盐水饱和器制造技术

公开了一种盐水饱和方法。该方法包括通过流过在其中盐溶解到不饱和盐水流(15)中以产生高盐度流(11)的盐水饱和器(5)增加不饱和盐水流(15)的盐度；然后通过流过渗透动力单元(20)将存在于所述高盐度流(11)中的潜在渗透能转换为动力。该方法进一步包括将从流过渗透动力单元(12)的高盐度流(11)得到的输出流用作不饱和盐水流(15)。作不饱和盐水流(15)。作不饱和盐水流(15)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】盐水饱和器


[0001]本专利技术涉及一种盐水饱和方法。更特别地，但不限于此的是，本专利技术涉及从例如作为氯碱方法的前体的盐水饱和中使用的液体流产生动力，特别是生成电能。本专利技术还涉及一种用于这种方法的装置。

技术介绍

[0002]对于许多使用盐溶液的工业方法，盐溶液的盐度越高越好，并且在一些情况下，溶液要饱和。这种方法之一是其中盐溶液(主要是氯化钠)经过电解的用于工业生产氯气的氯碱方法。总反应如下所示。
[0003]2NaCl+2H2O
→
2NaOH+H2+Cl2[0004]对于该方法，送入电解槽的盐溶液的浓度应该优选为尽可能高，或完全饱和。较高的盐溶液浓度可以使电解槽以较高的功率效率运行，并在每单位体积的盐溶液中获得较高的氯气产量。
[0005]因为这些方法同时消耗盐和水，所以必须向系统中加入新的水和盐。盐可以直接加入到耗尽的盐水流中，以增加浓度使其恢复到饱和状态，或者作为新的刚刚准备的盐水，这也给该方法带来新的水。为了将盐溶解在水中(产生新鲜盐水)或耗尽的盐水(直接补充)，使用盐水饱和器。
[0006]盐水饱和器可以用于提高盐水流的盐度。通常，盐水饱和器分为两类：上流式饱和器和下流式饱和器。
[0007]在上流式饱和器中，不饱和溶液与盐一起流入饱和器罐的底部。一个以上的流动发生器用以在饱和器罐中产生向上的液体流动。由于向上的流动，在饱和器中形成未溶解的盐的流化床，并且当不饱和溶液通过该溶液向上移动时，其变得饱和。上流式饱和器的极限通常由将盐颗粒带到表面的溶液的流速决定。
[0008]下流式饱和器是基于通过固体盐床的不饱和溶液的重力流动。此处，固体盐放置在罐中的砾石层上，并且不饱和溶液从罐的顶部进入。通常，要使盐溶液达到饱和，盐层的厚度必须至少有一英尺。下流式饱和器的极限是由通过盐层所能达到的流速决定。
[0009]提供一种更有效的盐水饱和器将是有利的。额外地或者替代地，提供一种用于盐水饱和的改进方法和/或改进的盐水饱和器将是有利的。

技术实现思路

[0010]在本专利技术的第一方面，提供了一种盐水饱和方法，包括以下的一个以上：
[0011]‑
通过流过在其中盐溶解到不饱和盐水流中以产生高盐度流的盐水饱和器增加不饱和盐水流的盐度；
[0012]‑
例如通过流过渗透动力单元将存在于高盐度流中的潜在渗透能转化为动力(例如，电能)，渗透动力单元包括膜，在其中高盐度流在膜的一侧流过，低盐度流在膜的另一侧流过；和/或
[0013]‑
将从流过渗透动力单元后的高盐度流得到的输出流用作不饱和盐水流。
[0014]对盐水饱和方法的输入和输出可以平衡以提供具有在系统的(理论)边界有恒定的体积的稳定状态的方法。对该方法的输入是(固体)盐和低盐度输入流(可称为水溶液进料流)。输出是能量(例如以来自渗透动力单元的电能的形式)和盐水流(离开渗透动力单元的方法上游的高盐度流的部分)。因此(并且不希望被理论所束缚)，认为在盐水分离器和渗透动力单元之间的高盐度流/不饱和盐水流的再循环创造了可以被视为类似于热机的溶解熵发动机。
[0015]与例如只收集高盐度和低盐度流混合产生的熵的现有技术的渗透能量产生方法相比，本专利技术可以捕获由盐水发生器中的不饱和流溶解盐而产生的溶解熵的至少部分。该能量是使用渗透动力单元捕获的，该渗透动力单元产生可以全部或部分用于为盐水饱和方法提供动力的电能(或其他形式的动力，例如机械功)。在一些情况下，渗透动力单元可以产生用于其他地方的剩余的能量。可以理解的是，术语“将存在于高盐度流中的潜在渗透能转化为动力”是指收集潜在渗透能作为有用功——例如，电能或其他形式的有用功。
[0016]额外地或替代地，因为低盐度流是用来降低高盐度流的盐度，而不是直接加入盐水饱和器的，所以可以将更多的来源用作低盐度流，只要其盐度低于高盐度流。例如，可以使用海水。
[0017]方法包括在其中通过流过盐水饱和器增加不饱和盐水流的盐度的盐水饱和步骤，以及在其中潜在渗透能在渗透动力单元中转化为有用的形式(例如，电能)的产生动力的步骤。方法的步骤可以同时执行。
[0018]来自盐水饱和器的高盐度流(或盐水流)的盐含量可以是任何达到饱和的值。盐含量可以是至少10％wt，优选为至少15％wt，优选为至少20％wt，特别是至少25％wt。因此，高盐度流可以是饱和盐水流。
[0019]可以理解的是，这种盐水流可以含有多种溶解盐，其中大多为氯化钠，而“盐含量”是指总的盐含量。这种水流中存在的盐的确切性质并不重要。相似地，本文中使用的术语“(较)高盐度”和“(较)低盐度”是指具有相应“盐含量”的水流——这种水流中存在的盐的确切性质并不重要。在本说明书中，除非上下文另有要求，否则“低盐度”应理解为包括零盐度。
[0020]相似地，可以理解的是，溶解在盐水饱和器中的不饱和盐水流中的盐可以包含多种盐，其中大多为氯化钠。
[0021]低盐度流(或水溶液进料流)可从任何来源获得，但通常是海水，例如从河流或湖泊获得的淡水或咸水，或从工业或市政来源获得的废水(例如，方法冷凝液)。
[0022]在渗透动力生成步骤之前，低盐度流可以经过任何必要的预处理步骤。例如，过滤以去除固体材料可以是必要的，其他传统方法也是如此，这取决于水流的性质。
[0023]对盐水饱和步骤的输入是不饱和盐水流和盐。可以理解的是，盐是固体形式的。可以理解的是，不饱和盐水流的特性必须使得盐能溶解到不饱和盐水流中。
[0024]盐水饱和步骤的输出是高盐度盐水流。可以理解的是，高盐度盐水流的盐度要大于不饱和盐水流的盐度。
[0025]方法可以包括通过流过渗透动力单元将存在于所述高盐度流的第一部分中的潜在渗透能转换为动力(电能)，将所述高盐度流的第二部分用作其他工业方法(例如，氯碱方
法和/或制备道路除冰用的盐水)中的盐水流。方法可以包括将高盐度流分成第一和第二部分，其中第一部分流过渗透动力单元，并且将第二部分饱和盐水流用于生产氯气。可以将盐水流用作包括一个以上电极(例如，阳极和阴极)的电解池中的电解质，以通过电解产生氯气。
[0026]方法可以同时包括(1)在流过渗透动力单元之前增加高盐度流的压力和(2)例如通过流过在其中压力从输出流转移到高盐度流的压力交换器来降低输出流的压力。可以是流到压力交换器的第一输出流的流速等于进入渗透动力单元的高盐度流的流速。使用这种压力交换器可以提高方法的效率。
[0027]方法包括在其中存在于所述高盐度流中的潜在渗透能通过渗透动力单元转换为动力的渗透动力生成步骤。渗透动力单元是将潜在渗透能转换为动力(例如，电能)的单元。任何合适的渗透动力单元都可以用于本专利技术的方法。对渗透动力生成步骤的输入将是低盐度流和高盐度流。在流过膜(例如，在PRO方法中允许水流过的半透膜，或在RED方法中允许具有特定电荷的离子流过的半透膜)后，高盐度流的盐度将降低，并且低盐度流的盐度将提高。
[0028]渗透本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种盐水饱和方法，包括以下步骤：
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通过流过盐水饱和器增加不饱和盐水流的盐度，在所述盐水饱和器中盐溶解到所述不饱和盐水流中以产生高盐度流；
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通过流过渗透动力单元将存在于所述高盐度流中的潜在渗透能转化为动力，所述渗透动力单元包括膜，在所述膜中，所述高盐度流在所述膜的一侧流过，低盐度流在所述膜的另一侧流过；并且其特征在于，所述方法还包括：
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将从流过所述渗透动力单元后的所述高盐度流得到的输出流用作所述不饱和盐水流。2.根据权利要求1所述的方法，其中，通过流过所述渗透动力单元将潜在渗透能转换为电能。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括使所述高盐度流的第一部分流到所述渗透动力单元；所述高盐度流的第二部分从所述方法输出。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述高盐度流的第二部分用于生产氯气。5.根据权利要求4所述的方法，其中，将所述高盐度流的第二部分用作配置为通过电解生产氯气的电解池中的电解质。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括以下两个步骤：(i)在流过所述渗透动力单元之前，增加所述高盐度流的压力；以及(ii)通过流过压力交换器降低所述输出流的压力，在所述压力交换器中压力从所述输出流转移到所述高盐度流。7.根据权利要求4所述的方法，还包括使所述输出流的第一部分流过所述压力交换器，并且使所述输出流的第二部分流过涡轮机，在所述涡轮机中通过所述输出流的膨胀生成电能。8.根据权利要求5所述的方法，在分别流过所述压力交换器和所述涡轮机后，还将所述输出流的第一部分和第二部分重新组合，以用作所述不饱和盐水流。9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，流到所述压力交换器的所述输出流的第一部分的流量等于进入所述渗...

【专利技术属性】
技术研发人员：H，
申请(专利权)人：盐动力控股有限公司，
类型：发明
国别省市：