沉淀装置、方法及含有该沉淀装置的系统的制作方法

专利名称：沉淀装置、方法及含有该沉淀装置的系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及液体处理装置、方法及含有该装置的系统，特别是涉及用于降低溶液 含盐量的沉淀装置、方法及含有该沉淀装置的系统。
背景技术：
溶液，例如来自于废水处理装置/淡咸水脱盐装置(如超级电容器脱盐装置或倒 极电渗析装置)的浓液，在回收再利用之前一般需要进行处理，通过除去或者减少盐(包括 但不限于氯化钠、硫酸镁、硫酸钙和碳酸氢盐)降低含盐量。沉淀是一种降低溶液含盐量的方法。但是，传统的沉淀装置主要用来获取所希望 的某种质量的晶体，它们或者结构复杂，或者需要在高温或负压下运行，因此他们造价昂贵 并且/或者需要较高的运行费用。因此，有必要开发新的降低液体含盐量的沉淀装置、方法及相关系统。

发明内容
本发明的目的是提供一种新的降低液体含盐量的沉淀装置、方法及相关系统。一方面，本发明涉及的沉淀装置包括置于容器中的沉淀部件，形成于沉淀部件的 沉淀区域和沉淀部件与容器之间的固液分离区域，以及位于容器上部的液体出口。其中，容 器直径和沉淀部件直径的比例约在1. 5到2. 8之间。另一方面，本发明涉及包含上面所述的沉淀装置的系统，该系统还包括向沉淀装 置提供供沉淀的液体流并从沉淀装置接收来自液体出口的液体流的脱盐装置。另一方面，本发明涉及一种方法包括提供一种沉淀装置，该装置包括置于容器 中的沉淀部件，形成于沉淀部件的沉淀区域和沉淀部件与容器之间的固液分离区域，以及 位于容器上部的液体出口。其中，容器直径和沉淀部件直径的比例约在1.5到2. 8之间；向 沉淀区域提供第一股液体流以从中析出固体物质；在固液分离区域通过重力使固体物质沉 淀下来；通过液体出口释放含盐量低于第一股液体流的第二股液体流。本发明所涉及的沉淀装置、方法及相关系统能以较低成本和简单机构降低溶液的
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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是根据本发明的一种实施例所提供的沉淀装置的示意图；图2是包括图1中沉淀装置和超级电容器脱盐装置的脱盐系统的示意图；图3是图1中沉淀装置和倒极电渗析装置配合使用的示意图；图4是图1中沉淀装置与脱盐装置、蒸发装置和结晶器配合使用的示意图；图5是根据本发明的另一种实施例所提供的沉淀装置的示意图6是根据本发明的第三种实施例所提供的沉淀装置的示意图；图7是根据本发明的第四种实施例所提供的沉淀装置的示意图；图8是根据本发明的第五种实施例所提供的沉淀装置的示意图；图9是根据本发明的第六种实施例所提供的沉淀装置的示意图；图10是根据本发明的第七种实施例所提供的沉淀装置的示意图；图11是根据本发明的第八种实施例所提供的沉淀装置的示意图；图12是在实验示例中所使用的沉淀装置的剖视图；图13所示的是图12中沉淀装置的运行示意图。
具体实施例方式说明书和权利要求中的近似用语用来修饰数量，表示本发明并不限定于该具体数 量，还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相应 的，用“大约”、“约”等修饰一个数值，意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中，近似 用语可能对应于测量数值的仪器的精度。此外，除非特别声明，本文提及的元件数量既包括 单一也包括若干。在下文中，将根据

本发明的实施方式。在图1至图4中，相同的标号代表 相同的元件。在下文的说明中，将不会详细描述众所周知的功能和结构，以避免因不必要的 细节而使本发明变得令人费解。图1是根据本发明的一种实施例所提供的沉淀装置12的示意图。该沉淀装置12 包括置于容器20中的沉淀部件21，形成于沉淀部件21的沉淀区域24和沉淀部件21与 容器20之间的固液分离区域200，以及位于容器20上部45的液体出口 28。沉淀区域24 接收第一股盐溶液16，并从该盐溶液中析出固体物质(未图示)，固液分离区域200使固体 物质通过重力沉淀下来。固液分离区域200中含盐量低于第一股液体16的第二股液体17 通过液体出口 28流出。第二股液体17的含盐量受许多因素的影响，例如沉淀装置12的构造。沉淀部件 21和容器20上部45呈空心圆柱形。沉淀部件21包括一个与容器20相通的下部开口 201。 与沉淀部件21的下部开口 201相通的上部开口 202与容器20相通。在某些实施例中，固 液分离区域中每单位横截面积的液体或固液混合物流量约为0. 12到0. 48加仑每分钟每平 方英尺，或者约8. 2 X ΙΟ"5到3. 3 X ΙΟ"4立方米每秒每平方米。容器20上部45的直径D与 沉淀部件21直径Dl的比例约在1. 5到2. 8之间，或在1. 6到2. 2之间。在图示的实施例 中，容器20的下部呈锥形，锥角α约在60度到120度之间。容器高度H和直径D的比例 约在0.2以上。在某些非限制性实施例中，容器20可以是其他的形状，例如全圆柱形。同样，沉淀 部件21也可以是其他形状，例如圆锥形。在图1所示的实施例中，至少部分位于沉淀区域24中的分隔部件22形成分隔区 域220，该区域与沉淀区域24和固液分离区域200相通。分隔部件22包括两个开口端，并 且呈直径统一的空心圆柱形。此外，一个搅拌装置23延伸至分隔区域220中以促进沉淀区域24和分隔区域220 中液体(或者固液混合物)的流动。搅拌装置带动液体(或者固液混合物)的流动方向可以是从上向下或者是从下向上。 搅拌装置23叶轮230的直径D2与容器20的直径D的比例约在0. 2到0. 4之间。 分隔部件22的直径Dc与搅拌装置23叶轮230的直径D2的比例约为大于1. 0小于等于 2.0。在某些实施例中，叶轮230是直径约为容器20直径的四分之一的船用叶轮。在某些 实施例中，叶轮230是直径约为容器20直径三分之一的交叉螺旋桨式直叶片叶轮。在某些 实施例中，叶轮230是由2到6片叶片组成的轴流式叶轮。图2是包括图1中沉淀装置12和超级电容器脱盐装置100的脱盐系统10的示意 图。“超级电容器脱盐装置”一词通常是指用于海水脱盐或者其他微咸水去离子化以使盐或 者其他电离杂质的数量降低到生活生产使用所允许水平的超级电容器。在某些应用中，超级电容器脱盐装置包括一个或多个超级电容器脱盐单元(未图 示)。在非限制性实施例中，每个超级电容器脱盐单元至少包括一对电极、隔板和一对分别 与电极相连的集流体。当多个超级电容器脱盐单元堆积在一起同时使用时，可能会将多块 绝缘隔板置于每对相邻的超级电容器脱盐单元之间。在本发明的实施例中，集流体可能会分别与电源(未图示)的正负极相连。因为 电极分别与集流体相连，电极可以分别起到阳极和阴极的作用。在超级电容器脱盐装置100进入充电状态时，来自于液体来源(未图示)的输入 流13通过阀110进入超级电容器脱盐装置100进行脱盐。在此状态下，输入流17进入超 级电容器脱盐装置100的流动路径被阀110关闭。来自电源的正负电荷分别堆积在阳极和 阴极的表面，从离子化的输入流13中吸引阴离子和阳离子，使它们分别被吸附在阳极和阴 极的表面。堆积在阳极和阴极的电荷使得输出流，例如通过阀111从超级电容器脱盐装置 100流出的液体流14，含盐量(盐或者其他离子杂质的浓度)与输入流13相比更低。在某 些实施例中，脱盐的输出流14可能会通过另一个脱盐装置或者重新通过超级电容器脱盐 装置100再次去离子化脱盐。超级电容器脱盐装置100进入放电状态时，吸附的阴离子和阳离子分别离开阳极 和阴极的表面。输入流17通过泵18经过滤器19和阀110从沉淀装置12输入超级电容器 脱盐装置100，从而带走离子(阴离子和阳离子)。经阀111从超级电容器脱盐装置100中 流出的输出流16，含盐量(盐或者其他离子杂质的浓度)与输入流17相比更高。在此状态 下，输入流13进入超级电容器脱盐装置100的流动路径被阀110关闭。过滤器19可以过 滤一些微粒，以避免堵塞超级电容器脱盐装置100。在某些应用中，也可不设过滤器19。当超级电容器脱盐装置放电结束后，该装置进入一段时间的充电状态，为随后的 放电作准备。也就是说，超级电容器脱盐装置的充电和放电相互交替以分别处理输入流13 和17。输入流13和输入流17可含有相同的盐或者杂质也可含有不相同的盐或者杂质， 其盐浓度或者杂质浓度可相同也可不同。在其他的实施例中，输入流17的盐浓度或者杂质 浓度可饱和或者过饱和，也可未饱和或者未过饱和。在放电状态下，当液体在超级电容器脱盐装置中流动时，液体中盐浓度或者其他 离子杂质浓度增加，从而有形成沉淀的倾向。沉淀装置12用来在液体17从沉淀装置12流 入超级电容器脱盐装置100之前，从第一股液体16中析出固体物质，并且通过重力使它们 沉淀到容器20的下部，从而分离出一部分析出的盐或者其他杂质的颗粒(固体物质)。
如图2所示，输出流16从沉淀部件21的上端(未标号)流入沉淀区域24析出固 体颗粒(未图示)，然后从沉淀部件21的下部开口 201和/或上部开口 202分散进入固液 分离区域200进行固液分离和循环。液体(或者液体和固体的混合物)沿箭头102所示的 方向流动。直径大于特定直径的析出固体颗粒将会通过重力作用沉淀到容器20的较低部 分。其他直径小于特定直径的析出固体颗粒分散在液体中。当沉淀量与排放流27的排放量之和等于输入流13的带电粒种去除量时，充 电_放电循环达到平衡，在超级电容器脱盐装置和沉淀装置间循环流动的液体的饱和或者 过饱和程度将会稳定，并且形成动态平衡。在一些实施例中，含有泵的装置25也可用来使一部分来自于容器20底部循环回 流口 46的液体或者固液混合物(循环流)通过阀26，并进入沉淀区域，从而促进沉淀区域 24和分隔区域220中液体或固液混合物的流动。在沉淀区域中颗粒减少之后，一部分循环 流中的颗粒可作为在沉淀区域24中引起更多沉淀的晶种粒子。循环流运行时，阀26关闭 排放流27的流动路径。在一些实施例中，可不使用分隔部件22。同样地，在特定的实施例中，可没有搅拌 装置23和/或泵25。在某些实施例中，放电状态所释放的能量可被用来驱动电气设备(未图示)，例如 电灯泡，或者可被例如双向直流_直流变换器之类能量回收装置回收。在其他非限制性的实施例中，与数个超级电容器脱盐单元叠加使用相似，超级电 容器脱盐装置100可能包括一对电极、一对分别与电极相连的集流体、一个或者多个置于 电极之间的双极性电极、以及置于每对相邻的电极之间的多个隔板，充电状态下处理输入 流13，放电状态下，处理第二股液体流17。每个双极性电极各有一个正极和一个负极，通过 离子不渗透层间隔开来。在一些实施例中，集流体可为板条、网状物、箔或者薄板，并由金属或者合金制成。 金属可包括诸如钛、钼、铱或铑。合金可包括诸如不锈钢。在其他的实施例中，集流体可由 石墨或者塑料材料组成，例如可含有聚乙烯的聚烯烃。在某些应用中，塑料集流体可混有导 电炭黑或者金属粒子，以获得一定程度的导电性。电极和/或双极性电极可包括导电材料，该材料可具有导热性，也可不具有导热 性，并且可含有体积小但是表面积大的粒子。在一些实施例中，导电材料可含有一种或者多 种碳材料。该种碳材料的非限制性实施例含有活性炭颗粒、多孔炭颗粒、碳化纤维、炭气凝 胶、多孔中间相炭微球、或者上述物质的组合。在其他实施例中，导电材料可包括导电的复 合材料，例如锰、铁、或者两者的氧化物、或者钛、锆、钒、钨或其组合的碳化物。此外，隔板可由可渗透离子的电绝缘材料组成，包括膜材料、多孔材料和无孔材 料，将每对电极分隔开来。在非限制性实施例中，隔板可含有或其本身构成一定的空间，形 成供所处理液体流过电极的流动通路。在某些实施例中，电极、集流体、和/或双极性电极可呈相互平行的板条状，从而 形成堆叠式的结构。在其他的实施例中，电极、集流体、和/或双极性电极可呈不同的形状， 例如薄片状、块状或者圆筒状。更进一步，电极、集流体、和/或双极性电极可形成各种结 构。例如，电极、集流体、和/或双极性电极可能放置成同心的螺旋形，在其中间为连续的隔 板。
如图3所示，在某些设计中，沉淀装置12可与倒极电渗析装置11 一起使用。“倒 极电渗析”一词表示使用离子交换膜从水或者其他液体中除去离子或者带电粒种的电化学 分离过程。在一些非限制性实施例中，倒极电渗析装置包括一对分别作为阳极和阴极的电 极。数个交替的阴离子和阳离子交换膜被置于阳极和阴极之间，在它们之间形成多个相互 交替的淡室和浓室通道。阴离子交换膜可以使阴离子通过，阳离子交换膜可以使阳离子通 过。此外，倒极电渗析装置可能还包括数个置于每对膜、以及电极和相邻的膜之间的隔板。因此，当倒极电渗析装置11通电时，例如液体流13和17(如图3所示)之类的液 体分别流过相互交替的淡室和浓室通道。在淡室通道里，第一股液体13被电离，第一股液 体13中的阳离子通过阳离子交换膜向阴极转移，进入相邻的通道。阴离子通过阴离子交换 膜向阳极转移，进入相邻的通道。在位于淡室通道两边的相邻的通道(浓室通道)，即使电 场分别通过电极向离子施加力量(例如，阴离子被推向阳极)，但是，阳离子不能通过阴离 子交换膜转移，阴离子不能通过阳离子交换膜转移。因此，阴离子和阳离子留在浓室通道 中，浓度增加。因此，通过浓室通道的第二股液体17将高浓度的阴离子和阳离子带出倒极 电渗析装置11，使得输出流16比输入流17的含盐量更高。在一些实施例中，倒极电渗析装置11电极的极性可能会被以例如15至50分钟的 时间间隔颠倒以降低浓室通道中阴离子和阳离子的结垢倾向。因此，在相反的极性状态下， 正常极性下的淡室通道将变成第二股液体17的浓室通道，正常极性下的浓室通道将变成 输入流13的淡室通道。因此，当倒极电渗析装置处于正常极性状态时，如实线33和34所标示，来自于液 体来源(未标出)的液体流13和来自于容器20的液体流17分别沿着各自的第一输入管 通过第一道阀31和32，进入倒极电渗析装置11。如实线37和38所示，稀释流14和输出 流16通过第二道阀35和36进入各自的第一输出管。当倒极电渗析装置处于极性颠倒状态时，如虚线39和40所示，液体流13和17将 沿着各自的第二输入管进入倒极电渗析装置11。如虚线41和42所示，稀释流14和输出流 16将进入各自的第二输出管。因此，输入流和输出流将会交替进入各自管道以减小结垢倾 向。液体在倒极电渗析装置11和沉淀装置12间循环流动以后，会在沉淀装置12中发 生盐或者其他杂质的沉淀。当沉淀装置12中沉淀量与排放流27的排放量等于液体流13 于倒极电渗析装置中带电粒种的去除量时，在倒极电渗析装置和沉淀装置中循环的液体的 饱和程度或者过饱和程度将会稳定，并形成动态平衡。在一些倒极电渗析的应用中，电极将包括导电材料，该材料可能具有热导性，也可 能不具有热导性，并且可能含有体积小但是表面积大的粒子。隔板包括可供离子渗透但不 导电的材料，包括膜材料、多孔材料和无孔材料。在非限制性实施例中，阳离子交换膜将包 括季胺基，阴离子交换膜将包括磺酸基或者羧酸基。在一些实施例中，直到饱和或者过饱和程度非常高时，才会发生盐或者其他杂质 的迅速沉淀。例如，硫酸钙在室温下达到400%以上的过饱和状态后才会在5分钟内迅速 发生沉淀，这对沉淀系统非常不利。因此，在某些实施例中，将会在容器20中加入晶种粒子 (未图示)，从而能够在该盐或者其他离子杂质处于较低的过饱和状态时在其表面迅速引拌装置23和/或泵25可促进晶种粒子的悬浮分布。在非限制性实施例中，晶种粒子的平均直径约在1到500微米之间，浓度约在沉淀 区域中液体重量的0. 1到30重量百分比(wt% )之间。在一些实施例中，晶种粒子的平均 直径约在5到100微米之间，浓度约在沉淀区域中液体重量的1. 0衬％到20衬％之间。在某 些应用中，晶种粒子由固体颗粒组成，包括但不限于硫酸钙颗粒及其水合物，以引起沉淀。 硫酸钙颗粒的平均直径约在10到200微米之间。在一些实施例中，硫酸钙种子颗粒的浓度 约在沉淀区域中液体重量的0. 1衬％到2. 之间，从而使得该解决方案下离开沉淀装 置的硫酸钙浓度控制在100%到150%的饱和度。应当注意，晶种粒子并不限于某种特定的物质，而将根据沉淀装置具体的应用环 境来选择。在某些实施例中，溢流29被从容器上部的高于液体出口的溢流口排出，以保持等 容循环和/或降低容器20中某些物质的饱和或过饱和程度。溢流29可与用泵25从容器 20底部排出的底部流30混合，形成排放流27。在一些实施例中，底部流30含有10%或者更高重量百分比的沉淀物质。在排放流 27运行时，阀26关闭循环流返回容器20的路径。此外，在容器20的底部设置阀204，可用 来排空容器20。应当注意，沉淀装置12并不限于与特定的超级电容器脱盐装置或者特定的倒极 电渗析装置一起使用。此外，如图4所示，蒸发装置43和结晶器44可被用来使来自于沉淀装置12的排 放流27蒸发或者结晶，从而提高水的回收利用或者实现液体的零排放。图4所示脱盐装置 101可以是任何超级电容器脱盐装置、倒极电渗析装置、其他脱盐装置、或者上述装置的组 合。为了便于描述，一些部件没有画出。本技术领域的技术人员知道如何使用蒸发装置43 和结晶器44，因此在此不再赘述。在一个非限制性实施例中，结晶器44可以是热结晶器，例 如烘干机。在某些应用中，将不会使用蒸发装置43和/或结晶器44。图5所示的是根据本发明的另一个实施例所提供的沉淀装置94。该沉淀装置94 与沉淀装置12相似，但是沉淀装置94含有一个锥形(向下渐缩)的分隔部件940，其半锥 角β约在0到20度之间，以使固体物质(微粒)取得更好的沉降效应。图6所示的是根据本发明的另一个实施例提供的沉淀装置34。沉淀装置34含有 一个位于沉淀装置34上部342外侧的裙体340，该裙体340用于容纳从沉淀装置34上部 342溢出的液体。上部342的上缘344低于裙体340的上缘346，可以作为用于沉淀装置34 固液分离区域中液体的溢流装置。上缘344呈波浪形，或者由一系列的ν型槽(未图示) 构成。图7所示的是根据本发明的另一个实施例提供的沉淀装置44。沉淀装置44与此 处所描述的其他装置相似，但在其固液分离区域444有一个带有多个孔洞442的软管440， 形成第二股液体的多个出口，从而增加固液分离区域444中含盐量的一致性。另一方面，本发明涉及一种方法，包括提供一种沉淀装置，该装置包括置于容 器中的沉淀部件，形成于沉淀部件的沉淀区域和沉淀部件与容器之间的固液分离区域以及 位于容器上部的液体出口，其中，容器和沉淀部件的直径之比约在1. 5到2. 8之间；将第一 股盐溶液输入沉淀区域并从中析出固体；在固液分离区域通过重力作用将固体沉淀下来；将含盐量低于第一股液体的第二股液体从液体出口释放出来。图8所示的是根据本发明的一种实施例所提供的带有搅拌装置540的沉淀装置 54。搅拌装置540包括空心管轴542和叶轮544。第一股液体流545流过管轴542并从叶 轮544下方进入沉淀区域546。叶轮搅拌使得叶轮544的叶片541下形成真空，促使分隔部 件548中的第一股液体545向上流动。依图9所示，根据本发明的另一种实施例，沉淀装置64设有搅拌装置640，该搅拌 装置640包括叶轮642，第一股液体644从叶轮642上方进入沉淀区域646。 依图10所示，根据本发明的另一种实施例，沉淀装置74带有搅拌装置740，该搅拌 装置740包括叶轮742，多股液体744沿不同的方向从叶轮742上方进入沉淀区域746，以 提高沉淀区域746中含盐量的一致性。依图11所示，根据本发明的另一种实施例，沉淀装置84带有搅拌装置840，该搅拌 装置840包括叶轮842，原料流844从叶轮842的下方进入分隔部件848并在沉淀区域846 中扩散析出固体(未图示)。在一些实施例中，输入沉淀装置的第一股液体中含有浓度约为120%到140%饱 和的硫酸钙。从沉淀装置液体出口输出的第二股液体中含有浓度约为100%到120%饱和 的硫酸钙。本文描述的各种实施例的设计特征可以根据具体的应用被替代、互换或者相互结
I=I O实验示例下述示例为本技术领域内的技术人员实施本发明提供进一步的指导。因此，示例 并不限定权利要求书中界定的本发明的范围。图12所示的是在示例中所使用的沉淀装置120的剖视图。沉淀装置120的容器 121由聚甲基丙烯酸甲酯制成，其高度Hl为635毫米，其中，上部122为500毫米，下部123 为135毫米。上部122呈圆柱体，其直径D3为250毫米。下部123呈圆锥形，其锥角为90 度。沉淀部件124呈圆柱体，其直径D4为150毫米，高度为500毫米。分隔部件125呈圆 柱体，其直径为100毫米，高度为402毫米。三叶搅拌装置135 (德国IKARW 20 digital顶 置式机械搅拌器，示意图见图13所示)被置于分隔部件125中，包括管轴和直径为80毫米 的叶轮。叶轮的搅拌速度为300转每分。容器121和沉淀部件124的顶端齐平。直径为350毫米的盖子126盖住容器和沉 淀部件的顶端以防止灰尘进入。有两个样品端口 127和一个产出液体流出口 128。容器121 通过衔接结构129支撑沉淀部件124，沉淀部件通过连结结构130支撑分隔部件125。在分 隔部件125中，用轴承131来支撑搅拌装置的管轴。沉淀装置120放置在基座132上，下部 123低于该基座。下部123包括两个从下部底端向上延伸的排水口 133，一个为循环回流口， 另一个为第一个排水口堵塞时的备用口，还包括从下部底端向下延伸的阀134，用来排空。图13表示的是图12中沉淀装置120的运行示意图。实验过程是一个连续运转的 过程，在实验开始之前，向沉淀装置装入了其成分如表1“最初进料”列所示的20升原料水， 和作为晶种粒子的二水硫酸钙(200克，颗粒直径为50至200微米，来自于上海科程保温材 料有限公司)。输入流(图13中的液体流1)，也就是来自于放电状态下超级电容器脱盐装置(未图示)的输出流，被导入沉淀装置120。超级电容器脱盐装置的每个运行周期包括30分钟 的放电状态和15分钟的充电状态。液体流1的成分如下表1所示。液体流1中硫酸钙的 浓度约为123. 20%的饱和度。处理后的液体(液体流2)回到超级电容器脱盐装置中。液 体流2的成分如表1所示，硫酸钙的浓度只有大约113. 80%饱和。输入流1和输出流2输入和输出容器122的水流速度分别被控制在500毫升/分 钟，相当于8. 6厘米/秒的线速度。固液分离区域中每单位横截面积的水流量约为0. 25加 仑每分钟每平方英尺或者1. 7 X 10-4立方米每秒每平方米。因为固体粒子会持续增长，在 每个30分钟的进料阶段里，流速为6000毫升/分钟的循环回流(液体流3)将会运行4分 钟，以保持固体粒子体积和分布的稳定性。溢出流(液体流4)被用来保持沉淀装置中的水 量的稳定。为了保持固体晶种粒子的稳定，在每个30分钟的进料阶段里有2秒钟的排放阶 段。在排放阶段，容器底部的75毫升浓浆在排放流5中被排放。经过滤，得到大约6 7 克固体颗粒。在排放阶段，溢出流4加入排放流5中。表 权利要求
1.一种沉淀装置，其特征在于，包括置于容器中的沉淀部件，形成于沉淀部件的沉淀区 域和沉淀部件与容器之间的固液分离区域，以及位于容器上部的液体出口，容器直径和沉 淀部件直径之比约在1. 5到2. 8之间。
2.如权利要求1所述的沉淀装置，其特征在于，容器直径与沉淀部件直径之比约在1.6 到2. 2之间。
3.如权利要求1所述的沉淀装置，其特征在于，容器高度和直径之比约在0.2以上。
4.如权利要求1所述的沉淀装置，其特征在于，容器的下部呈锥角约为60度到120度 的锥形，设有供液体或固液混合物返回沉淀区域的循环回流口。
5.如权利要求1所述的沉淀装置，其特征在于，还包括促进沉淀的搅拌装置。
6.如权利要求5所述的沉淀装置，其特征在于，搅拌装置的叶轮直径约为容器直径的 0. 2到0. 4倍，并且有大约2到6片叶片。
7.如权利要求1所述的沉淀装置，其特征在于，还包括位于沉淀部件中的分隔部件，该 分隔部件与沉淀部件从上端和下端相通。
8.如权利要求7所述的的沉淀装置，其特征在于，分隔部件为向下渐缩的半锥角约在0 到20度之间的锥形。
9.如权利要求7所述的的沉淀装置，其特征在于，还包括延伸至分隔部件促进沉淀的 搅拌装置的叶轮，其中分隔部件的直径和叶轮直径的比例约为大于1. 0小于等于2. 0。
10.如权利要求1至9中任一权利要求所述的沉淀装置，其特征在于，容器的上部设有 高于液体出口的溢流口。
11.如权利要求1至9中任一权利要求所述的沉淀装置，其特征在于，还包括位于容器 上部外侧的裙体，用于容纳从容器上部溢出的液体，裙体上缘高于容器上部呈波浪形或者 设有一系列ν型槽的上缘。
12.如权利要求1至9中任一权利要求所述的沉淀装置，其特征在于，容器设有若干个 液体出口。
13.一种含有权利要求1至9中任一权利要求所述的沉淀装置的系统，其特征在于，还 包括向沉淀装置提供供沉淀的液体流并接收从液体出口流出的液体流的脱盐装置。
14.如权利要求13所述的系统，其特征在于，脱盐装置包括超级电容器脱盐装置或者 倒极电渗析装置。
15.一种方法，其特征在于，包括提供一种沉淀装置，包括置于容器中的沉淀部件，形成于沉淀部件的沉淀区域和沉淀部件与容器之间的固液分 离区域；以及位于容器上部的液体出口 ；其中容器直径与沉淀部件直径之比约为1. 5到2. 8之间；向沉淀区域提供第一股液体流，并从中析出固体；在固液分离区域通过重力作用使固体沉淀下来；以及从液体出口排放出含盐量低于第一股液体流的第二股液体流。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括用搅拌装置搅拌以促进沉淀，该搅 拌装置包括空心管轴，第一股液体流通过空心管轴从搅拌装置下方进入沉淀区域。
17.如权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括用搅拌装置搅拌以促进沉淀，该搅 拌装置包括叶轮，第一股液体流从叶轮的上方或者下方进入沉淀装置。
18.如权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括提供多股液体流从不同方向进入 沉淀区域。
19.如权利要求15至18中任一权利要求所述的方法，其特征在于，固液分离区域中每 单位横截面积的液体或固液混合物流量约在0. 82 X ΙΟ"4至3. 3 X ΙΟ"4立方米每秒每平方米 之间。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，还包括向容器中提供晶种粒子。
全文摘要
本发明公开一种沉淀装置、方法及含有该沉淀装置的系统。其中该沉淀装置包括置于容器中的沉淀部件，形成于沉淀部件的沉淀区域和沉淀部件与容器之间的固液分离区域，以及位于容器上部的液体出口。其中，容器直径和沉淀部件直径的比例约在1.5到2.8之间。同时，本发明还涉及相关的方法和含有该沉淀装置的系统。
文档编号B01D61/52GK102139169SQ201010105019
公开日2011年8月3日 申请日期2010年1月29日 优先权日2010年1月29日
发明者夏子君, 夏激扬, 张伟明, 张呈乾, 熊日华, 蔡巍, 詹姆斯·M·席尔瓦 申请人:通用电气公司