用于脱盐的矿物回收系统技术方案

本发明专利技术涉及一种处理来自脱盐系统的剩余浓缩盐水的矿物回收系统，其中将该盐水以喷雾的形式引入结晶室中，并且其中通过将该盐水与来自脱盐系统的超冷空气混合，微滴将闪冻并形成超冷泥浆混合物，其中用于混合该超冷泥浆的搅拌器设置在结晶室的底部处或底部附近。优选设置有多个蒸馏室，用于进一步地将水从浓缩盐水中分离，以产生含有矿物固体的超浓缩淤泥，从盐水中能将所述矿物固体去除并回收，用于商业目的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种从浓缩盐水(brine)中回收矿物以及进一步从该浓缩盐水中去 除冰/水的方法和系统，该浓缩盐水从水脱盐系统中排出。
技术介绍
在海水中发现各种类型的矿物。海水的典型氯化钠成分包括相当量的氯化钠、以 及氯化钾、氯化钙、硫酸镁、氯化镁、碳酸氢钠等。氯化钠具有很多已知的用途；在海水中发 现的其它矿物也具有很多用途。硫酸镁及其水合物例如能用作肥料。硝酸钾不仅能用于生 产肥料，而且能用于生产玻璃、瓷釉和陶瓷工业中的产品，以及用于制造炸药和烟火等。在 水泥、糖和铝业中也发现少量应用。在世界的很多区域中，诸如在不容易得到淡饮用水的地方，使用脱盐方法和系统 来产生淡饮用水。具有很多类型的可利用的脱盐方法和系统，诸如在申请人的2007年3 J3i 30 Hil^W^BJ^^^j" Desalination Method and System Using Compressed Air Energy Systems"的US申请No. 11/731717中描述的脱盐方法和系统。上述系统的目的中 的一个是通过使用改进的共晶凝固结晶(EFC)的脱盐方法除去水中的矿物、杂质和污染物 来生产淡饮用水。尽管此系统先前设计为除去矿物、杂质和污染物，但它并非特别设计用于 以成本有效的方式收集和回收有价值的矿物。迄今为止，设计用以去除矿物并收集和利用 这些矿物用于商业目的和工业的系统仍未得以发展。
技术实现思路
本专利技术总体包括矿物回收系统连同脱盐系统一起的结合，该脱盐系统诸如是 在 2007 年 3 月 30 日提交的专利技术名称为〃 Desalination Methodand System Using Compressed Air Energy Systems"的 US 申请 No. 11/731717 中和 / 或在 2006 年 10 月 23 日提交的专利技术名禾尔为"ThermalEnergy Storage System Using Compressed Air Energy And/Or Chilledffater From Desalination Processes，，的 US 申请 No. 11/585023 中显示 和描述的脱盐系统，所述申请通过参引完全合并于此。本方法和系统还能与其它产生作为 副产品的浓缩盐水的脱盐系统结合使用，能够从该浓缩盐水中去除并回收矿物和另外的冰 /水。本专利技术优选适合与包括压缩空气能存储系统的脱盐系统结合使用，当释放压缩空 气时，该压缩空气能存储系统产生冷却空气。脱盐系统优选通过将微滴在压力之下喷入结 晶室中来除去海水或其它含盐水(下文统称为“海水”)的盐分，其中将来自压缩空气存储 系统的超冷(super chilled)空气引入该室中以促使微滴闪冻(flash freeze)，然后落在室的底部，从而在室中形成冰/雪块。当微滴冻结时，每个微滴包含冰粒以及环绕这些冰 粒的浓缩盐水，在发生盐析作用时，这允许冰粒与包含在微滴中的矿物以及其它杂质和污 染物分离。低密度的冰/雪块开始漂浮到剩余的高密度盐水混合物的顶部并积聚在室的底 部。密度较低的冰粒移动到顶部，并且能与剩余的盐水混合物分离并被去除，该盐水混合物 密度较高，因此往往保持在室的底部。当冰形成时，所剩余的浓缩盐水含有从海水中留下的 矿物、杂质和污染物。将此积聚的浓缩盐水作为副产品从结晶室中排出，本专利技术使用和处理 该浓缩盐水。本专利技术优选包括一种矿物回收系统，该矿物回收系统进一步对由脱盐系统留下的 浓缩盐水进行处理以进一步取出水，并进一步分离和隔离其中发现的各种矿物、杂质和污 染物。这样，目标是能够在工业和商业中更有效地使用从该系统获得的矿物。本专利技术优选包括结晶室，来自脱盐系统的浓缩盐水混合物能够通过位于顶部处或 顶部附近的喷嘴引入该结晶室中，其中将超冷空气优选从喷嘴下方引入该室中。这样，当 将浓缩盐水以喷雾或薄雾的形式引入室中时，微滴将下落并与注入室中的超冷空气的向上 气流相遇，其中当微滴下落和减速时，由于与降低温度的冷却空气的热交换，它们将开始冻 结。优选，具有至少一个设置在结晶室的顶部处或顶部附近的通气孔，该通气孔允许超冷空 气通过室向上循环，其中浓缩盐水混合物能够向下喷射到向上循环的冷却空气上。优选，超 冷空气能够作为脱盐系统的副产品而得到，但它也能通过任意其它的源，诸如专用压缩机 和膨胀器提供。当微滴下落到室的底部时，形成超冷的泥浆混合物，其中用于混合混合物的搅拌 器优选设置在结晶室的底部处或底部附近。该搅拌器优选有助于抑制冰粒冻结和粘在一起 并形成冰块，如在脱盐系统的情形中那样，其中盐水的浓度也有助于防止冰快速冻结成块。 一旦泥浆混合物形成和聚集，并且被搅拌，则优选将它分配到至少一个与结晶室相连并连 通的蒸馏室。每个蒸馏室优选具有阀，该阀控制泥浆混合物流入蒸馏室中的速度。当设置有多 个蒸馏室时，优选每个蒸馏室具有一个阀，从而能诸如通过编程控制器独立地对允许填充 泥浆的量和程度进行控制。优选，当具有多个蒸馏室时，它们围绕结晶室的周界定位，即诸 如距室等距，从而每个蒸馏室能一个接一个地顺序填充。也就是说，在填充第一个蒸馏室 之后，能将用于此蒸馏室的阀关闭，然后能将用于下一蒸馏室的阀打开，以开始填充此蒸馏 室，并且这能围绕结晶室反复进行，从而以这种方式一个接一个地填充每个蒸馏室，其中到 循环结束，即第一蒸馏室已完成对其泥浆的处理并已排空了其泥浆时，能够将用于此蒸馏 室的阀再次打开，并且更多的来自结晶室的泥浆能开始填充此蒸馏室。在此情形中，该顺序 将一直绕循环进行，然后该循环能以这种方式反复。每个蒸馏室优选具有用于从结晶室诸如在顶部附近引入泥浆的入口、至少一个用 于在室的中间附近排出剩余盐水的出口以及至少一个用于在蒸馏室底部处排出任何剩余 淤泥的出口。在底部处，但在淤泥出口之上，优选具有用于混合蒸馏室内的泥浆的搅拌器， 其中优选设置靠近蒸馏室的壁和/或底板延伸的搅拌桨。因此，当泥浆被混合和搅拌时， 泥浆内最浓的“淤泥”将趋于下沉到底部，其中然后能通过该底部出口将淤泥从室的底部排 出O然后能从那里将淤泥混合物通过管分配到淤泥储罐，该淤泥储罐能定期排空以收集容纳在其中的矿物、杂质和污染物。同时，留在蒸馏室中的盐水也能经由中间出口排出，并能从那里将该混合物通过另一管分配到盐水储罐中，该盐水储罐也能定期排空或如果希 望的话，则该盐水储罐能绕行到结晶室中。在每个蒸馏室中，优选具有至少一个位于室的顶部处的过滤器，用于将冰粒从蒸 馏室取出，该过滤器能在容纳于蒸馏室中的泥浆内下降和提升。过滤器优选包括多个V形 的栏杆，所述栏杆能下降到泥浆中以使泥浆混合物内的冰粒能朝着蒸馏室的顶部竖直向上 漂浮并在栏杆之间穿过过滤器。然后，随着冰粒开始在顶部处凝聚在一起，它们趋于形成漂 浮在泥浆顶上的相对大的块。并且，由于所形成的块比冰粒更大，所以通过提升过滤器能够 将冰块从泥浆中提出来。在此情形中，栏杆能将冰块从泥浆和蒸馏室中提出来，并且从那 里，优选允许冰块下滑到栏杆并滑到邻近蒸馏室定位的关联槽上。该槽优选是另一 V形纵向延伸的容器，通过过滤器从蒸馏室去除的冰粒和冰块能 放置在该槽上。槽的形状使冰能保持在其上并融化，其中融化的水能朝着连接到槽的关联 的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿物回收系统，包括：脱盐系统，所述脱盐系统使用压缩空气来产生超冷空气，所述超冷空气能够被释放以使容器中的海水微滴闪冻，由此能够产生淡饮用水和浓缩盐水混合物；结晶室，所述结晶室用于从所述脱盐系统引入所述浓缩盐水混合物并将所述浓缩盐水混合物与来自所述脱盐系统的超冷空气混合以形成超冷泥浆混合物，其中用于混合所述超冷泥浆混合物的搅拌器设置在所述结晶室的底部处或底部附近；至少一个蒸馏室，所述至少一个蒸馏室与所述结晶室连通，所述超冷泥浆混合物能够分配到所述蒸馏室中，其中每个蒸馏室包括：１）至少一个阀，用于将预定量的所述超冷泥浆混合物释放到所述蒸馏室中；２）至少一个过滤器，用于从所述蒸馏室中去除冰粒；３）至少一个搅拌器，用于混合所述蒸馏室内的所述泥浆；４）至少一个盐水出口，用于从所述蒸馏室中排出剩余盐水混合物；以及５）至少一个淤泥出口，用于从所述蒸馏室中排出剩余淤泥混合物；槽或容器，通过所述过滤器去除的所述冰粒能够放置在所述槽上，所述槽允许所述冰粒融化以产生相对清洁的水；以及关联的储水罐，用于储存所述清洁的水。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：本M埃尼斯，保罗利伯曼，
申请(专利权)人：本M埃尼斯，保罗利伯曼，
类型：发明
国别省市：US[美国]