[发明专利]用于水脱盐的设备及该设备的使用以及过程

说明书

公开了一种用于使水脱盐的过程。所述过程包括以下步骤：在第一脱盐步骤中，将盐溶液的供给流2'传送通过包括至少一个反渗透脱盐单元4'的反渗透膜脱盐设施3'，以形成：相对于盐溶液的供给流2'的盐浓度而言具有降低的盐浓度的第一产品水流5'，以及相对于盐溶液的供给流2'的盐浓度而言具有提高的盐浓度的第一副产品流6'，其中，在第二脱盐步骤中，第一副产品流6'被传送通过降膜结晶单元7，以形成：相对于第一副产品流6'的盐浓度而言具有降低的盐浓度的第二产品水流8，以及相对于第一副产品流6'的盐浓度而言具有提高的盐浓度的第二副产品流9。本发明还涉及一种用于执行所述过程的设备1。此外，本发明也涉及对所述过程或所述设备1的如下使用，即：用于降低第一副产品流6'的量，所述第一副产品流6'是反渗透膜脱盐设施3'的，优选为内陆脱盐设施3'的，或者存在于用于生产脱盐水、用于制盐、用于电力和脱盐水的合作生产或用于空气调节的装置或设施或过程中。

背景技术

本发明涉及一种用于盐溶液的脱盐的过程。本发明还涉及一种用于执行此过程的设备，以及所述过程或所述设备的如下使用，即：用于降低浓缩的盐溶液副产品的量，所述浓缩的盐溶液副产品是反渗透膜脱盐设施的，或者存在于用于生产脱盐水、用于制盐、用于电力和脱盐水的合作生产或用于空气调节的装置或设施或过程中。

在本申请中，术语“盐溶液”表示包含至少一种溶解盐的任何水溶液，并且术语“第一副产品流”表示从反渗透（RO）膜脱盐设施获得的浓缩的盐溶液副产品。浓缩的盐溶液的其它示例包括海水、半咸水或矿井水。要注意的是，RO膜脱盐设施的盐溶液供给流和第一副产品流，以及浓缩的盐溶液的其它上述示例，全部都包含至少一种溶解无机盐，通常为NaCl。

淡水是公众和生活用水、农业中的灌溉和畜牧业以及工业上的多种过程所需要的。在本申请中，术语“淡水”一般表示以具有低浓度的溶解盐和其它总溶解固体为特征的水，并且特定地排除海水和半咸水。在一个实施例中，“淡水”表示包含小于3,000 ppm的溶解盐的水，优选包含小于1,000 ppm的溶解盐的水，最优选包含小于500 ppm的溶解盐的水。饮用水是淡水的一个示例。由于缺少均匀分布的淡水供应，因此在许多地区中有必要通过对例如来自海洋的盐溶液的脱盐来获得淡水。在本申请中，术语“第一产品水流”表示通过本发明的过程、设备或使用而获得的淡水。

反渗透（RO）是用于水脱盐的最普遍的技术，并且反渗透脱盐设备和反渗透脱盐方法在例如US 4,115,274或US 4,125,463中被公开。在膜分离过程中，通过将盐溶液加压到超出其渗透压力，以及基本上使用膜从加压的溶液过滤出盐离子并且只允许水通过，从所述溶液回收水。RO技术中主要的能量消耗源自对盐溶液的加压。当通过使用装置从排出的浓缩盐溶液流（第一副产品流）回收机械压缩能量，来最小化由释放浓缩盐溶液的压力而产生的能量损失时，能够有利地获得利用RO技术情况下的相对较低的能量消耗。由于RO技术有利的经济性，它是用于脱盐的最普遍的商用技术，所述经济性主要源自相对有利的能量消耗。

尽管如此，RO技术也有其缺点。由于回收额外的淡水所需的压力随着盐溶液或盐水流被浓缩而增加，因此RO系统的水回收率趋于变低。那么，特别是对内陆RO设施（inlandRO plants）而言，相关的另一个主要缺点则是处置来自RO设施的大量的浓缩盐溶液副产品流（第一副产品流）的成本和环境影响。例如，盐溶液副产品通常被排出到海洋或内陆地表水，或者被注入到深井中。这样的做法是不环保的，并且因此它们不再是可接受的。因此，需要具有用于提高回收淡水的量、降低来自RO设施的第一副产品流（浓缩的盐溶液）的量并且不引起对环境的额外危害的过程和设备。