高盐度浓海水的冷冻脱盐技术研究

发布时间：2020-06-09 23:42

【摘要】： 海水经淡化技术提取淡水后,被浓缩一倍左右的剩余海水被称为高盐度浓海水。日产10万t淡水的海水淡化厂,同时产生10万t以上高盐度浓海水。随着海水淡化规模的迅速扩大,大量浓海水的排放必将对生态环境造成难以估量的威胁。目前,世界各国通常采用浓海水直接排海的方法来处理。这不但威胁了脆弱的生态环境,而且限制了海水淡化事业的发展。同时,海水中大量的化学资源被白白浪费,不符合绿色化学准则与节约资源的要求。研究浓海水资源的综合利用,不但能够缓解浓海水造成的污染,而且能够节约能耗,提高经济效益。本论文研究了冷冻脱盐法处理浓海水的作用机理,探讨了应用冷冻脱盐工艺技术处理浓海水的效果,研究了不同实验条件下冰冻浓海水的脱盐效率,以及多次分步冷冻处理之后,得到的低盐度冰和高盐度盐水的主要离子组成和性质。并利用ICP-MS对其主要离子含量进行测定。实验结果表明:离心机转速变化对冰冻浓海水脱盐、脱除钙镁离子的影响显著。不同离心转速条件下,对脱盐和脱除钙镁离子均有较好效果,脱除率均达到88.5%和87.4%以上。随着离心转速的提高,脱盐率提高,转速4000r/min达到最大,但是其变化幅度减小,进一步提高转速对脱盐率和钙镁离子脱除率的提高影响不大。多步冷冻脱盐的实验表明,一次冷冻离心分离,冰晶的盐度可降低99.0%。与原浓海水相比,钾、钠、钙、镁等主要离子含量降低到原浓海水的3%以下。多步离心分离之后,得到的浓盐水的盐度达到原浓海水的3.3倍。通过对微量金属离子含量的分析表明,冷冻脱盐技术对各种微量离子的脱除率不同,如铜的脱除率为94.3%,钴的脱除率为94.8%,铀的脱除率为60.6%。多步冷冻脱盐后,冰融化成水的总量达到被处理的浓海水总体积的2/3以上。
【图文】：

示意图,多级闪蒸,流程,蒸发器

图 1-1 多级闪蒸流程示意图[4]Figure1.1Process flow diagram of multiple stages flash（2）多效蒸发（MED）多效蒸发[5,6]系由单效蒸发组成的系统。即将前一个蒸发器蒸发出来的二次蒸汽引入下一蒸发器作为加热蒸气，并在下一蒸发器中凝为蒸馏水。依次进行，每一个蒸发器及其过程称为一效。这样就可形成双效、三效和多效等。其流程图如图1-2。

流程图,多效蒸发,竖管,降膜

蒸汽引入下一蒸发器作为加热蒸气，并在下一蒸发器中凝为蒸馏水。依次进行，每一个蒸发器及其过程称为一效。这样就可形成双效、三效和多效等。其流程图如图1-2。图 1-2 竖管降膜多效蒸发流程[7]Figure1.2 Process flow diagram of falling-film evaporation on a horizontal tubeMED为20世纪30年代的淡化方法，，淡化设备的结垢和腐蚀问题是阻碍MED发展的重要问题。尽管美、日等国投入大量资金改进提高，但至今市场占有份额仍不足10%。MED有包括两种类型：一类是各效分列式，二十世纪七八十年代较盛行，称为竖管蒸发（VTE），操作温度一般较高，顶温100-120℃，欧洲和亚洲一些火电厂都有使用；另一类是低温多效蒸馏（LTMED），顶温65~70℃，这样能使结垢和腐蚀有所减缓
【学位授予单位】：中国科学院研究生院（海洋研究所）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：P747

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