多效浓度交换除垢系统技术方案

多级热脱盐系统连同其相关的使用方法一起允许通过使两个相邻的物理脱盐级之间的过程的饱和级交替来对暴露于饱和盐水的子系统除垢。该脱盐系统设置有至少一个传送管道、至少一个泵和用于容许正通过较高级脱盐子系统和较低级脱盐子系统脱盐的盐水进行交换的阀。通过用较低盐浓度盐水代替较高盐浓度脱盐子系统中的饱和盐水，较高盐浓度脱盐子系统中的结垢减少，同时饱和负载作用在另一个脱盐子系统上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多效浓度交换除垢系统
本专利技术提供了一种提高多效蒸发或闪蒸脱盐过程的可靠性的方法。更具体地，该方法定期交换以每种效果处理的盐水的浓度以使得在运行期间实现除垢。
技术介绍
处理废盐水以减小体积变得日益重要，尤其对于采矿、油气和内陆脱盐系统而言。矿山会产生通常被筑塘的尾矿水。油气开采操作会在油气储层内或在处理期间产生盐水。脱盐越来越多地用于两种行业中，因为规章要求处理受损的水。脱盐还在沿海地区用来由海水产生淡水，其中更多的废盐水返回海洋。内陆淡盐水可被脱盐；然而，常常没有方便的处理废盐水的方式。常见的废盐水管理选择包括向下水道或环境排出、筑塘、深井注入或在浓缩器和结晶器中处理以产生固体盐。前面两种方法的使用由于越来越严格的环境管制和相关的成本而变得更加具有挑战性。这使得将重心转移到所谓的零液体排出(ZLD)工艺。在这样的工艺中，浓缩器和结晶器被用来蒸馏提取水和产生固体，该固体然后可被填埋或投入二次使用。由于对在超过反渗透系统的渗透压力极限的高浓度下操作的需求，这样的ZLD工艺包含蒸发-冷凝循环。在这样的蒸发-冷凝循环中，含盐的废盐水中的水被蒸发至接近纯蒸气并冷凝以回收接近纯的液态水。尽本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多级脱盐系统，包括：(a)较高级脱盐子系统，其包括用于使第一盐水在第一温度下蒸发的第一蒸发级和与所述第一蒸发级流体联接的第一冷凝级，所述第一冷凝级用于使来自在所述第一蒸发级中从所述盐水蒸发的蒸气的产物水冷凝；(b)较低级脱盐子系统，其包括用于使第二盐水在第二温度下蒸发的第二蒸发级和与所述第二蒸发级流体联接的第二冷凝级，所述第二冷凝级用于使来自在所述第二蒸发级中从所述盐水蒸发的蒸气的产物水冷凝，其中所述第二温度比所述第一温度低；(c)第一泵和第二泵，其分别与所述较高级脱盐子系统和所述较低级脱盐子系统流体联接，用于泵送所述盐水通过所述脱盐子系统；(d)至少一个传送管道，其将所述较高级脱盐系统和...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.26 US 61/909,2881.一种多级脱盐系统，包括：(a)较高级脱盐子系统，其包括用于使第一盐水在第一温度下蒸发的第一蒸发级和与所述第一蒸发级流体联接的第一冷凝级，所述第一冷凝级用于使来自在所述第一蒸发级中从所述盐水蒸发的蒸气的产物水冷凝；(b)较低级脱盐子系统，其包括用于使第二盐水在第二温度下蒸发的第二蒸发级和与所述第二蒸发级流体联接的第二冷凝级，所述第二冷凝级用于使来自在所述第二蒸发级中从所述盐水蒸发的蒸气的产物水冷凝，其中所述第二温度比所述第一温度低；(c)第一泵和第二泵，其分别与所述较高级脱盐子系统和所述较低级脱盐子系统流体联接，用于泵送所述盐水通过所述脱盐子系统；(d)至少一个传送管道，其将所述较高级脱盐系统和所述较低级脱盐系统流体联接；和(e)阀，其至少与所述至少一个传送管道流体联接，所述阀能配置成使所述多级脱盐系统在通常模式与交换模式下操作，在所述通常模式下，所述第一和第二盐水分别在所述较高级脱盐子系统和所述较低级脱盐子系统中蒸发和冷凝，在所述交换模式下，所述第一和第二盐水被交换并随后分别在所述较低级脱盐子系统和所述较高级脱盐子系统中蒸发和冷凝。2.根据权利要求1所述的系统，还包括热交换器，所述热交换器将所述第一冷凝级与所述第二蒸发级热联接，以从所述第一冷凝级向所述第二蒸发级传热。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述较高级脱盐系统和所述较低级脱盐系统中的每一者都包括多效蒸馏系统或多级闪蒸系统。4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一蒸发级包括第一加湿器，所述第一冷凝级包括第一除湿器，所述第二蒸发级包括第二加湿器，且所述第二冷凝级包括第二除湿器，并且其中，用于输送在所述第一加湿器中蒸发的蒸气的第一载气流经包括所述第一加湿器和所述第一除湿器的第一闭环载气回路，且用于输送在所述第二加湿器中蒸发的蒸气的第二载气流经包括所述第二加湿器和所述第二除湿器的第二闭环载气回路。5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述至少一个传送管道包括容许流体从所述较高级脱盐子系统传送到所述较低级脱盐子系统的向下传送管道，并且其中，在所述通常模式下的操作包括将在所述第一蒸发级中未蒸发的、来自所述较高级脱盐子系统的第一盐水泵送到所述第二蒸发级以进一步蒸发。6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述至少一个传送管道包括容许流体从所述较低级脱盐子系统传送到所述较高级脱盐子系统的向上传送管道，并且其中，从所述通常模式到所述交换模式的转换包括将所述第二盐水经由所述向上传送管道泵送到所述较高级脱盐子系统以及将所述第一盐水经由所述向下传送管道泵送到所述较低级脱盐子系统。7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述向下传送管道穿过所述第一除湿器并与所述第二加湿器流体联接，其中，所述产物水冷凝在所述向下传送管道的位于所述第一除湿器内的部分上。8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述向上传送管道将所述第一加湿器流体联接到所述向下传送管道上的在所述第一除湿器与所述第二加湿器之间的位置。9.根据权利要求6所述的系统，其中，当处于所述通常模式时，所述第一盐水流经包括所述第一加湿器的第一闭环盐水回路，且所述第二盐水流经包括所述向下传送管道和所述第二加湿器的、与所述第一闭环盐水回路不重叠的第二闭环盐水回路。10.根据权利要求9所述的系统，还包括：(a)用于提取固态盐或水溶液的盐提取系统；(b)盐水传送管道，其将所述盐提取系统与所述第一和第二闭环盐水回路流体联接；和(c)沿所述盐水传送管道定位的盐水排出阀，其能操作成选择性地将来自所述第一闭环盐水回路的所述第一盐水或来自所述第二闭环盐水回路的所述第二盐水送至所述盐提取系统。11.根据权利要求9所述的系统，还包括：(a)沿所述第一和第二闭环盐水回路定位的盐度传感器；和(b)与所述盐度传感器和所述盐水排出阀通信联接的控制器，所述控制器配置成执行一方法，所述方法包括：(i)利用所述盐度传感器确定所述第一和第二盐水的盐浓度；以及(ii)当所述第一或第二盐水的盐浓度等于或超过交换阈值时：(1)将所述第二盐水传送到盐提取系统；(2)将所述盐提取系统输出的废盐水传送到所述第二闭环盐水回路；和(3)在再次将所述第二盐水传送到所述盐提取系统并且将所述废盐水传送到所述第二闭环盐水回路之前等待至少一个交换时间段。12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述交换阈值是所述第一或第二盐水在处于饱和时的盐浓度。13.根据权利要求10所述的系统，还包括：(a)沿所述第一和第二闭环盐水回路定位的盐度传感器；和(b)与所述盐度传感器和所述阀通信联接的控制器，所述控制器配置成执行一方法，所述方法包括：(i)利用第一和第二盐度传感器确定所述第一和第二盐水的盐浓度；(ii)当所述第一或第二盐水的盐浓度满足或超过交换阈值时，在所述通常模式与所述交换模式之间转换；以及(iii)在再次在所述通常模式与所述交换模式之间转换之前等待至少一个交换时间段。14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述交换阈值是所述第一或第二盐水在处于饱和时的盐浓度。15.根据权利要求13所述的系统，其中，所述第一加湿器包括第一排泄盆部且所述第二加湿器包括第二排泄盆部，并且其中所述方法还包括：在介于所述通常模式与所述交换模式之间转换之前，通过使所述泵减速来将所述第一盐水和所述第二盐水中的至少一部分分别排泄到所述第一排泄盆部和第二排泄盆部中。16.根据权利要求13所述的系统，其中，所述盐水排出阀还能操作成使所述盐提取系统输出的废盐水返回到所述第一或第二闭环盐水回路，并且其中所述方法还包括：在介于所述通常模式与所述交换模式之间转换之后：(a)将所述第一闭环盐水回路中的盐水传送到所述盐提取系统；以及(b)将所述盐提取系统输出的废盐水传送到所述第一闭环盐水回路。17.根据权利要求9所述的系统，还包括：(a)沿所述第一或第二闭环盐水回路定位的压力传感器或流量传感器；和(b)与所述压力传感器或流量传感器以及所述阀通信联接的控制器，所述控制器配置成执行一方法，所述方法包括：(i)利用所述压力传感器或流量盐度传感器确定所述第一或第二闭环盐水回路内的压力或流量；(ii)当所述压力或流量等于或超过交换阈值时，在所述通常模式与所述交换模式之间转换；以及(iii)在再次在所述通常模式与所述交换模式之间转换之前等待至少一个交换时间段。18.根据权利要求9所述的系统，还包括与所述阀通信联接的控制器，所述控制器配置成响应于经过的脱盐时间而在所述通常模式与所述交换模式之间转换。19.根据权利要求18所述的系统，其中，所述控制器等待不同的时间以从所述通常模式转换到所述交换模式和从所述交换模式转换到所述通常模式。20.根据权利要求4所述的系统，其中，当处于所述通常模式时，所述第一盐水流经包括所述第一加湿器和第一盐水储器的第一闭环盐水回路，且所述第二盐水流经包括所述第二加湿器和第二盐水储器的、与所述第一闭环盐水回路不重叠的第二闭环盐水回路，并且其中，从所述通常模式到所述交换模式的交换包括将所述阀配置成使得所述第一加湿器与所述第二盐水储器流体联接并且使得所述第二加湿器与所述第一盐水储器流体联接。21.根据权利要求20所述的系统，其中，所述至少一个传送管道包括容许流体从所述较高级脱盐子系统传送到所述较低级脱盐子系统的向下传送管道，并且其中，在通常模式下的操作包括将在所述第一蒸发级中未蒸发的、来自所述较高级脱盐子系统的第一盐水泵送到所述第二蒸发级以进一步蒸发。22.根据权利要求21所述的系统，其中，所述向下传送管道穿过所述第一除湿器并与所述第二加湿器流体联接，其中所述产物水冷凝在所述向下传送管道的位于所述第一除湿器内的部分上。23.根据权利要求20所述的系统，还包括用于提取固态盐或水溶液的第一盐提取系统和第二盐提取系统，并且所述第一盐提取系统和所述第二盐提取系统分别包括第一盐水储器和第二盐水储器。24.根据权利要求23所述的系统，还包括：(a)沿所述第一和第二闭环盐水回路定位的盐度传感器；和(b)与所述盐度传感器和所述阀通信联接的控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·斯帕罗，S·纳维德，
申请(专利权)人：苏特沃克技术有限公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA