盐水高温电渗析淡化方法
【专利摘要】盐水高温电渗析淡化方法，采用高温对盐水进行淡化，将盐水通过离心泵打入超滤预处理装置，将经过预处理后的盐水通过离心泵打入夹套式电加热罐中加热升温至60～80℃，然后再送至装有分子筛的吸附罐中静置4～6小时，再送至夹套式电加热罐加热至60～80℃后由离心泵送至电渗析装置的浓淡室中，并向浓淡室中加入0.05～0.1mol/L的盐酸溶液；在电渗析装置中配制浓度为0.2～0.3mol/L的Na2SO4溶液，将Na2SO4溶液经离心泵打入电渗析装置的极室，直至电渗析装置淡化室出口产水电导率降低为500～800μs/cm时，通入淡水罐。本发明的盐水高温电渗析淡化方法采用超滤预处理结合高温电渗析可对高盐水进行有效淡化，提高了电渗析的极限电流，减少了极化沉淀，延长了电渗析装置的运行周期。
【专利说明】
盐水高温电渗析淡化方法
技术领域
[0001]本发明涉及盐水淡化技术领域，具体涉及一种盐水高温电渗析淡化方法。
【背景技术】
[0002]我国是淡水资源缺乏的国家，海水淡化作为淡水资源的增量技术，已成为解决水资源短缺的战略性选择。自20世纪80年代后，随着反渗透膜性能和能量回收装置效率的提高，大型反渗透海水淡化能耗降低至3?5kWh/t之间，并以投资省、占地面积小、建设周期短等优势逐步取代了热法海水淡化技术，占据了中国海水淡化市场2/3以上的市场份额，成为目前主流的海水淡化技术。但在解决淡水资源补给问题的同时，暴露出了许多不足之处:能量回收装置价格昂贵、反渗透系统的操作压力高达5?8MPa、管道为钢材质而易腐蚀、设备成本高、反渗透膜使用寿命短、设备噪音较大(>90分贝)。近年来，随着电渗析技术的不断进步，电渗析海水淡化技术日趋完善成熟。
[0003]电析法就是水中的离子在直流电场的作用下，通过半透膜对盐水中的盐进行处理，实现盐水淡化。最初的惰性半透膜电析法，主要用于溶胶的提纯，电流效率很低。电析法脱盐用的选择性离子交换膜有两种:①阳膜，只允许阳离子透过的阳离子交换膜;②阴膜，只允许阴离子透过的阴离子交换膜。通过阴膜和阳膜交替排列，在中间衬以隔板(其中安置了水流通道)，夹紧之后，在两端加上电极，就成了电析脱离盐水装置。当海水或工业盐水流经电析器时，在直流电场的作用下，阴离子透过阴膜向阳极方向迀移，途中被阳膜挡住去路，被水流冲洗而出；阳离子透过阳膜向阴极方向迀移，途中被阴膜挡住，也被水流冲出。透过阳膜或阴膜的水为淡水。结果，从大约一半的夹层流出的水为淡水，从另一半流出的则为浓缩的海水或工业盐水。电析脱盐所用的半透膜，要求电阻低、透过的选择性高、交换容量大和水的电渗小之外，还要求有一定的机械强度、尺寸不变和化学稳定性高等。在电渗析脱盐过程中，反离子(电荷与膜内交换基团相反的离子)在膜内的迀移速度比在溶液里大，致使淡化夹层的内膜半身，溶液界面上的离子浓度低于主体溶液浓度而形成浓度差。当电流升至某值时，扩散迀移的离子不足以补充界面上离子的缺额，而使界面浓度趋近于零，这时的电流称为极限电流。如再增加电流，迫使界面上的水分子解离，由解离出的H和OH来承担超过极限值那部分电流的输送。这种现象称为极化现象。这不仅使电流白白消耗在无助于脱盐的H和OH的迀移上，而且会引起溶液的pH值发生变化，使钙盐镁盐之类的离子浓度的乘积超过溶度积，而在浓缩海水夹层的阴膜和阳膜的表面沉淀，阻塞水流通道，甚至被迫停机拆洗。
【发明内容】
[0004]本发明提供了一种盐水高温电渗析淡化方法，以解决现有技术存在的极限电流小容易极化沉淀和能耗高的问题。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0006]—种盐水高温电渗析淡化方法，采用高温对盐水进行淡化，具体步骤如下:
[0007](I)将盐水通过离心栗打入超滤预处理装置，除去原始海水中的悬浮物和细菌污染物，将经过预处理后的盐水通过离心栗打入夹套式电加热罐中；
[0008](2)在夹套式电加热罐中将盐水加热升温至60?80°C，然后再送至装有分子筛的吸附罐中静置4?6小时，再送至夹套式电加热罐加热至60?80°C后由离心栗送至电渗析装置的浓淡室中，并向浓淡室中加入0.05?0.lmol/L的盐酸溶液；
[0009](3)在电渗析装置中配制浓度为0.2?0.3mol/L的Na2SO4溶液，将Na2SO4溶液经离心栗打入电渗析装置的极室，控制浓淡室与极室流速为100?300L/h;
[0010](4)电渗析装置中的电流密度控制为200?400A/m2，经循环脱盐，直至电渗析装置淡化室出口产水电导率降低为500?800ys/cm时，通入淡水罐。
[0011]本发明采用高温电渗析，可明显地提高极限电流，防止极化沉淀和降低耗能量。例如:75C时的极限电流为25C时的2.5倍，而耗电量仅为25C时的50%。电析脱盐是离子在电场中迀移的结果，可用于含盐量高的海水淡化，或制造工业纯水，或用于淡化苦咸水。
[0012]本发明的盐水高温电渗析淡化方法采用超滤预处理结合高温电渗析可对高盐水进行有效淡化，提高了电渗析的极限电流，减少了极化沉淀，延长了电渗析装置的运行周期。
【具体实施方式】
[0013]—种盐水高温电渗析淡化方法，采用高温对盐水进行淡化，具体步骤如下:
[0014](I)将盐水通过离心栗打入超滤预处理装置，除去原始海水中的悬浮物和细菌污染物，将经过预处理后的盐水通过离心栗打入夹套式电加热罐中；
[0015](2)在夹套式电加热罐中将盐水加热升温至60?80°C，然后再送至装有分子筛的吸附罐中静置4?6小时，再送至夹套式电加热罐加热至60?80°C后由离心栗送至电渗析装置的浓淡室中，并向浓淡室中加入0.05?0.lmol/L的盐酸溶液；
[0016](3)在电渗析装置中配制浓度为0.2?0.3mol/L的Na2S04溶液，将Na2SO4溶液经离心栗打入电渗析装置的极室，控制浓淡室与极室流速为100?300L/h;
[0017](4)电渗析装置中的电流密度控制为200?400A/m2，经循环脱盐，直至电渗析装置淡化室出口产水电导率降低为500?800ys/cm时，通入淡水罐。
[0018]本发明采用高温电渗析，可明显地提高极限电流，防止极化沉淀和降低耗能量。例如:75C时的极限电流为25C时的2.5倍，而耗电量仅为25C时的50%。电析脱盐是离子在电场中迀移的结果，可用于含盐量高的海水淡化，或制造工业纯水，或用于淡化苦咸水。
【主权项】
1.一种盐水高温电渗析淡化方法，其特征是采用高温对盐水进行淡化，具体步骤如下: (1)将盐水通过离心栗打入超滤预处理装置，除去原始海水中的悬浮物和细菌污染物，将经过预处理后的盐水通过离心栗打入夹套式电加热罐中； (2)在夹套式电加热罐中将盐水加热升温至60?80°C，然后再送至装有分子筛的吸附罐中静置4?6小时，再送至夹套式电加热罐加热至60?80°C后由离心栗送至电渗析装置的浓淡室中，并向浓淡室中加入0.05?0.lmol/L的盐酸溶液； (3)在电渗析装置中配制浓度为0.2?0.3mol/L的Na2S04溶液，将Na2S04溶液经离心栗打入电渗析装置的极室，控制浓淡室与极室流速为100?300L/h; (4)电渗析装置中的电流密度控制为200?400A/m2，经循环脱盐，直至电渗析装置淡化室出口产水电导率降低为500?800ys/cm时，通入淡水罐。
【文档编号】C02F1/469GK106044971SQ201610578556
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月21日 公开号201610578556.8, CN 106044971 A, CN 106044971A, CN 201610578556, CN-A-106044971, CN106044971 A, CN106044971A, CN201610578556, CN201610578556.8
【发明人】张义春, 孙海祥, 丁忠良, 常志周, 常根岭, 冯帅帅, 孙丹娜, 黄远宁, 张阿慧
【申请人】沧州中铁装备制造材料有限公司, 浩岩资源集团有限公司