專利名稱：利用風(fēng)能、太陽能及熱泵技術(shù)進(jìn)行海水淡化、制鹽及其副產(chǎn)品綜合利用的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用風(fēng)能、太陽能及熱泵技術(shù)進(jìn)行海水淡化、制鹽及其副產(chǎn)品綜
合利用的工藝。
背景技術(shù)：
我國海岸線很長，是海鹽生產(chǎn)大國，但是生產(chǎn)技術(shù)落后，不能實(shí)現(xiàn)廠房化現(xiàn)代化生 產(chǎn)，同現(xiàn)代科技發(fā)展不相符( 一 )年產(chǎn)一噸海鹽要占沿海灘地250m2，按全國年產(chǎn)3000萬 噸計(jì)，占用灘地750萬公頃，占用大量珍貴的土地資源；(二 )露天作業(yè)，技術(shù)含量低，勞動(dòng) 負(fù)荷重，生產(chǎn)成本高，企業(yè)效益差；(三)海鹽結(jié)晶工藝為露天灘曬，受自然條件制約，不能 做到穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量不符合食品衛(wèi)生安全；(四)灘曬海鹽時(shí)老鹵收集困難，任意排放， 嚴(yán)重影響沿海的生態(tài)環(huán)境；(五)海鹽生產(chǎn)過程中蒸發(fā)了大量淡水，每產(chǎn)一噸鹽約蒸發(fā)35 噸，沒有回收利用，造成資源極大浪費(fèi)；(六)目前的真空制鹽，每產(chǎn)一噸鹽要消耗280公斤 煤，全國年產(chǎn)三千萬噸鹽，每年消耗燃煤840萬噸，浪費(fèi)資源，污染大氣，與國家提倡的節(jié)能 減排背道而馳。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是利用可再生能源搞海水淡化，保證人類淡水資源的安全，同時(shí)克 服海鹽、化工生產(chǎn)技術(shù)中存在的缺陷，提供一種能充分利用風(fēng)能、太陽能、熱泵技術(shù)進(jìn)行海 水淡化、制鹽及其副產(chǎn)品綜合利用的工藝。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為，按如下工藝步驟
(1)抽納海水 利用管道抽取海水，海水含鹽度為^ 3.5° Be; [OOO7] (2)海水物化預(yù)處理 首先用^值> 12的石灰乳調(diào)海水的ra值為8，再加入ra為4.5的聚合氯化鋁溶
液，使海水的ra值為6 6. 5達(dá)到等電點(diǎn)，然后進(jìn)行澄清，澄清后的水供下一步驟使用；沉 渣水經(jīng)無帶真空過濾機(jī)脫水，水重復(fù)回用，濾餅作為復(fù)合肥原料；
(3)采用反滲透海水淡化系統(tǒng)制飲用水及高濃鹵水 采用反滲透海水淡化系統(tǒng)，其流程為連續(xù)漸縮工藝，組體裝置為三級(jí)，每級(jí)都有能 量回收器及升壓泵，各級(jí)工作壓力在5. 5 11MP2范圍內(nèi)，電耗控制在2 4kw. h/m3 ;
海水經(jīng)淡化后，鹵水含鹽度由3. 5° Be上升至14。
Be，li^的3. 5° Be海水濃縮 為0. 245m3的14° Be鹵水；每立方米海水凈化后能產(chǎn)淡水750kg，其中10%的淡水經(jīng)超濾 處理后作飲用水，其余90%作為生活和農(nóng)業(yè)用水；
(4)空氣吹溴系統(tǒng) 經(jīng)反滲透系統(tǒng)淡化后鹵水濃度為14° Be，在溫度^ 3(TC，壓力《1. 5Mpa的條件 下，利用射流器加酸和氯氣，使鹵水酸化及氧化，使溴離子變?yōu)閱误wBr液體，從塔頂噴入往下流，將壓縮空氣從塔底鼓入，與溴液體在塔內(nèi)逆向?qū)α?，把水蒸汽及溴帶出塔外，?jīng)吸收、 冷凝及分離等工藝制溴，使鹵水得到蒸發(fā)，濃度達(dá)到16° Be，蒸發(fā)淡水量55Kg/m ln^的 3. 5° Be海水濃縮為0. 19m3的16° Be卣水；
(5)析除Ca2+、Mg2+離子 上一步驟來的鹵水，加入與Mg"當(dāng)量石灰乳，反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀，把上清液抽 到另一容器加入與Ca2+當(dāng)量的純堿反應(yīng)生成硫酸鈣沉淀，把上清液排入下工序的太陽池中 儲(chǔ)鹵，以上兩種沉淀物分開脫水處理，水重復(fù)利用，濾餅作為化工和復(fù)合肥原料；
(6)太陽池集熱、儲(chǔ)熱、蒸發(fā)濃縮及及儲(chǔ)鹵 利用太陽池中高鹽度鹵水的梯度差功能，吸收太陽能輻射，進(jìn)行集熱、儲(chǔ)熱，將鹵 水蒸化濃縮，使鹵水濃度由16° Be升到18。
Be，溫度由常溫升到^ 45t:，蒸發(fā)淡水量 22. 7Kg/m3， lm3的3. 5° Be海水濃縮為0. 1673m3的18° Be鹵水。同時(shí)太陽池的容積大，利 用它來儲(chǔ)鹵，能保證上下工序的生產(chǎn)連續(xù)性，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝的物料平衡；
(7)熱泵低溫蒸發(fā)濃縮系統(tǒng) 利用低溫高效節(jié)能蒸發(fā)工藝，用熱泵壓縮將低溫?zé)崮茏優(yōu)楦邷責(zé)崮?，溫度^9(TC， 加熱鹵水進(jìn)行蒸發(fā)，另外利用熱泵制冷功能，降低水噴射冷凝器中水的溫度《15t:，提高 蒸發(fā)效率，減少冷卻水用量；從步驟(6)來的鹵水溫度^ 45t:，濃度為18° Be，經(jīng)過熱泵 低溫蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)后，鹵水濃度升到25° Be，溫度^ 6(TC，蒸發(fā)淡水量為55Kg/m3， lm3的 3.5° Be海水濃縮為0. 112m3的25° Be卣水；
(8)壓縮蒸發(fā)結(jié)晶制鹽系統(tǒng) 鹵水濃度為25。 Be時(shí)為飽和鹵水，濃縮到26。 Be時(shí)氯化鈉就會(huì)結(jié)晶析出，采用 N效二次蒸汽壓縮蒸發(fā)結(jié)晶工藝，每效蒸發(fā)面積基本相等，首效加熱蒸汽壓力^ 2. 2MPa，溫 度到125t:，其余各效操作壓力、溫度根據(jù)生產(chǎn)能力、蒸汽壓縮機(jī)技術(shù)參數(shù)及結(jié)晶器規(guī)格而 定，本系統(tǒng)連續(xù)進(jìn)排料，為順流流程，排料溫度《65°C，鹵水濃度為28° Be，各效壓縮加熱 蒸汽，匯總經(jīng)閃蒸發(fā)器后，水蒸汽再次壓縮提高溫度到14(TC，又作為產(chǎn)品干燥的熱源；
(9)離子置換助晶調(diào)漿 將步驟(8)排出的鹽漿進(jìn)行固液分離，固體鹽加入新鮮鹵水調(diào)漿，進(jìn)行離子置換 助晶，使原結(jié)晶顆粒增大，并增加產(chǎn)量，把28.5。 Be的老鹵水進(jìn)行綜合利用生產(chǎn)有機(jī)復(fù)合 肥原料； (10)廢渣廢液處理實(shí)施步驟如下 ①海水預(yù)處理的沉淀物經(jīng)過濾后，濾餅作生產(chǎn)固態(tài)肥原料，按固態(tài)肥工藝技術(shù)標(biāo) 準(zhǔn)生產(chǎn)； ②除鈣鎂離子的沉淀物為氫氧化鎂和碳酸鈣，其處理方法如下
a :碳酸鈣作為固態(tài)肥的填充料或填土硬化場地。
b :氫氧化鎂中和反應(yīng) 氫氧化鎂與硫酸進(jìn)行中和反應(yīng)，生成硫酸鎂液體， 一部分為液態(tài)肥原料，其余部分 作為硫酸鎂產(chǎn)品； ③利用鹵水濃縮過程中產(chǎn)生的主要物質(zhì)Nacl、Na2S04和Kcl，實(shí)施芒硝氯化鉀法生 產(chǎn)硫酸鉀 (11)其他步驟如離心脫水、干燥、分篩、計(jì)量及包裝等按傳統(tǒng)化工工藝進(jìn)行。
所述反滲透海水淡化技術(shù)，是現(xiàn)有成熟的技術(shù)，已全面推廣及普遍使用。
所述壓縮蒸發(fā)結(jié)晶制鹽技術(shù)，是現(xiàn)有成熟的技術(shù)，已全面推廣及普遍應(yīng)用。
本發(fā)明的工藝有海水淡化、鹵水蒸發(fā)濃縮，壓縮蒸發(fā)結(jié)晶制鹽及產(chǎn)品干燥等，所用 設(shè)備如反滲透高壓泵和升壓泵，熱泵和水噴射水泵，蒸汽壓縮機(jī)等，以往都是用電動(dòng)機(jī)、柴 油機(jī)或汽輪機(jī)等驅(qū)動(dòng)，占總運(yùn)行成本的30%以上，現(xiàn)利用風(fēng)能驅(qū)動(dòng)風(fēng)力機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，按一拖 二或一拖三傳動(dòng)方式，風(fēng)能功率成本為0. 3元/kw. h，這種方式能減少電能和機(jī)械能之間轉(zhuǎn) 換時(shí)的功率損耗，節(jié)約動(dòng)力費(fèi)用在15%以上，同時(shí)風(fēng)能為可再生清潔能源，無污染，使新項(xiàng) 目能達(dá)到節(jié)能減排的目的。 利用淡化后的高濃海水進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶制鹽，產(chǎn)噸鹽投資概算為1500元/噸，而露
天灘曬產(chǎn)噸鹽投資概算為3000元/噸，節(jié)約投資50%，節(jié)約占地面積95%。 生產(chǎn)一噸海鹽，要3. 5° Be海水40n^以上，蒸發(fā)淡水^35i^后得到25。 Be飽和鹵
水4. 5m3，若采用傳統(tǒng)的露天灘曬制鹽工藝，蒸發(fā)的淡水無法回收，而本發(fā)明專利技術(shù)每生
產(chǎn)一噸海鹽，能回收淡水^ 30m3，能精制原生態(tài)飲用水3噸位左右，按每支500ml，可產(chǎn)6000
支，每支純利為0. 1元/支，共收入純利600元，此收入完全能抵消反滲透及熱泵低溫蒸發(fā)
海水淡化的成本，如此得到的53的25° Be飽和鹵水和35m3生活用水及農(nóng)田用水的成本費(fèi)
用為零。利用這樣鹵源搞制鹽和化工，它的成本肯定比其他方式降低20%以上。 海水淡化與制鹽、化工生產(chǎn)相結(jié)合，一、保證制鹽和化工生產(chǎn)高質(zhì)低成本運(yùn)行；二、
能保證人類吃上多元素的海鹽；三、產(chǎn)一噸鹽能回收35!113淡水，保護(hù)人類珍貴的淡水資源；
四、廢渣廢液的綜合利用，生產(chǎn)液態(tài)及固態(tài)腐殖酸有機(jī)復(fù)合肥為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)。


圖1是本發(fā)明的工藝流程圖；
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明工藝技術(shù)能實(shí)施，選用設(shè)備很重要，工藝所選用的設(shè)備都是國內(nèi)外通用的， 根據(jù)生產(chǎn)能力、產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的工藝參數(shù)要求，按規(guī)格型號(hào)選用。另外主要設(shè)備驅(qū)動(dòng)能源為 風(fēng)能，利用太陽能為蒸發(fā)熱能，利用熱泵技術(shù)進(jìn)行低溫蒸發(fā)，利用壓縮蒸發(fā)結(jié)晶制鹽等。
(1)風(fēng)能的利用 我國東南沿海風(fēng)能很豐富，每m2為200W，m/s的風(fēng)速每年平均在5000-7000小時(shí)， 風(fēng)能可利用率在47%以上，所以利用風(fēng)能帶動(dòng)風(fēng)力機(jī)驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備，是利用風(fēng)能的發(fā)展方 向。 本發(fā)明技術(shù)采用三臺(tái)大型風(fēng)能風(fēng)力機(jī)為動(dòng)力能源，第一臺(tái)直接帶動(dòng)感應(yīng)發(fā)電機(jī)及 反滲透淡化系統(tǒng)的高壓泵；第二臺(tái)直接帶動(dòng)感應(yīng)發(fā)電機(jī)及低溫蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)的熱泵；第三 臺(tái)直接帶動(dòng)感應(yīng)發(fā)電機(jī)及多效壓縮蒸發(fā)結(jié)晶的蒸發(fā)壓縮機(jī)。每臺(tái)風(fēng)力機(jī)都是一拖二或一 拖三傳動(dòng)方式，當(dāng)風(fēng)力達(dá)到額定風(fēng)速時(shí)，風(fēng)力機(jī)不但發(fā)電供其他設(shè)備使用，同時(shí)驅(qū)動(dòng)大型設(shè) 備。當(dāng)風(fēng)速不足時(shí)，感應(yīng)發(fā)電機(jī)利用外電變?yōu)殡妱?dòng)機(jī)來拖動(dòng)高壓泵、熱泵及蒸汽壓縮機(jī)等設(shè) 備，它的功率配置要比拖動(dòng)設(shè)備功率大15% 。風(fēng)力機(jī)與感應(yīng)發(fā)電機(jī)的聯(lián)接方式，采用電磁離 合器和超越離合器組合。 風(fēng)力機(jī)傳動(dòng)工作原理風(fēng)能驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪帶動(dòng)水平主軸低速(n = 15 45r/min)—變
6向?yàn)榇怪陛S低速一變向?yàn)樗捷S低速一變速裝置一電磁離合器和超越離合器一感應(yīng)發(fā)電 機(jī)一法蘭聯(lián)接一大型設(shè)備(高壓泵、熱泵及蒸汽壓縮機(jī)等)。 風(fēng)力機(jī)設(shè)計(jì)帶有自動(dòng)調(diào)速和慣性飛輪儲(chǔ)能裝置，待風(fēng)速下降時(shí)有補(bǔ)充，保證風(fēng)機(jī) 平穩(wěn)運(yùn)行。(2)太陽池的設(shè)計(jì) 太陽池利用高鹽度鹵水梯度差功能，吸收太陽能的輻射，實(shí)現(xiàn)集熱、儲(chǔ)熱、蒸發(fā)濃 縮鹵水的作用。它的體積容量應(yīng)為每天生產(chǎn)用鹵量的3倍，分為三組池建造，每天一組池 投入運(yùn)行，每池的規(guī)格為長寬=1 : 0. 5，最長不能超過^ 100m，深度為3m，地下-2.4m， 地上+0.6m。太陽池用透光聚脂塑料板材蓋頂，利用它的蒸發(fā)和儲(chǔ)熱能力把鹵水濃度由 16° Be上升到18。 Be，溫度為^45t:，太陽池的容量比較大，它有儲(chǔ)鹵功能，起到調(diào)節(jié)上下 工序的生產(chǎn)連續(xù)性，保證生產(chǎn)線的工藝物料平衡等。
(3)電磁熱泵選型 電磁熱泵的能量轉(zhuǎn)換為^ 98%以上，它沒有轉(zhuǎn)軸輸出，不存在軸封問題，同時(shí)水經(jīng)
過泵一次循環(huán)，物料溫度可提高3t:，作為工藝中蒸發(fā)、濃縮的供鹵及循環(huán)選用設(shè)備。 (4)沉淀設(shè)備選型 海水預(yù)處理的沉淀設(shè)備應(yīng)選用連續(xù)斜板沉降器，它是一種重力沉降器，分散于流 體中的固體顆粒借重力作用，達(dá)到固液分離的目的，具有沉降面積大，處理量多，同時(shí)設(shè)備 緊湊，占地面積小，無需驅(qū)動(dòng)裝置。另外除鈣鎂的生成物為Mg(0H)2 l和CaCo3 l，選用沉 淀池配合太陽池使用為佳。 (5)該工藝分為8大單元其中有反滲透海水淡化能產(chǎn)精制原生態(tài)飲用水、生活用 水、農(nóng)田用水及高鹽度14° Be鹵水的單元；空氣吹溴法為制溴及產(chǎn)生高鹽度16° Be鹵水 的單元；除雜與太陽池高濃度鹵水梯度差功能起到集熱、儲(chǔ)熱和儲(chǔ)鹵相結(jié)合，使鹵水蒸發(fā)增 濃和升溫的單元；利用熱泵原理實(shí)現(xiàn)低溫蒸發(fā)鹵水增濃的單元；利用多效壓縮蒸發(fā)結(jié)晶制 鹽的單元；利用廢渣廢液生產(chǎn)有機(jī)復(fù)合肥和其他化工產(chǎn)品的單元。以上8大單元技術(shù)工藝 的主要設(shè)備，除特殊專用設(shè)備外，其余的均與國內(nèi)外通用設(shè)備基本相同，根據(jù)工藝參數(shù)設(shè)計(jì) 及選用。 具體的工藝步驟如下 [OOM] (1)定點(diǎn)抽納海水 利用管導(dǎo)抽深海的海水。因?yàn)樯詈５暮Ｋ}度高，一般在^3.5。 Be，含藻類及
細(xì)菌等微生物雜質(zhì)少，水的溫度比較穩(wěn)定。
(2)海水物化預(yù)處理 海水含有泥沙，膠體及微生物等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)會(huì)影響淡化設(shè)備正常運(yùn)行，降低淡
化水的質(zhì)量。首先用^值> 12的石灰乳調(diào)海水的ra值為s，再加入ra值為4. 5的聚合氯 化鋁溶液，使海水的ra值為6 6. 5達(dá)到等電點(diǎn)，使海水中雜質(zhì)聚凝沉淀，并除去部分鈣及 鎂離子，澄清的水為第(3)步驟使用。沉渣水經(jīng)無帶真空過濾機(jī)脫水，水重復(fù)回用，濾餅作 為復(fù)合肥原料。 (3)采用反滲透系統(tǒng)制飲用水及高濃鹵水 海水淡化方法有幾種，其中反滲透法有投資少耗能低等優(yōu)點(diǎn)，故采用反滲透法淡 化系統(tǒng)，其流程為連續(xù)漸縮工藝，組體裝置為三級(jí)，每級(jí)都有能量回收器及升壓泵，各級(jí)工
7作壓力在5. 5 11MP2范圍內(nèi)，電耗控制在2 5kw. h/m3。 海水經(jīng)淡化后，鹵水含鹽度由3.5° Be上升至14。 Be，從第1步驟起至此步驟體 積為lm3的3. 5° Be海水濃縮為0. 245m3的14° Be鹵水。每立方米海水凈化后能產(chǎn)淡水 750KG，其中10%的淡水經(jīng)超濾處理后可作原生態(tài)飲用水，瓶裝銷售，其余90%作為生活和 農(nóng)業(yè)用水。 (4)空氣吹溴系統(tǒng) 經(jīng)反滲透法系統(tǒng)淡化后鹵水濃度為14° Be，溫度^ 3(TC，壓力《1. 5Mpa，利用射 流器加酸和氯氣，使鹵水酸化及氧化，使溴離子變?yōu)閱误wBr液體，從塔頂噴入往下流，將壓 縮空氣從塔底鼓入，與溴液體在塔內(nèi)逆向?qū)α?，把水蒸汽及溴帶出塔外，?jīng)吸收、冷凝及分 離等工藝制溴。飽和空氣與塔內(nèi)水蒸汽接觸，是飽和空氣增濕過程，離開塔體后，是減濕過 程，使鹵水得到蒸發(fā)，濃度達(dá)到16° Be，蒸發(fā)淡水量55Kg/m3，從第l步驟起至此步驟體積為 lm3的3. 5° Be海水濃縮為0. 19m3的16° Be卣水。
(5)析除Ca2+、Mg2+離子 鹵水中的CaC03隨著濃度^ 16. 75° Be后全部析出，而硫酸鈣在鹵水濃度達(dá)
20.60° Be，才析出64. 16%，故此鹵水濃度《16° Be時(shí)，有大量Ca2+， Mg2+離子要除去，否
則影響后工序蒸發(fā)設(shè)備結(jié)晶，其方法為在鹵水中加石灰乳和純堿，與鎂鈣離子當(dāng)量反應(yīng)，生
成難溶的鹽而沉淀。反應(yīng)式如下 Mg2++Ca (OH) 2 — Mg (OH) 2 I +Ca2+ Ca2++Na2C03 — CaC03 I +2Na+ 上工序來的鹵水，加入與Mga+當(dāng)量石灰乳，反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀，把上清液抽到 另一容器加入與Ca2+當(dāng)量的純堿反應(yīng)生成硫酸鈣沉淀，把上清液排入下工序的太陽池中儲(chǔ) 鹵。以上兩種沉淀物分開脫水處理，水重復(fù)利用，濾餅作為化工和復(fù)合肥原料。
(6)太陽池集熱、儲(chǔ)熱、蒸發(fā)濃縮及及儲(chǔ)鹵 能利用太陽池中高鹽度鹵水的梯度差功能，吸收太陽能輻射，進(jìn)行集熱、儲(chǔ)熱，對(duì) 新加入的鹵水起到加熱升溫蒸發(fā)濃縮的作用，將鹵水濃度升到18° Be，溫度^ 45t:，蒸發(fā) 淡水量22. 7Kg/m3，從第1步驟起至此步驟體積為lm3的3. 5° Be海水濃縮為0. 1673m3的 18° Be卣水。 (7)熱泵低溫蒸發(fā)濃縮系統(tǒng) 利用"低溫高效節(jié)能蒸發(fā)工藝"(專利申請(qǐng)?zhí)?00810219214. 2)，用熱泵壓縮將
低溫?zé)崮茏優(yōu)楦邷責(zé)崮埽瑴囟萟9(TC，加熱鹵水進(jìn)行蒸發(fā)，另外利用熱泵制冷功能，降低水
噴射冷凝器中水的溫度《15t:，提高蒸發(fā)效率，減少冷卻水用量。從第6步驟來的鹵水溫
度> 45t:，濃度為18° Be，經(jīng)過熱泵低溫蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)后，鹵水濃度升到25° Be，溫度
> 60°C ，蒸發(fā)淡水量為55Kg/m3，從第1步驟起至此步驟體積為lm3的3. 5° Be海水濃縮為
0. 112m3的25° Be卣水。 (8)壓縮蒸發(fā)結(jié)晶制鹽系統(tǒng) 鹵水濃度為25。 Be時(shí)為飽和鹵水，濃縮到26。 Be時(shí)氯化鈉就會(huì)結(jié)晶析出，此為 蒸發(fā)結(jié)晶制鹽工藝。采用N效二次蒸汽壓縮蒸發(fā)結(jié)晶工藝，每效蒸發(fā)面積基本相等，首效加 熱蒸汽壓力》2. 2MPa，溫度到125t:，其余各效操作壓力、溫度根據(jù)生產(chǎn)能力、蒸汽壓縮機(jī) 技術(shù)參數(shù)及結(jié)晶器規(guī)格而定，本系統(tǒng)連續(xù)進(jìn)排料，為順流流程，排料溫度《65°C，鹵水濃度
8為28° Be，各效壓縮加熱蒸汽，匯總經(jīng)閃蒸發(fā)器后，水蒸汽再次壓縮提高溫度到14(TC，又
作為產(chǎn)品干燥的熱源。 (9)離子置換助晶調(diào)漿 將第8步驟排出的鹽漿進(jìn)行固液分離，固體鹽加入新鮮鹵水調(diào)漿，實(shí)現(xiàn)離子置換 助晶作用，使鹽結(jié)晶顆粒增大，增加產(chǎn)量，保證質(zhì)量。把28. 5° Be的老鹵水進(jìn)行綜合利用生 產(chǎn)有機(jī)復(fù)合肥原料. (10)廢渣廢液處理實(shí)施步驟如下 在生產(chǎn)過程有大量廢渣廢液排放，這些物質(zhì)是生產(chǎn)有機(jī)復(fù)合肥很好的原料，為了 節(jié)約能源，以生產(chǎn)液態(tài)肥為主，固態(tài)為輔。 ①海水預(yù)處理的沉淀物經(jīng)過濾后，濾餅作生產(chǎn)固態(tài)肥原料，按固態(tài)肥工藝技術(shù)標(biāo) 準(zhǔn)，以濕態(tài)加入、與其他養(yǎng)份混合經(jīng)堆化發(fā)酵為發(fā)酵肥。 ②除鈣鎂離子的沉淀物為氫氧化鎂和碳酸鈣，均為難溶物，其處理方法為如下
a :碳酸鈣可作為固態(tài)肥的填充料，也可作填土硬化場地。
b :氫氧化鎂中和反應(yīng)。 氫氧化鎂與硫酸進(jìn)行中和反應(yīng)，生成硫酸鎂液體，一部分可為液態(tài)肥原料，其余部 分作為硫酸鎂產(chǎn)品。 ③鹵水濃縮至16° Be經(jīng)過除f丐鎂離子后，鹵水中主要物質(zhì)有Nacl、Na2S04和Kcl， 在結(jié)晶制鹽過程中，大部分的氯化鈉析出，當(dāng)鹵水為28° Be時(shí)，這三種物質(zhì)仍存在，可以實(shí) 施芒硝氯化鉀法生產(chǎn)硫酸鉀 按化工部礦山設(shè)計(jì)研究院根據(jù)芒硝與氯化鉀轉(zhuǎn)化生產(chǎn)硫酸鉀的原理，設(shè)計(jì)生產(chǎn)工 藝流程，運(yùn)用有關(guān)相圖與控速分解結(jié)晶原理?？刂破湎嗷マD(zhuǎn)化條件，使氯化鉀轉(zhuǎn)化率比原來
提高10%以上，而母液蒸發(fā)量比原來工藝減少* ，控制了太快的復(fù)分解反應(yīng)速度，使產(chǎn)品結(jié)
晶顆粒度增大，而采用母液直接蒸發(fā)結(jié)代替冷凍脫硝工藝，使硫酸鉀純度達(dá)到98%以上，副 產(chǎn)品氯化鈉純度提高，氯離子含量少于0. 5% 。
反應(yīng)式 Kcl+Na2S04 — NaKS04+Nacl
Kcl+NaKS04 — K2S04+Nacl (11)其他步驟按傳統(tǒng)化工工藝進(jìn)行，如離心脫水、干燥、分篩、計(jì)量及包裝等相同。
權(quán)利要求
一種利用風(fēng)能、太陽能及熱泵技術(shù)進(jìn)行海水淡化、制鹽及其副產(chǎn)品綜合利用的工藝，其特征是按如下工藝步驟(1)抽納海水利用管道抽取海水，海水含鹽度為≥3.5°Be；(2)海水物化預(yù)處理首先用PH值＞12的石灰乳調(diào)海水的PH值為8，再加入PH為4.5的聚合氯化鋁溶液，使海水的PH值為6～6.5達(dá)到等電點(diǎn)，然后進(jìn)行澄清，澄清后的水供下一步驟使用；沉渣水經(jīng)無帶真空過濾機(jī)脫水，水重復(fù)回用，濾餅作為復(fù)合肥原料；(3)采用反滲透海水淡化系統(tǒng)制飲用水及高濃鹵水采用反滲透海水淡化系統(tǒng)，其流程為連續(xù)漸縮工藝，組體裝置為三級(jí)，每級(jí)都有能量回收器及升壓泵，各級(jí)工作壓力在5.5～11MP2范圍內(nèi)，電耗控制在2～5kw.h/m3；海水經(jīng)淡化后，鹵水含鹽度由3.5°Be上升至14°Be，1m3的3.5°Be海水濃縮為0.245m3的14°Be鹵水；每立方米海水凈化后能產(chǎn)淡水750kg，其中10％的淡水經(jīng)超濾處理后作飲用水，其余90％作為生活和農(nóng)業(yè)用水；(4)空氣吹溴系統(tǒng)經(jīng)反滲透系統(tǒng)淡化后鹵水濃度為14°Be，在溫度≥30℃，壓力≤1.5Mpa的條件下，利用射流器加酸和氯氣，使鹵水酸化及氧化，使溴離子變?yōu)閱误wBr液體，從塔頂噴入往下流，將壓縮空氣從塔底鼓入，與溴液體在塔內(nèi)逆向?qū)α?，把水蒸汽及溴帶出塔外，?jīng)吸收、冷凝及分離等工藝制溴，使鹵水得到蒸發(fā)，濃度達(dá)到16°Be，蒸發(fā)淡水量55Kg/m3，1m3的3.5°Be海水濃縮為0.19m3的16°Be鹵水；(5)析除Ca2+、Mg2+離子上一步驟來的鹵水，加入與Mg2+當(dāng)量石灰乳，反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀，把上清液抽到另一容器加入與Ca2+當(dāng)量的純堿反應(yīng)生成硫酸鈣沉淀，把上清液排入下工序的太陽池中儲(chǔ)鹵，以上兩種沉淀物分開脫水處理，水重復(fù)利用，濾餅作為化工和復(fù)合肥原料；(6)太陽池集熱、儲(chǔ)熱、蒸發(fā)濃縮及及儲(chǔ)鹵利用太陽池中高鹽度鹵水的梯度差功能，吸收太陽能輻射，進(jìn)行集熱、儲(chǔ)熱，將鹵水蒸化濃縮，使鹵水濃度由16°Be升到18°Be，溫度由常溫升到≥45℃，蒸發(fā)淡水量22.7Kg/m3，1m3的3.5°Be海水濃縮為0.1673m3的18°Be鹵水；(7)熱泵低溫蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)利用低溫高效節(jié)能蒸發(fā)工藝，用熱泵壓縮將低溫?zé)崮茏優(yōu)楦邷責(zé)崮埽瑴囟取?0℃，加熱鹵水進(jìn)行蒸發(fā)，另外利用熱泵制冷功能，降低水噴射冷凝器中水的溫度≤15℃，提高蒸發(fā)效率，減少冷卻水用量；從步驟(6)來的鹵水溫度≥45℃，濃度為18°Be，經(jīng)過熱泵低溫蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)后，鹵水濃度升到25°Be，溫度≥60℃，蒸發(fā)淡水量為55Kg/m3，1m3的3.5°Be海水濃縮為0.112m3的25°Be鹵水；(8)壓縮蒸發(fā)結(jié)晶制鹽系統(tǒng)鹵水濃度為25°Be時(shí)為飽和鹵水，濃縮到26°Be時(shí)氯化鈉就會(huì)結(jié)晶析出，采用N效二次蒸汽壓縮蒸發(fā)結(jié)晶工藝，每效蒸發(fā)面積基本相等，首效加熱蒸汽壓力≥2.2MPa，溫度到125℃，其余各效操作壓力、溫度根據(jù)生產(chǎn)能力、蒸汽壓縮機(jī)技術(shù)參數(shù)及結(jié)晶器規(guī)格而定，本系統(tǒng)連續(xù)進(jìn)排料，為順流流程，排料溫度≤65℃，鹵水濃度為28°Be，各效壓縮加熱蒸汽，匯總經(jīng)閃蒸發(fā)器后，水蒸汽再次壓縮提高溫度到140℃，又作為產(chǎn)品干燥的熱源；(9)離子置換助晶調(diào)漿將步驟(8)排出的鹽漿進(jìn)行固液分離，固體鹽加入新鮮鹵水調(diào)漿，進(jìn)行離子置換助晶，使原結(jié)晶顆粒增大，并增加產(chǎn)量，把28.5°Be的老鹵水進(jìn)行綜合利用生產(chǎn)有機(jī)復(fù)合肥原料；(10)廢渣廢液處理實(shí)施步驟如下①海水預(yù)處理的沉淀物經(jīng)過濾后，濾餅作生產(chǎn)固態(tài)肥原料，按固態(tài)肥工藝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)；②除鈣鎂離子的沉淀物為氫氧化鎂和碳酸鈣，其處理方法如下a碳酸鈣作為固態(tài)肥的填充料或填土硬化場地；b氫氧化鎂中和反應(yīng)氫氧化鎂與硫酸進(jìn)行中和反應(yīng)，生成硫酸鎂液體，一部分為液態(tài)肥原料，其余部分作為硫酸鎂產(chǎn)品；③利用鹵水濃縮過程中產(chǎn)生的主要物質(zhì)Nacl、Na2SO4和Kcl，實(shí)施芒硝氯化鉀法生產(chǎn)硫酸鉀(11)其他步驟如離心脫水、干燥、分篩、計(jì)量及包裝等按傳統(tǒng)化工工藝進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明屬于一種利用風(fēng)能、太陽能及熱泵技術(shù)進(jìn)行海水淡化、制鹽及其副產(chǎn)品綜合利用的工藝，其主要流程是海水→淡化→空氣吹溴→除雜澄清→太陽池升溫儲(chǔ)鹵→蒸發(fā)濃縮→壓縮結(jié)晶制鹽→鹵水化工等。本發(fā)明利用風(fēng)能、太陽能及熱泵技術(shù)進(jìn)行海水淡化、制鹽及對(duì)其副產(chǎn)品進(jìn)行綜合利用，把海水淡化與制鹽及廢渣廢液綜合利用有機(jī)結(jié)合，把風(fēng)能及太陽能，可再生能源，作為主要能源，改變海鹽生產(chǎn)由露天灘曬作業(yè)，由手工操作提升為機(jī)械化和自動(dòng)化作業(yè)，徹改變海鹽企業(yè)的落后面貌。可節(jié)約能源，減少污染，節(jié)約投資50％左右，節(jié)約占地面積約95％，不僅降低了生產(chǎn)成本，更主要的是每產(chǎn)一噸鹽能回收約35m2淡水，保護(hù)淡水資源。
文檔編號(hào)C02F1/66GK101704560SQ20091004160
公開日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月29日
發(fā)明者林萬湘, 林曉山 申請(qǐng)人:林曉山