Способ обработки морской воды

(51) ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН 1) 4780189/262) 25.10.896) 07;04.92, Бюл, М1) Азербайджанскиии им.М.Азизбеков2 К.М.Аб лла 1 институт нефти и хи в, М,М.Агамалиев танова Г,И,Ладашева ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРМ 887478, кл, С 02 Р 5/02, 1980.(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ МОРСКОЙВОДЫ(57) Изобретение относится к области обработки воды, может быть использовано приопреснении морской воды с попутным получением химических продуктов и позволяетупростить процесс и повысить его эконоИзобретение относится к области обработки воды и может быть использовано при опреснении морской воды с попутным пол-, учением химических продук- ов.Наиболее близким к прецлагаемому является способ термо:имического умягчения морской воды, включающими декарбонизацию с осаждением С СОз, известкование с осаждением МфОН); и осветлением, смешивающий нагрев, деаэрацию, термическое умягчение с осаждением сульфата кальция, Ма-катионитное умягчение, концентрирование умягченной воды и использование содержащихся в концентрате солей натрия для регенерации катионита. При этом термическое концентрирование умягченной воды ведут в две стадии, На первой стадии получают опресненную воду и раствор сомичность, Морскую воду декарбонизируют, осветляют, подвергают йа-катионитному умягчению, деаэрируют и подают на термическое.опреснение. Концентрат отделяют и используют для регенерации катионита. Отработанные регенерационные растворы смешивают с кальцийсодержащим концентратом и отделяют осадок сульфата кальция, Маточный раствор обрабатывают известковым молоком, отделяют осадок гидроксида магния, а осветленный раствор подвергают термическому концентрированию с получением хлорида натрия и кальцийсодержащего концентрата, Способ позволяет наряду с пресной водой получить ( в пересчете на 1 м исходной морской воды) 11,7 кг хлорида натрия,2,2 кг сульфата кальция и 0,7 кг гидроксида магния. 2 з,п,ф-лы, 1 табл 1 ил. лей сульфата и хлорида натрия, который нааей второй стадии подвергают термическому М концентрированию до разделения на хло- ЬЭ рид натрия и сульфат натрия, Первый под- фь, ают на регенерацию катионита, сульфат 0 натрия смешивают с известкованной освет- С) ленной водой, а отработанный регенераци- у онный раствор стадии Йа-катионирования и остаточный концентрат умягченной воды смешивают с исходной водой перед ее декаобонизацией.Недостатками указанного способа являются высокая стоимость обработки, низкая степень разделения солей и сложность технологии. Высокая стоимость обработки связана с большими затратами тепла на стадию термического умягчения с получением гипса ввиду использования высокопотенциально 1724605го (температура 140-170 С, давление 0,6- 0,7 МПа) пара и нестандартного оборудования (термоумягчитель), Стадия термического разделения хлоридов и сульфатов натрия характеризуется низкой степенью разделения и сложностью ввиду близости значений их растворимостей, Так, при 100 С растворимость МаС составляет 39;4 г/100 г воды, а йа 2304 - 42,3 г/100 г воды. Поэтому разделение этих солей проводится посложной схеме, включающей упаривание до насыщения по хлориду натрия с выпадением части сульфата натрия и последующее охлаждение осветленной части до -15-20 С с выделением другой части сульфата натрия. При этом для более глубокого разделения требуется повторение этих процессов,Сложность обусловлена и тем, что предусматриваемое смешение выпавшего сульфата натрия с известкованной осветленной водой требует предварительного растворения первогоКроме того, отработанный регенерационный раствор и часть концентрата умягченной воды, оставшаяся после разделения хлоридов и сульфатов натрия, смешивают с исходной водой на первой стадии ее обработки, Это существенно повышает солесодержание исходнсй воды и ухудшает технологические показатели стадии умягчения.Целью изобретения является упрощение процесса и повышение его экономичности.Для осуществления способа морскую воду декарбонизируют, осветляют, подвергают Ма-катионитному умягчению, деаэрируют и подают на термическое опреснение. Концентрат отделяют и используют для регенерации катионита, Отработанные регенерационные растворы смешивают с кальцийсодержащим концентратом и отделяют осадок сульфа. а кальия. Маточный раствор обрабатывают изве"тковым молоком, отделяют осадок гидроьсида магния, а осветленный раствор подвергают термическому концентрированию с п.лучением хлорида натрия и кальцийсодержащего концентрата.Термическое концентрирование осветленного раствора проводят до концентрации хлорида кальция 7-8 мг-экв/л,Известкование ведут с учетом полного осаждения ионов магния,Объемный удельный расход кальцийсодержащего концентрата, смешиваемого с отработанным регенерационным раствоз зром, составляет 0,35 0,45 м /м отработанного раствора. Упрощение процесса и повышение егоэкономичности достигают в предлагаемомспособе благодаря тому, что осаждение гипса осуществляют из высокопересыщенных5 растворов без тепловых затрат, а термическому разделению подвергают не системухлоридов и сульфатов натрия, растворимости которых очень близки, следствием чегоявляется сложность технологии разделе 10 ния, а систему хлоридов натрия и кальция,Растворимости этих соединений существенноотличаются, Так, растворимость СаС составляет 158 г/100 г воды, а йаС - 39,4 г/100 гводы, что способствует повышению степени15 разделения солей и обеспечивает возможность выделения в твердый осадок основной части хлорида натрия в одну стадиюобработки, т,е, упрощает технологию, Кроме того, если по известному способу в цикл20 возвращают сульфат натрия, для чего требуется его предварительное растворение, топо предлагаемому способу отпадает необходимость в растворении осадка, так как изсистемы хлоридов натрия и кальция первым25 выпадает хлорид натрия.Известкование не исходной морской воды, а ее концентрата приводит к осаждениюгидроксида магния из более концентрированных растворов, что также упрощает про 30 цесс обработки и снижает необходимыезатраты.Необходимость осуществления процесса термического концентрирования осветленного раствора до концентрации35 хлоридов кальция и магния 7-8 г-экв/лобусловлена тем, что в этом диапазоне выпадает более 90% хлорида натрия. Остаточная концентрация хлорида натриясоставляет 0,2 г-экв/л. Повышение кон 40 центрации хлорида кальция более 8 гэкв/л практически не снижает остаточноесодержание хлорида натрия, При концентрации хлорида кальция менее 7 г-экв/л остаточная концентрация хлорида натрия45 резко повышается, что влечет за собой более высокие расходы кальцийсодержащегораствора на осаждение гипса и, соответственно, более высокие затраты на осуществление процесса,50 Выбор интервала удельного расходакальцийсодержащего концентрата 0,350,45 м /м растворов вызван тем, что применьших значениях этого расхода увеличивается доля примеси сульфата кальция,55 выпадающего совместно с хлоридом натрия, а при больших значениях увеличивается доля раствора, повторноподвергаемая термическому разделению,что удорожает обработку.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 На чертеже приведена технологическая схема обработки воды,Исходную воду 1 направляют в реактор 2, куда для декарбонизации подают часть известкового молока 3, После отделения осадка 4 СаСОз осветленную воду 5 направляют в йа-катионитный фильтр 6 для умягчения, Умягченную воду 7 после деаэрации 8 направляют на парогенераторную или испарительную установку 9. Опресненную воду 10 подают потребителям, а концентрат умягченной воды пропускают через Йа-катионитный фильтр 6 с получением отработанных регенерационных растворов 11, которые направляют в кристаллизатор 12, Сюда же подают кальцийсодержащий концентрат 13. После отделения осадка гипса 14 маточный раствор 15 обрабатывают известковым молоком в узле 16, осветляют путем отделения гидроксида магния 17 и осветленный раствор 18 подвергают термическому концентрированию в узле 19 до выпадения хлорида натрия 20 с получением также опресненной воды 21 и остаточного концентрата 13 хлорида кальция и натрия с преимущественным содержанием хлорида кальция. Концентрат направляют в кристаллизатор 12 для создания высокой пересыщенности по гипсу, а опресненную воду 21 используют для приготовления известкового молока 3 из извести 22, а также для промывки товарного продукта хлорида натрия, Осадки карбоната кальция 4, гипса 14, гидроксида магния 17 и хлорида натрия 20 используют в качестве товарных продуктов. Основным продуктом комплексной переработки морской воды является опресненная вода 10.П р и м е р. Обработке подвергают воду Каспийского моря следующего состава мгэкв/л: Са 2 16,0; Мд 60,0; М 133,7; СГ 143,5; 804 62,5; НСОз 3,7.В таблице приведены составы растворов, получаемых на различных стадиях обработки морской воды,В графе 1 приведен состав исходной воды. После декарбонизации известкованием вода приобретает состав, приведенный в графе 2, На стадии йа-катионирования прог+ исходит практически полная замена Мд и Са на йа . Умягченная вода(состав приведен в графе 3) после деаэрации поступает на термическую дистилляцию. Количество умягченной воды 14,04 м /м катионита. Термическая дистилляция умягченной морской воды с получением пара надлежащей чистоты возможна при 10-15-кратном упаривании умягченной морской воды. Состав концентрата умягченной воды, характерный для кратности упаривания 12, приведен в графе 4. Использование этого концентрата для регенерации Ма-катионитного фильтра с учетом разбавления отработанного раствора морской водой, содержащейся в межзерновом пространстве загрузочного материала (катионит КУ), и отмывочной водой катионита от продуктов регенерации приводит к формированию отработанных регенерационных растворов, представляющих собой концентрат декарбонизованной морской воды со степенью концентрирования, равной восьми, Соответствующий состав отработанных регенерационных растворов приведен в графе 5. Этот раствор слабо пересыщен по гипсу, несмотря на высокую концентрацию сульфат-ионов, После обработки его в кристаллизаторе кальций- содержащим концентратом, содержащим гэкв/л: СаС 2 7,5; йаС 0,2, и отделения осадка гипса получают осветленный раствор (графа 6), Этот раствор обрабатывают 10 о -ным известковым молоком, приготовленным на дистилляте. При этом магний осаждается полностью. Необходимый объем известкового молока составляет 0,357 м /м . После отделения гидроксида магния осветленную воду (графа 7) подвергают термическому концентрированию до концентрации хлорида кальция 7,5 г-экв/л,Несмотря на низкую концентрацию сульфат-ионов при термическом концентрировании вместе с хлоридом натрия выпадает около 0,4% сульфата кальция. Хлорид натрия отделяют от остаточного концентрата. Концентрат с составом, приведенным в графе 8, смешивают с отработанным регенерационным раствором для осаждения гипса. Ввиду повышенного солесодержания дистиллята, образовавшегося при термическом концентрировании известкованного раствора, его используют для приготовления известкового молока и промывки хлорида натрия,Способ позволяет упростить процесс обработки морской воды, снизить капитальные и эксплуатационные затраты и наряду с опресненной водой получить (в пересчете на 1 м исходной морской воды) 11,7 кг хлорида натрия, 2,2 кг сульфата кальция и 0,7 кг гидроксида магния.Формула изобретения 1, Способ обработки морской воды, включающий декарбонизацию, осветление, обработку известью с отделением осадка гидроксида магния, деаэрацию, Йа-катионитное умягчение, термическое опреснение, отделение концентрата и выделение из него неорганических солей, отл и ч а ю щи йс я тем, что, с целью упрощения процесса и повышения его экономичности, воду декар1724605 Компонентныйсостав растворов Содержание компонентов в растворах по стадиям обработки 3 4 5 6 В 7184618 Са ф 7498 О,О 1 О 120,122480 э 41722 1 О 4 7484 1736 16,0 601 З,О60 О,О 1 М 8 екаФ 350,4835 480 206,7 14315 1069,6 зооо 200 739 133,7 133,7 С 1ЯОРасход,маем 1146 10484 7684 29 17 э 44 2582,33,5 143,562,53,7 143,562,50,72 505,6 750 14 62,5 0,72 2,006 2,748 3,105 0,7645 0,7645 14,042 1,17 Составитель А. СтадникТехред М,Моргентал Корректор С. Шевкун Редактор В, Петраш Заказ 1146 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 бонизируют, осветляют, подвергают Йа-катионитному умягчению, деаэрируют и подают на термическое опреснение, концентрат отделяют и используют для регенерации катионита, отработанные регенерационные растворы смешивают с кальцийсодержащим концентратом, отделяют осадок сульфата кальция, маточный раствор обрабатывают известковым молоком, отделяют осадок гидроксида магния, осветленный раствор подвергают термическому концентрированию с получением хлорида натрия и кальцийсодержащего концентрата, подаваемого на стадию выделения сульфата кальция.5 2. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что термическое концентрирование проводят до концентрации хлорида кальция 7-8 г-экв/л.3. Способ по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что кальцийсодержащий концентратподают в количестве 0,35-0,45 м /м отрабоз зтанных регенерационных растворов,