉卡什·戈文丹, 温莎·松, 史蒂文·莱姆, 马克西姆斯·圣约翰, 约翰·林哈德, 穆罕默德·米尔西, 安纽拉·巴杰佩伊
【申请人】麻省理工学院
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2014年3月12日
【公告号】CA2898882A1, US20140263055, WO2014150848A1
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