海水淡化的方法技术

本发明专利技术涉及海水淡化技术领域，公开了一种海水淡化的方法，该方法包括：(1)将冰浆和/或水合物浆进行固液分离，得到固体产物和液体产物；(2)将所述固体产物和吸水材料进行混合，以吸附所述固体产物中的高浓度盐水，得到混合物；(3)将所述混合物进行旋风分离，得到脱盐产物和吸附有高浓度盐水的吸水材料；(4)将所述脱盐产物进行热分解，得到脱盐淡水；其中，所述冰浆通过将海水进行冷冻处理得到，所述水合物浆通过将海水与水合物形成物质混合反应得到。本发明专利技术将安全、廉价、可回收循环利用的吸水材料用于海水淡化，促进冰/水合物与高浓度盐水的分离，实现了海水的快速高效淡化，可有效提高海水淡化效率、降低海水淡化成本。

Methods of desalination

【技术实现步骤摘要】
海水淡化的方法
本专利技术涉及海水淡化
，具体涉及一种海水淡化的方法。
技术介绍
海水淡化指的是从海水中取得脱盐淡水的过程，是解决脱盐淡水资源短缺问题的有效途径，现有的海水淡化方法主要包括蒸馏法、反渗透法、电渗析法、冷冻法、水合物法等：(1)蒸馏法是通过加热使水蒸发成为水蒸气，与盐分离，再将水蒸气冷凝得到液态脱盐淡水。蒸馏法进行海水淡化的能耗高，在应用时会产生结垢腐蚀的问题。(2)反渗透法主要是采用反渗透膜在外界压力作用下使溶液中的溶剂与溶质进行分离，从而除去盐分，提取脱盐淡水。反渗透法在应用之前，需要对海水进行严格的预处理，反渗透膜的使用寿命较短，需要定期更换，在海水温度较低时需要进行加热处理，高压压缩海水回收率低，制水成本高。(3)电渗析法是以直流电为推动力，利用阴、阳离子交换膜对溶液中阴、阳离子的选择透过性，使一个水体中的离子通过膜迁移到另一个水体中的物质分离过程。电渗析法同样对水质有一定的要求，且对不带电的杂质无脱除能力，使得该方法在应用中受限。(4)冷冻法，即冷冻海水使之结冰，在液态脱盐淡水变成固态冰的同时盐被分离出去。(5)水合物法是利用在低温下水合物形成物质与水分子形成水合物固体，与盐分分离，最后经固液分离后分解水合物得到脱盐淡水。冷冻法及水合物法的基本原理都是利用水在转化为冰/水合物过程中的排盐效应将水以固相的形式从海水中提取出来，随后进行分离得到脱盐淡水。其优势在于，与蒸馏法相比，冷冻法/水合物法的能耗更低，同时低温的操作环境避免了结垢和腐蚀问题。与反渗透法相比，海水冷冻法/水合物法对水质的要求不高，不需要对海水进行预处理，成本较低。但其局限性是通过冷冻法和水合物法形成的冰/水合物中依旧吸附着大量的高浓度盐水，分解后得到的水依旧存在一定的盐度，使得海水淡化效率不高。与其它海水淡化方法相比，冷冻法及水合物法具有一定的优势，但其海水淡化效率较低，因此，针对冷冻法及水合物法海水淡化效率低的问题，亟需提出一种新的改进的海水淡化方法，可有效降低成本、提高脱盐效率，增强海水淡化效果。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的成本高和海水淡化效率低的问题，提供一种海水淡化的方法，该吸水材料促进冰/水合物与高浓度盐水的分离，实现海水的快速高效淡化，其中，所述吸水材料可以回收循环利用，节约了海水淡化成本。为了实现上述目的，本专利技术提供一种海水淡化的方法，该方法包括：(1)将冰浆和/或水合物浆进行固液分离，得到固体产物和液体产物；(2)将所述固体产物和吸水材料进行混合，以吸附所述固体产物中的高浓度盐水，得到混合物；(3)将所述混合物进行旋风分离，得到脱盐产物和吸附有高浓度盐水的吸水材料；(4)将所述脱盐产物进行热分解，得到脱盐淡水；其中，所述冰浆通过将海水进行冷冻处理得到，所述水合物浆通过将海水与水合物形成物质混合反应得到。优选地，所述海水的温度为0-10℃；进一步优选地，所述海水选自海底的低温海水和/或经预冷的表层海水。优选地，所述水合物形成物质为与水不互溶的有机物。优选地，所述水合物形成物质选自一氟二氯乙烷、一氯二氟乙烷和环戊烷中的至少一种。优选地，所述海水与水合物形成物质的体积比为1-5：1，优选为2-4：1。优选地，所述方法还包括对所述吸附有高浓度盐水的吸水材料进行再生处理。相比现有技术，本专利技术的优势在于：(1)本专利技术将安全、廉价、可回收循环利用的吸水材料应用于海水淡化，降低了海水淡化的成本；(2)本专利技术采用吸水材料促进冰/水合物与高浓度盐水的分离，实现了海水的高效淡化；(3)本专利技术采用固液分离、吸水材料吸附和旋风分离相结合的方式脱除冰/水合物中吸附的高浓度盐水，与采用单一的方式(例如：真空抽滤)相比，大大提高了海水的脱盐率；(4)本专利技术中海水优选采用海底的低温海水和/或经预冷的表层海水，更有利于降低海水淡化降温操作的能耗；(5)采用本专利技术提供的海水淡化的方法，该方法的脱盐效率可达77-89％，淡水的产率高达48-57％。具体实施方式在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本专利技术提供一种海水淡化的方法，该方法包括：(1)将冰浆和/或水合物浆进行固液分离，得到固体产物和液体产物；(2)将所述固体产物和吸水材料进行混合，以吸附所述固体产物中的高浓度盐水，得到混合物；(3)将所述混合物进行旋风分离，得到脱盐产物和吸附有高浓度盐水的吸水材料；(4)将所述脱盐产物进行热分解，得到脱盐淡水；其中，所述冰浆通过将海水进行冷冻处理得到，所述水合物浆通过将海水与水合物形成物质混合反应得到。在本专利技术中，没有特殊的说明，所述高浓度盐水是指冰/水合物生成后剩余的海水，在固液初步分离后存在于冰/水合物的空隙或晶格空隙之间。在本专利技术中，对所述海水的温度没有特别的限定，为了降低海水淡化降温操作的能耗，优选地，所述海水的温度为0-10℃。对所述海水的来源选择范围较宽，为了降低能耗，进一步优选地，所述海水选自海底的低温海水和/或经预冷的表层海水。在本专利技术公开的基础上，本领域技术人员知晓如何取得所述海水。在本专利技术中，对所述冷冻处理的条件具有较宽的选择范围，优选地，所述冷冻处理的条件包括：温度为-15至-5℃，优选为-15至-10℃，时间为5-30h，优选为8-12h。采用优选的冷冻处理的条件更有利于在海水转化为冰浆过程中初步排出高浓度盐水。根据本专利技术的一种优选实施方式，将海底的低温海水和/或经预冷的表层海水在-15至-5℃的温度范围内、冷冻处理5-30h，得到所述冰浆。在本专利技术中，对所述混合反应的条件具有较宽的选择范围，优选地，所述混合反应的条件包括：温度为-15至5℃，优选为0-3℃；时间为5-30h，优选为8-12h。采用优选的混合反应的条件更有利于在海水转化为水合物浆过程中初步排出高浓度盐水。在本专利技术中，对所述水合物形成物质的种类选择范围较宽，以能够实现与海水进行混合反应能够得到水合物浆为准。优选地，所述水合物形成物质为与水不互溶的有机物；进一步优选地，所述水合物形成物质选自一氟二氯乙烷、一氯二氟乙烷和环戊烷中的至少一种，更优选为环戊烷。在本专利技术中，所述水合物形成物质的用量与所述海水的用量有关，优选地，所述海水与水合物形成物质的体积比为1-5：1，进一步优选为2-4：1。根据本专利技术的一种优选实施方式，将一定体积比的海水与水合物形成物质在-15至5℃的温度范围内、混合反应5-30h，得到水合物浆。在本专利技术中，没有特殊的说明，所述冰浆是指吸附有高浓度盐水的冰和高浓度盐水；所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海水淡化的方法，该方法包括：/n(1)将冰浆和/或水合物浆进行固液分离，得到固体产物和液体产物；/n(2)将所述固体产物和吸水材料进行混合，以吸附所述固体产物中的高浓度盐水，得到混合物；/n(3)将所述混合物进行旋风分离，得到脱盐产物和吸附有高浓度盐水的吸水材料；/n(4)将所述脱盐产物进行热分解，得到脱盐淡水；/n其中，所述冰浆通过将海水进行冷冻处理得到，所述水合物浆通过将海水与水合物形成物质进行混合反应得到。/n

【技术特征摘要】
1.一种海水淡化的方法，该方法包括：
(1)将冰浆和/或水合物浆进行固液分离，得到固体产物和液体产物；
(2)将所述固体产物和吸水材料进行混合，以吸附所述固体产物中的高浓度盐水，得到混合物；
(3)将所述混合物进行旋风分离，得到脱盐产物和吸附有高浓度盐水的吸水材料；
(4)将所述脱盐产物进行热分解，得到脱盐淡水；
其中，所述冰浆通过将海水进行冷冻处理得到，所述水合物浆通过将海水与水合物形成物质进行混合反应得到。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述海水的温度为0-10℃；
优选地，所述海水选自海底的低温海水和/或经预冷的表层海水；
优选地，所述冷冻处理的条件包括：温度为-15至-5℃，优选为-15至-10℃，时间为5-30h，优选为8-12h；
优选地，所述混合反应的条件包括：温度为-15至5℃，优选为0-3℃；时间为5-30h，优选为8-12h。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述水合物形成物质为与水不互溶的有机物；
优选地，所述水合物形成物质选自一氟二氯乙烷、一氯二氟乙烷和环戊烷中的至少一种；
优选地，所述海水与水合物形成物质的体积比为1-5：1，优选为2-4：1。


4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，步骤(1)中，所述固液分离为抽滤；
优选地，所述抽滤的条件包括：温度为-15至5℃，优选为-15至3℃，时间为2-30min，优选为3-5min。


5.根据权利要求4所述的方法，其中，步骤(1)包括对所述冰浆进行抽滤，所述抽滤的条件包括：温度为-15至-5℃，优选为-15至-10℃，时间为2-30min，优选为3-5min；和/或，
步骤(1)包括对所述水合物浆进行抽滤，所述抽滤的条件包括：温度为-15至5℃，优选为0-3℃，时间为2-30min，优选为3-5min。


6.根据权利要求1所述的方法，其中，以g计的吸水材料与以mL计的海水的用量比为1-5：1，优选为2-4：1；
优选地，所述吸水材料选自多孔硅胶和吸水树脂中的至少一种；
优选地，所述吸水材料的平均粒径为120μm-5mm，进一步优选为200μm-2mm；
优选地，所述多孔硅胶为无机硅胶，进一步优选选自细孔硅胶、B型硅胶和粗孔硅胶中的至少一种，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈立涛，于常宏，孙宝江，杨唐杨，王志远，高永海，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东;37