專利名稱：用煙道氣進行海水脫鈣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的技術(shù)方案涉及海水的處理，具體地說是用煙道氣進行海水脫鈣的方法。
背景技術(shù)：
海水是一個復(fù)雜的無機鹽溶液體系，共含有80余種化學(xué)元素，其中鈣離子的濃度為0. 40kg/m3。在海水淡化過程中，形成的鈣鹽因溶解度較小，在濃縮過程中，會沉淀于傳熱界面形成鈣垢，影響傳熱效率和設(shè)備的正常運行；或者鈣鹽沉淀在反滲透膜表面，影響膜的壽命。特別是當(dāng)海水濃縮超過三倍后，碳酸鈣會大量結(jié)晶析出，導(dǎo)致海水淡化過程效率急劇下降，進而限制了海水淡化的水回收率?，F(xiàn)有技術(shù)中，海水脫鈣的方法大致可以分為兩類。一類是加入沉淀劑的方法，例如CN1778718公開了海水單脫鈣軟化的處理方法，直接以碳酸鈉、亞硫酸鈉等為沉淀劑進行結(jié)晶，對海水脫鈣軟化；CNl02009987A披露了一步法除鈣鎂的鹽水精制工藝，以加入碳 酸鈉脫除鈣鎂。這類方法均是以碳酸鈉或亞硫酸鈉等化學(xué)品作為沉淀劑，成本較高，無法投入大規(guī)模應(yīng)用。另一類是吸附法或離子交換法，例如CN101381147公開了海水除鈣濃縮利用的方法，是在海水淡化裝置前端設(shè)有除鈣裝置，利用蜂窩狀結(jié)構(gòu)的無機材料脫除海水中鈣；CN 201210146756. 8披露了用離子交換劑從海水富鉀溶液中脫除鈣的方法，是分別在鉀富集裝置之前和蒸發(fā)裝置前設(shè)置除鈣裝置，其中填入離子交換樹脂。這類方法均需要昂貴的設(shè)備投資，操作工藝復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供用煙道氣進行海水脫鈣的方法，利用廢棄煙道氣中的二氧化碳作為沉淀劑來脫除海水中的鈣，克服了現(xiàn)有技術(shù)中需花費經(jīng)費購買的化學(xué)品來脫除海水中的鈣的成本高無法投入大規(guī)模應(yīng)用和用離子交換劑脫除海水中的鈣的設(shè)備投資貴和操作工藝復(fù)雜的缺點。本發(fā)明解決該技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是用煙道氣進行海水脫鈣的方法，其操作工藝是在溫度為20°C 50°C條件下，將二氧化碳含量為6 15%的的煙道氣從反應(yīng)器底部以25mL/min 55mL/min的速率鼓入裝有500mL IOOOmL含鈣量為0. 40 kg/m3
I.20kg/m3的pH值控制在7. 5 10的海水的反應(yīng)器中，反應(yīng)50 80 min后，測定反應(yīng)器中的上清液中的鈣離子的含量為0. 02kg/m3 0. 08 kg/m3,反應(yīng)器中的海水的脫鈣率為80. 0 95. 0%。上述用煙道氣進行海水脫鈣的方法，所述pH值控制是用復(fù)合電極和pH計來控制堿液的滴加速率以使反應(yīng)器中的海水的PH值保持在7. 5 10，堿液的加入量是由復(fù)合電極在線控制PH值自動確定的。上述用煙道氣進行海水脫鈣的方法，所述堿液是摩爾濃度為lmol/L 4mol/L的氫氧化鈉水溶液。上述用煙道氣進行海水脫鈣的方法，所述鼓入反應(yīng)器底部的煙道氣的速率是與反應(yīng)器中的海水的體積量和含鈣量成正向比例，以保證鼓入反應(yīng)器的煙道氣與反應(yīng)器中的海水在反應(yīng)50 80 min后，反應(yīng)器中的上清液中的鈣離子的含量為0. 02kg/m3 0. 08 kg/m3,反應(yīng)器中的海水的脫鈣率為80. 0 95. 0%。上述用煙道氣進行海水脫鈣的方法，所涉及的設(shè)備和原料均通過本技術(shù)領(lǐng)域所已知的途徑獲得，所用的操作工藝為本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的。本發(fā)明的有益效果是與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明用煙道氣進行海水脫鈣的方法的顯著的進步是
(I)降低現(xiàn)有海水處理的成本
本發(fā)明方法用廢氣煙道氣中的二氧化碳作為沉淀劑，替代碳酸鈉和亞硫酸鈉一類化學(xué)品作為沉淀劑，大幅度降低了海水處理的原料成本；與用離子交換劑脫除海水中的鈣的設(shè)備投資貴相比，本發(fā)明方法的設(shè)備簡單價低?？傊景l(fā)明方法降低現(xiàn)有海水處理的成本。(2)提升海水淡化的水回收率·
應(yīng)用本發(fā)明方法，海水中鈣的脫除率可達90%以上，大幅度提升了海水淡化的水回收率。(3)變廢為寶，綠色環(huán)保
本發(fā)明方法投入大規(guī)模應(yīng)用，能夠?qū)U煙道氣凈化，實現(xiàn)變廢為寶，減少溫室氣體的排放。
具體實施例方式實施例I
在溫度為20°C條件下，將二氧化碳含量為6%的的煙道氣從反應(yīng)器底部以25mL/min的速率鼓入裝有500mL含鈣量為0. 40kg/m3的pH值控制在7. 5的海水的反應(yīng)器中，反應(yīng)80min后，測定反應(yīng)器中的上清液中的鈣離子的含量為0. 08 kg/m3，反應(yīng)器中的海水的脫鈣率為80. 0%。所述pH值控制是用復(fù)合電極和pH計來控制堿液的滴加速率以使反應(yīng)器中的海水的PH值保持在7. 5，堿液的加入量是由復(fù)合電極在線控制pH值自動確定的。實施例2
在溫度為50°C條件下，將二氧化碳含量為15%的的煙道氣從反應(yīng)器底部以35mL/min的速率鼓入裝有IOOOmL含鈣量為0. 40kg/m3的pH值控制在8的海水的反應(yīng)器中，反應(yīng)70min后，測定反應(yīng)器中的上清液中的鈣離子的含量為0. 06kg/m3，反應(yīng)器中的海水的脫鈣率為85. 0%。所述pH值控制是用復(fù)合電極和pH計來控制堿液的滴加速率以使反應(yīng)器中的海水的PH值保持在8，堿液的加入量是由復(fù)合電極在線控制pH值自動確定的。實施例3
在溫度為30°C條件下，將二氧化碳含量為15%的的煙道氣從反應(yīng)器底部以45mL/min的速率鼓入裝有750mL含鈣量為0. 80kg/m3的pH值控制在9. 0的海水的反應(yīng)器中，反應(yīng)60min后，測定反應(yīng)器中的上清液中的鈣離子的含量為0. 08kg/m3，反應(yīng)器中的海水的脫鈣率為90. 0%。所述pH值控制是用復(fù)合電極和pH計來控制堿液的滴加速率以使反應(yīng)器中的海水的PH值保持在9. 0，堿液的加入量是由復(fù)合電極在線控制pH值自動確定的。實施例4在溫度為25°C條件下，將二氧化碳含量為13%的的煙道氣從反應(yīng)器底部以25mL/min的速率鼓入裝有500mL含鈣量為0. 40kg/m3的pH值控制在10的海水的反應(yīng)器中，反應(yīng)50min后，測定反應(yīng)器中的上清液中的鈣離子的含量為0. 02kg/m3，反應(yīng)器中的海水的脫鈣率為95. 0%。所述pH值控制是用復(fù)合電極和pH計來控制堿液的滴加速率以使反應(yīng)器中的海水的PH值保持在10，堿液的加入量是由復(fù)合電極在線控制pH值自動確定的。實施例5
在溫度為25°C條件下，將二氧化碳含量為13%的的煙道氣從反應(yīng)器底部以55mL/min的速率鼓入裝有IOOOmL含鈣量為I. 20kg/m3的pH值控制在8的海水的反應(yīng)器中，反應(yīng)60min后，測定反應(yīng)器中的上清液中的鈣離子的含量為0. 08kg/m3，反應(yīng)器中的海水的脫鈣率為93. 3%。所述pH值控制是用復(fù)合電極和pH計來控制堿液的滴加速率以使反應(yīng)器中的海水的PH值保持在8，堿液的加入量是由復(fù)合電極在線控制pH值自動確定的。 上述實施例中，所涉及的設(shè)備和原料均通過本技術(shù)領(lǐng)域所已知的途徑獲得，所用的操作工藝為本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的。
權(quán)利要求
1.用煙道氣進行海水脫鈣的方法，其特征在于操作工藝是在溫度為20°C 50°C條件下，將二氧化碳含量為6 15%的的煙道氣從反應(yīng)器底部以25mL/min 55mL/min的速率鼓入裝有500mL IOOOmL含鈣量為0. 40 kg/m3 I. 20kg/m3的pH值控制在7. 5 10的海水的反應(yīng)器中，反應(yīng)50 80 min后，測定反應(yīng)器中的上清液中的鈣離子的含量為0. 02kg/m3 0. 08 kg/m3,反應(yīng)器中的海水的脫鈣率為80. 0 95. 0%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述用煙道氣進行海水脫鈣的方法，其特征在于所述PH值控制是用復(fù)合電極和PH計來控制堿液的滴加速率以使反應(yīng)器中的海水的pH值保持在7. 5 10，堿液的加入量是由復(fù)合電極在線控制PH值自動確定的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述用煙道氣進行海水脫鈣的方法，其特征在于所述堿液是摩爾濃度為Imo I/L 4mol/L的氫氧化鈉水溶液。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述用煙道氣進行海水脫鈣的方法，其特征在于所述鼓入反應(yīng)器底部的煙道氣的速率與反應(yīng)器中的海水的體積量和含鈣量成正向比例，以保證鼓入反應(yīng)器的煙道氣與反應(yīng)器中的海水在反應(yīng)50 80 min后，反應(yīng)器中的上清液中的鈣離子的含量為0. 02kg/m3 0. 08 kg/m3,反應(yīng)器中的海水的脫鈣率為80. 0 95. 0%。
全文摘要
本發(fā)明用煙道氣進行海水脫鈣的方法，涉及海水的處理，操作工藝是在溫度為20℃～50℃條件下，將二氧化碳含量為6～15%的煙道氣從反應(yīng)器底部以25～55mL/min的速率鼓入裝有500～1000mL含鈣量為0.40～1.20kg/m3的pH值控制在7.5～10的海水的反應(yīng)器中，反應(yīng)50～80min后，測定反應(yīng)器中的上清液中的鈣離子的含量為0.02kg/m3～0.08kg/m3，反應(yīng)器中的海水的脫鈣率為80.0～95.0%，用廢棄煙道氣中的CO2來脫除海水中的鈣，克服了現(xiàn)有技術(shù)中用化學(xué)品來脫除海水中的鈣的成本高無法投入大規(guī)模應(yīng)用和用離子交換劑脫除海水中的鈣的設(shè)備投資貴和操作工藝復(fù)雜的缺點。
文檔編號B01D53/78GK102701465SQ20121019964
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月18日
發(fā)明者張林棟, 張繼軍, 紀志永, 袁俊生, 趙穎穎 申請人:河北工業(yè)大學(xué)