УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ОСАЖДЕНИЯ ТВЁРДЫХ ОСАДКОВ

1. Устройство осаждения твёрдых осадков (в частности, устройство опреснения), содержащее корпус (например, вертикальный корпус, в частности, вертикальный цилиндрический корпус), впускное отверстие для потока (например, раствора, морской воды или сточных вод, особенно солесодержащих сточных вод или сточных вод с высоким содержанием солей, которые содержат растворитель и растворенное вещество), выпускное отверстие для выпуска (а именно, выпускное отверстие потока), и подложку, расположенную во внутренней камере упомянутого корпуса, причём конфигурация упомянутой подложки подходит для твёрдого вещества, которое должно осаждаться и загружаться на неё.
2. Устройство осаждения твёрдых осадков по п. 1, которое работает в сверхкритических условиях (в частности, в сверхкритических условиях упомянутого растворителя, такого как вода).
3. Устройство осаждения твёрдых осадков по п. 1, в котором упомянутую подложку выбирают из по меньшей мере одного из: твёрдых частиц (например, выбирают из по меньшей мере одного из зародышей кристаллов, неорганических частиц, таких как сфера глинозема, сфера диоксида кремния, песок, кварцевый песок, частицы огнеупорного материала, такие как керамические частицы, и твёрдые отходы, такие как шлак), пластины (такой как непористая пластина и пористая пластина), решётки, сетки, клетки, волокна и полоски, предпочтительно твёрдых частиц.
2
3
4. Способ по п. 3, в котором используемое количество (по объёму) упомянутых твёрдых частиц содержит 1/4-3/4 (предпочтительно 1/4-1/2) общего объёма внутренней камеры упомянутого корпуса и/или, эквивалентный диаметр упомянутой твёрдой частицы составляет 0,1-1,0 мм (предпочтительно 0,2-0,7 мм) и/или конкретная область поверхности упомянутых твёрдых частиц составляет 100-300 м/г и/или объемная плотность упомянутых твёрдых частиц составляет 0,6-0,7 г/см.
5. Устройство осаждения твёрдых осадков по п. 1, также содержащее внутренний элемент, расположенный во (в частности, верхняя часть) внутренней камере упомянутого корпуса, причём упомянутый внутренний элемент содержит полую трубку, по существу коаксиальную с центральной осью упомянутого корпуса, верхний и нижний концы упомянутой полой трубки открыты, упомянутая полая трубка содержит верхнюю прямую секцию трубки и нижнюю коническую диффузионную секцию, имеется зазор (называемый первым зазором, в частности, кольцевым зазором) между внутренней стенкой упомянутого корпуса и внешней стенкой упомянутой полой трубки, упомянутый внутренний элемент также содержит перегородку (такую как зонтичный колпачок, причём упомянутая перегородка предпочтительно по существу коаксиальна с центральной осью упомянутого корпуса), расположенную над упомянутой полой трубкой, имеется зазор (называемый вторым зазором, в частности, кольцевым зазором) между упомянутой перегородкой и верхним краем упомянутой полой трубки, и имеется зазор (называемый шестым зазором, в частности, кольцевым зазором) между упомянутой перегородкой и внутренней стенкой упомянутого корпуса.
6. Устройство осаждения твёрдых осадков по п. 5, в котором упомянутый зонтичный колпачок коаксиален с упомянутой полой трубкой и имеет конический угол 30-150° (предпочтительно 60-120°), и/или внешний диаметр упомянутой прямой секции трубки упомянутой полой трубки составляет 60-80% (предпочтительно 67-73%) внутреннего диаметра упомянутого корпуса, и/или высота прямой секции трубки упомянутой полой трубки составляет 10-30% высоты внутренней камеры упомянутого корпуса, и/или максимальный внешний диаметр упомянутой конической диффузионной секции упомянутой полой трубки составляет 75-90% внутреннего диаметра упомянутого корпуса, и/или высота упомянутой конической диффузионной секции упомянутой полой трубки составляет 3-10% высоты внутренней камеры упомянутого корпуса, и/или высота упомянутой перегородки составляет 5-20% высоты внутренней камеры упомянутого корпуса.
7. Устройство осаждения твёрдых осадков по п. 5, которое также содержит направляющую конструкцию, расположенную вокруг внутренней стенки упомянутого корпуса (предпочтительно её продольная секция вдоль центральной оси упомянутого корпуса представляет собой трапецоид, причём угол перекрытия Альфа и угол трения Бета упомянутого трапецоида представляют собой острый угол (предпочтительно 5-70°)), упомянутая направляющая конструкция окружает внутреннюю камеру упомянутого корпуса для образования канала, который открыт сверху и снизу (в частности, цилиндрический канал, называемый направляющим отверстием), упомянутая направляющая конструкция расположена под упомянутой полой трубкой и над упомянутым впускным отверстием потока, имеется зазор (называемый третьим зазором, в частности, кольцевым зазором) между упомянутой направляющей конструкцией и нижним краем упомянутой полой трубки, и/или упомянутое направляющее отверстие по существу коаксиально с центральной осью упомянутого корпуса, и/или упомянутая направляющая конструкция расположена в верхней части внутренней камеры упомянутого корпуса.
8. Устройство осаждения твёрдых осадков по п. 1, в котором упомянутое впускное отверстие потока расположено на дне или в нижней части упомянутого корпуса, конструкция упомянутого впускного отверстия потока подходит для распыления упомянутого потока во внутреннюю камеру упомянутого корпуса (конструкция упомянутого впускного отверстия потока представляет собой предпочтительно сопло или распределитель жидкости), и/или упомянутое выпускное отверстие для разгрузки расположено сверху или в верхней части упомянутого корпуса (предпочтительно расположен над упомянутой перегородкой), и/или отношение высоты внутренней камеры упомянутого корпуса (единица измерения - м) к внутреннему диаметру (единица измерения - м) составляет 7-17, предпочтительно 10-14, и/или внутренний диаметр упомянутого направляющего отверстия составляет 60-80% внутреннего диаметра упомянутого корпуса, и/или высота упомянутого направляющего отверстия составляет 5-15% высоты внутренней камеры упомянутого корпуса.
9. Устройство осаждения твёрдых осадков по п. 1, которое также содержит впускное отверстие для загрузки подложки и выпускное отверстие для выгрузки подложки, и/или упомянутое впускное отверстие для загрузки подложки расположено сверху или в верхней части упомянутого корпуса (предпочтительно расположено над упомянутой направляющей конструкцией, более предпочтительно расположено над упомянутой перегородкой), и/или упомянутое выпускное отверстие для выгрузки подложки расположено на дне упомянутого корпуса (предпочтительно расположено под упомянутым впускным отверстием потока).
10. Устройство осаждения твёрдых осадков по п. 1, которое также содержит впускное отверстие горячего агента, причём упомянутое впускное отверстие горячего агента расположено на дне или в нижней части упомянутого корпуса, конструкция упомянутого впускного отверстия горячего агента пригодна для горячего агента (например, воздуха, кислородного газа или нагревательного газа) для распыления во внутреннюю камеру упомянутого корпуса (конструкция упомянутого впускного отверстия горячего агента представляет собой предпочтительно сопло или распределитель газа), и/или упомянутое впускное отверстие горячего агента расположено над или под упомянутым впускным отверстием потока (предпочтительно расположено под упомянутым впускным отверстием потока).
11. Устройство осаждения твёрдых осадков по п. 10, которое также содержит внутреннюю трубку (например, прямую трубчатую или роговидную трубчатую, особенно прямую цилиндрическую, причём упомянутая внутренняя трубка предпочтительно по существу коаксиальна с центральной осью упомянутого корпуса), упомянутое впускное отверстие горячего агента расположено на дне упомянутого корпуса, имеется зазор между внутренней стенкой упомянутого корпуса и внешней стенкой упомянутой внутренней трубки (называемый четвертым зазором, в частности, кольцевым зазором), имеется зазор между нижним краем или внутренней стенкой упомянутой внутренней трубки и упомянутым впускным отверстием горячего агента (называемый пятым зазором, в частности, кольцевым зазором), упомянутый пятый зазор сообщается с упомянутым четвертым зазором и внутренним пространством упомянутой внутренней трубки, упомянутая внутренняя трубка имеет такую конфигурацию, что упомянутый горячий агент, импортируемый из упомянутого впускного отверстия горячего агента, по существу полностью входит во внутреннее пространство упомянутой внутренней трубки, упомянутое впускное отверстие потока расположено в упомянутом четвёртом зазоре и под верхним краем упомянутой внутренней трубки, и/или пространство внутренней камеры упомянутого корпуса, расположенное под верхним краем упомянутой внутренней трубки, называется буферной зоной, далее упомянутая буферная зона содержит 25-40% или 20-60% от общего объёма внутренней камеры упомянутого корпуса,
и/или конструкция упомянутого впускного отверстия горячего агента представляет собой распределитель газа (предпочтительно по существу коаксиальный с центральной осью упомянутого корпуса), и упомянутая внутренняя трубка расположена над упомянутым распределителем газа или содержит упомянутый распределитель газа, оба разделены упомянутым пятым зазором, и/или упомянутая внутренняя трубка расположена под упомянутой направляющей конструкцией, и/или упомянутое впускное отверстие потока на 100-500 мм ниже верхнего края упомянутой внутренней трубки в вертикальном направлении, и/или внешний диаметр упомянутой внутренней трубки составляет 60-80% (предпочтительно 67-73%) внутреннего диаметра упомянутого корпуса, и/или высота упомянутой внутренней трубки составляет 20-60% (предпочтительно 30-50%) высоты внутренней камеры упомянутого корпуса, и/или упомянутая внутренняя трубка расположена в нижней части внутренней камеры упомянутого корпуса.
12. Способ осаждения твёрдых осадков (в частности,, способ опреснения), который содержит этап, на котором пропускают поток, содержащий растворенное вещество (такое как неорганическая соль) и растворитель (такой как вода), в устройство осаждения твёрдых осадков по п. 1, чтобы заставлять по меньшей мере часть растворенного вещества осаждаться (например, осаждаться благодаря реакции осаждения или из-за перенасыщения) и загружаться на упомянутую подложку, расположенную во внутренней камере упомянутого корпуса.
13. Способ осаждения твёрдых осадков по п. 12, в котором упомянутый поток, перед вхождением в упомянутое устройство осаждения твёрдых осадков, удерживается в субкритическом состоянии (в частности, ниже сверхкритической температуры упомянутого растворителя, например, от комнатной температуры до температуры на 1-15°C, 4-10°C или 6-8°C ниже сверхкритической температуры упомянутого растворителя (в частности, воды), более в частности, при сверхкритическом давлении упомянутого растворителя или выше него, но ниже сверхкритической температуры упомянутого растворителя, например, от комнатной температуры до температуры на 1-15°C, 4-10°C или 6-8°C ниже сверхкритической температуры упомянутого растворителя (в частности, воды)), и/или температура упомянутой подложки выше сверхкритической температуры упомянутого растворителя (например, температуры на 1-15°C, 4-10°C или 6-8°C выше упомянутой сверхкритической температуры), и/или подложку добавляют к внутренней камере упомянутого корпуса, и температура упомянутой подложки выше сверхкритической температуры упомянутого растворителя (например, температуры на 1-15°C, 4-10°C или 6-8°C выше упомянутой сверхкритической температуры), и/или упомянутая подложка и упомянутый поток находятся в такой пропорции, чтобы после их смешивания, температура упомянутого потока достигала или превышала сверхкритическую температуру упомянутого растворителя.
-1
14. Способ осаждения твёрдых осадков по п. 12, в котором рабочие условия для внутренней камеры упомянутого корпуса включают в себя: рабочее давление 23-35 МПа по манометру (предпочтительно 25-30 МПа по манометру), рабочая температура 350-650°C (предпочтительно 380-650°C, 450-600°C или 450-550°C), время удерживания потока 10-1800 секунд (предпочтительно 60-600 секунд), и объемная скорость 1,5-270 ч.
15. Способ осаждения твёрдых осадков по п. 12, в котором горячий агент добавляют во внутреннюю камеру упомянутого корпуса, и упомянутый горячий агент используют в таком количестве, что упомянутый поток, после вхождения во внутреннюю камеру упомянутого корпуса, образует сверхкритическое состояние (например, достигает или превышает сверхкритическую температуру упомянутого растворителя), и/или упомянутый поток представляет собой солесодержащие сточные воды или сточные воды с высоким содержанием солей (в частности, органические сточные воды с высоким содержанием солей), упомянутый горячий агент представляет собой окисляющий газ (например, кислородный газ или воздух), и/или упомянутый горячий агент и упомянутый поток находятся в такой пропорции, что после их смешивания температура упомянутого потока достигает или превышает сверхкритическую температуру упомянутого растворителя, и/или упомянутый горячий агент и упомянутый поток находятся в такой пропорции, что температура упомянутого потока, при выходе из верхнего края упомянутой внутренней трубки, достигает или превышает сверхкритическую температуру упомянутого растворителя, и/или используемое количество упомянутого горячего агента составляет 100-500%, предпочтительно 150-350% теоретической потребности в кислороде для окисления упомянутого потока.
16. Способ осаждения твёрдых осадков по п. 12, в котором агент, регулирующий pH, добавляют к упомянутом у потоку, и/или во внутреннюю камеру упомянутого корпуса, и упомянутый агент, регулирующий pH, используют в таком количестве, чтобы значение pH содержимого во внутренней камере упомянутого корпуса поддерживалось равным 9-13.
17. Способ осаждения твёрдых осадков по п. 12, в котором упомянутый поток входит в нижнюю часть внутренней камеры упомянутого корпуса из упомянутого впускного отверстия потока, упомянутая подложка входит в верхнюю часть внутренней камеры упомянутого корпуса из упомянутого впускного отверстия для загрузки подложки, а затем входит в нижнюю часть внутренней камеры упомянутого корпуса через упомянутый первый зазор, упомянутый третий зазор и упомянутое направляющее отверстие, упомянутый поток заставляет упомянутую подложку находиться в текучем состоянии, по меньшей мере часть упомянутого растворенного вещества осаждается и загружается на упомянутую подложку для образования загруженной подложки, часть упомянутой загруженной подложки перемещается ко дну внутренней камеры упомянутого корпуса и выгружается из внутренней камеры упомянутого корпуса из упомянутого выпускного отверстия для разгрузки подложки, другая часть упомянутой загруженной подложки перемещается к верхней части внутренней камеры упомянутого корпуса вместе с упомянутым потоком, из которого по меньшей мере часть растворенного вещества удаляется (называемого очищенным потоком), проходит через упомянутое направляющее отверстие, входит в упомянутую прямую секцию трубки из упомянутой конической диффузионной секции, а затем разгружается из упомянутого второго зазора, упомянутая загруженная подложка оттекает к нижней части внутренней камеры упомянутого корпуса через упомянутый первый зазор, упомянутый третий зазор и упомянутое направляющее отверстие, упомянутый очищенный поток перемещается вверх внутренней камеры упомянутого корпуса через упомянутый шестой зазор, и выпускается из внутренней камеры упомянутого корпуса из упомянутого выпускного отверстия для разгрузки,
или,
упомянутая подложка входит в верхнюю часть внутренней камеры упомянутого корпуса из упомянутого впускного отверстия для загрузки подложки, а затем входит в нижнюю часть внутренней камеры упомянутого корпуса через упомянутый первый зазор, упомянутый третий зазор и упомянутое направляющее отверстие,
упомянутый поток входит в упомянутый четвёртый зазор из упомянутого впускного отверстия потока, а затем входит во внутреннее пространство упомянутой внутренней трубки через упомянутый пятый зазор и смешивается с упомянутым горячим агентом, который входит во внутреннее пространство упомянутой внутренней трубки из упомянутого впускного отверстия горячего агента для образования смеси, которая выгружается из упомянутой внутренней трубки из верхнего края упомянутой внутренней трубки после роста температуры, чтобы достигать или превышать сверхкритическую температуру упомянутого растворителя,
часть упомянутой смеси оттекает во внутреннее пространство упомянутой внутренней трубки через упомянутый четвёртый зазор и упомянутый пятый зазор (образуя внутреннюю переработку), другая часть упомянутой смеси заставляет упомянутую подложку находиться в текучем состоянии, по меньшей мере часть упомянутого растворенного вещества осаждается и загружается на упомянутую подложку для образования загруженной подложки, часть упомянутой загруженной подложки перемещается ко дну внутренней камеры упомянутого корпуса через упомянутый четвёртый зазор, и выгружается из внутренней камеры упомянутого корпуса из упомянутого выпускного отверстия для выгрузки подложки, другая часть упомянутой загруженной подложки перемещается к верхней части внутренней камеры упомянутого корпуса вместе с упомянутой смесью, из которой по меньшей мере часть растворенного вещества удаляется (называемой очищенной смесью), проходит через упомянутое направляющее отверстие, входит в упомянутую прямую секцию трубки из упомянутой конической диффузионной секции, а затем выгружается из упомянутого второго зазора, упомянутая загруженная подложка оттекает к нижней части внутренней камеры упомянутого корпуса через упомянутый первый зазор, упомянутый третий зазор и упомянутое направляющее отверстие, упомянутая очищенная смесь перемещается вверх внутренней камеры упомянутого корпуса через упомянутый шестой зазор, и выгружается из внутренней камеры упомянутого корпуса из упомянутого выпускного отверстия для разгрузки.
18. Способ осаждения твёрдых осадков по п. 12, в котором упомянутый поток представляет собой сточные воды с высоким содержанием солей (в частности, органические сточные воды с высоким содержанием солей), упомянутые сточные воды с высоким содержанием солей имеют TDS не выше 20 мас.% (предпочтительно 5-20 мас.%), и COD более 20000 мг/л (предпочтительно 20000-200000 мг/л или 20000-40000 мг/л).