Способ увеличения концентрации ионов магния в исходной воде - RU2020106124A
Код документа: RU2020106124A
Формула
1. Способ увеличения концентрации ионов магния в исходной воде, причем способ включает следующие стадии:
(a) обеспечение входящего потока исходной воды QIN;
(b) увеличение концентрации двуокиси углерода в указанном входящем потоке QIN для получения потока исходной воды QCO2, содержащей двуокись углерода; и
(c) пропускание указанного потока QCO2через твердый слой для получения выходящего потока обработанной воды QOUT;
отличающийся тем, что твердый слой на стадии (c) содержит источник ионов магния в виде твердых частиц, имеющих предел растворимости в воде 10 г/л или менее при измерении при 20°C и 100 кПа.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что исходная вода имеет концентрацию растворенных ионов магния 10 мг/л или менее, предпочтительно 5 мг/л или менее, а наиболее предпочтительно 2 мг/л или менее.
3. Способ по любому из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что исходная вода имеет общую щелочность (CaCO3) от 5 до 200 мг/л, предпочтительно от 10 до 150 мг/л, а наиболее предпочтительно от 20 до 100 мг/л.
4. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что исходная вода имеет Индекс насыщения Ланжелье (LSI) от -2,0 до 1,0, предпочтительно от -1,0 до 0,7, а наиболее предпочтительно от -0,5 до 0,5.
5. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что на стадии (b) концентрацию двуокиси углерода увеличивают путем инжектирования газообразной двуокиси углерода во входящий поток QIN.
6. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что на стадии (b) концентрацию двуокиси углерода в исходной воде, содержащей двуокись углерода, потока QCO2 регулируют до концентрации от 5 до 500 мг/л, предпочтительно от 10 до 200 мг/л, а наиболее предпочтительно от 20 до 100 мг/л.
7. Способ по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что на стадии (b) pH содержащей двуокись углерода исходной воды потока QCO2 регулируют до диапазона от 5,0 до 8,5, предпочтительно от 5,5 до 8,0, а наиболее предпочтительно от 6,0 до 7,5, причем указанный pH предпочтительно регулируют путем инжектирования подходящего количества двуокиси углерода во входящий поток QIN.
8. Способ по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что на стадии (b) температуру содержащей двуокись углерода исходной воды потока QCO2 регулируют до диапазона от 5 до 35°C, предпочтительно от 10 до 30°C, а наиболее предпочтительно от 15 до 25°C.
9. Способ по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что источник ионов магния выбирают из одного или более из следующего:
(i) природных магний-содержащих минералов, предпочтительно брусита, известкового доломита, доломита, доломитового известняка, гидромагнезита или магнезита;
(ii) частично или полностью кальцинированных природных магний-содержащих минералов, предпочтительно частично или полностью кальцинированного брусита, известкового доломита, доломита, доломитового известняка, гидромагнезита или магнезита, более предпочтительно полуобожженного доломита; и
(iii) синтетических магний-содержащих минералов, предпочтительно синтетического карбоната магния, гидроксида магния или гидромагнезита, более предпочтительно осажденного гидромагнезита.
10. Способ по любому из пп. 1-9, отличающийся тем, что частицы имеют средневесовой размер частиц в диапазоне от 0,05 до 20 мм, предпочтительно от 0,1 до 15 мм, более предпочтительно от 0,15 до 10 мм, еще более предпочтительно от 0,2 до 2 мм, а наиболее предпочтительно от 0,5 до 1,5 мм.
11. Способ по любому из пп. 1-10, отличающийся тем, что предел растворимости в воде составляет 5 г/л или менее, предпочтительно 2 г/л или менее, более предпочтительно 1 г/л или менее, еще более предпочтительно 0,5 г/л или менее, а наиболее предпочтительно 0,2 г/л или менее, каждое измерение проводят при 20°C и 100 кПа.
12. Способ по любому из пп. 1-11, отличающийся тем, что время контакта на стадии (c) между потоком QCO2 и твердым слоем составляет:
(i) по меньшей мере 0,1 мин, предпочтительно по меньшей мере 0,2 мин, более предпочтительно по меньшей мере 0,5 мин, а наиболее предпочтительно по меньшей мере 1 мин; и/или
(ii) менее чем 30 мин, предпочтительно менее чем 20 мин, более предпочтительно менее чем 10 мин, а наиболее предпочтительно менее чем 5 мин.
13. Способ по любому из пп. 1-12, отличающийся тем, что твердый слой на стадии (c) обеспечивают с помощью полости проточного реактора, причем указанный проточный реактор имеет впуск, выполненный с возможностью приема потока исходной воды QCO2, содержащей двуокись углерода, и выпуск, выполненный с возможностью высвобождения выходящего потока обработанной воды QOUT, предпочтительно указанным проточным реактором является проточный картридж.
14. Способ по любому из пп. 1-13, отличающийся тем, что на стадии (b) концентрацию двуокиси углерода в исходной воде, содержащей двуокись углерода, потока QCO2 регулируют до концентрации от 20 до 100 мг/л, источник ионов магния выбирают из одного или более из брусита, гидромагнезита или частично кальцинированного доломита, частицы имеют средневесовой размер частиц в диапазоне от 0,5 до 1,5 мм, и время контакта на стадии (c) между потоком QCO2 и твердым слоем составляет по меньшей мере 0,1 мин и менее чем 5 мин.
15. Система подготовки воды для увеличения концентрации ионов магния в исходной воде, причем система содержит:
(i) трубопровод, причем трубопровод выполнен с возможностью приема входящего потока исходной воды QIN;
(ii) устройство предварительной обработки, соединенное с указанным трубопроводом, причем устройство предварительной обработки выполнено с возможностью увеличения концентрации двуокиси углерода в указанном входящем потоке исходной воды QIN для получения потока исходной воды QCO2, содержащей двуокись углерода; и
(iii) твердый слой, расположенный на выходе из устройства предварительной обработки, причем твердый слой выполнен с возможностью приема потока исходной воды QCO2, содержащей двуокись углерода, из указанного устройства предварительной обработки с возможностью получения выходящего потока обработанной воды QOUT;
отличающаяся тем, что твердый слой содержит источник ионов магния в виде твердых частиц, имеющих предел растворимости в воде 10 г/л или менее при измерении при 20°C и 100 кПа.
16. Система подготовки воды по п. 15, отличающаяся тем, что указанным устройством предварительной обработки является устройство инжектирования, выполненное с возможностью инжектирования газообразной двуокиси углерода в указанный входящий поток QIN.
17. Система подготовки воды по любому из пп. 15 или 16, отличающаяся тем, что:
(i) источником ионов магния является источник ионов магния по п. 9;
(ii) частицы имеют средневесовой размер частиц по п. 10;
(iii) предел растворимости в воде по п. 11; и/или
(iv) твердый слой обеспечивают с помощью полости проточного реактора по п. 13.
18. Проточный реактор для использования в системе подготовки воды для увеличения концентрации ионов магния в исходной воде, причем указанный проточный реактор содержит:
(i) впуск, причем впуск выполнен с возможностью приема потока исходной воды QCO2, содержащей двуокись углерода;
(ii) твердый слой, причем твердый слой выполнен с возможностью приема потока исходной воды QCO2, содержащей двуокись углерода, из указанного впуска и с возможностью получения выходящего потока обработанной воды QOUT; и
(iii) выпуск, выполненный с возможностью высвобождения выходящего потока обработанной воды QOUT;
отличающийся тем, что твердый слой содержит источник ионов магния в виде твердых частиц, имеющих предел растворимости в воде 10 г/л или менее при измерении при 20°C и 100 кПа.
19. Проточный реактор по п. 18, отличающийся тем, что:
(i) источником ионов магния является источник ионов магния по п. 9;
(ii) частицы имеют средневесовой размер частиц по п. 10;
(iii) предел растворимости в воде по п. 11; и/или
(iv) твердый слой обеспечивают с помощью полости указанного проточного реактора.
20. Проточный реактор по любому из пп. 18 или 19, отличающийся тем, что проточным реактором является проточный картридж.
