用于使液体脱盐的系统和方法与流程

1.本技术总体上涉及用于使流体脱盐的系统和方法。更具体地，本技术涉及用于使水脱盐的系统和方法。


背景技术：

2.新鲜干净的水具有许多不同的用途，尤其是人类消耗。从水中移除盐、杂质和其他污染物的能力允许水用于或再用于许多不同的目的。污染的水源、来自压裂操作的流体以及盐水都可以被净化并且移除盐，以允许它用于其他目的。提高干净新鲜的水的可用性可以是有益的。


技术实现要素：

3.根据一些实施例，一种用于使具有溶解的盐的液体脱盐的系统，该系统包括至少一个初级处理工艺、至少一个二级处理工艺以及至少一个三级处理工艺，其中，至少一个二级处理工艺包括至少一个反应器，其中，至少一个初级处理工艺被配置成调节液体的ph值至目标ph值水平并且向液体添加至少一种化学添加剂，其中，至少一个反应器被配置成将液体加热至至少350℉的温度并向液体供应压力以将液体保持在液态，其中，液体的溶解的盐被配置成与至少一种化学添加剂的至少一部分反应，以在至少一个反应器内形成不溶性产物，其中，当不溶性产物在至少一个反应器内形成时产生热量，并且其中，在至少一个反应器内形成的不溶性产物的至少一部分被配置成在至少一个三级处理工艺期间从液体中移除。
4.根据一些实施例，目标ph值水平是10或更高(例如，10、10.5等)。在一些实施例中，至少一种化学添加剂包括磷酸盐(例如，磷酸三钠)。在一个实施例中，不溶性产物包括溶解的盐的阳离子和磷酸根。在一些布置中，被配置成从液体中移除不溶性产物的至少一个三级处理工艺包括过滤器。
5.根据一些实施例，被配置成从液体中移除不溶性产物的至少一个三级处理工艺包括过滤器(例如，多介质过滤器)。在一些实施例中，被配置成从液体中移除不溶性产物的至少一个三级处理工艺包括至少一个沉降罐或至少一个抛光罐。
6.根据一些实施例，系统不包括反渗透或任何其他膜技术。
7.根据一些实施例，至少一个初级处理工艺包括石灰软化，以在液体进入至少一个反应器之前移除液体的硬物的至少一部分。在一些实施例中，至少一个初级处理工艺还包括移除沙子、淤泥、砂砾和气体中的至少一种。
8.根据一些实施例，系统进一步包括至少一个热交换单元，至少一个热交换单元被配置成将热量从系统的一个位置处的液体传递到系统的不同位置处的液体。
9.根据一些实施例，当不溶性产物在至少一个反应器内形成时所产生或以其他方式生成的热量被配置成准许系统在没有外部热引入液体的情况下操作。
10.根据一些实施例，系统进一步包括外部加热系统，外部加热系统被配置成将热传
递至至少一个反应器内的液体。在一些实施例中，外部加热系统包括油加热系统。在一些实施例中，循环通过油加热系统的油包括植物油。
11.根据一些实施例，系统进一步包括至少一个涡轮，至少一个涡轮被配置成在液体移动通过系统的至少一部分时移动，至少一个涡轮被配置成产生至少一些能量。
12.根据一些实施例，初级处理工艺进一步包括至少一个混合罐，其中，至少一个混合罐被配置成有助于将至少一种化学添加剂的混合在液体中。
13.根据一些实施例，系统进一步包括至少一个四级处理工艺。在一些实施例中，至少一个四元处理工艺包括消毒(例如uv消毒或氯化)。
14.根据一些实施例，系统被配置成处理以下各项中的至少一项：海水、井水、半咸水、在水力压裂过程中产生的水以及废水。
15.根据一些实施例，至少一个反应器被配置成将液体加热至至少400℉、450℉、500℉、550℉等的温度。
16.根据一些实施例，一种用于使具有溶解的盐的液体脱盐的方法包括：使用至少一个初级处理工艺处理液体，使用至少一个二级处理工艺处理液体，其中，至少一个二级处理工艺包括至少一个反应器，以及使用至少一个三级处理工艺处理液体，其中，至少一个一级处理工艺被配置成调节液体的ph值至目标ph值水平并且向液体添加至少一种化学添加剂，其中，至少一个反应器被配置成将液体加热至至少350℉的温度并向液体供应压力以将液体保持在液态，其中，液体的溶解的盐被配置成与至少一种化学添加剂的至少一部分反应，以在至少一个反应器内形成不溶性产物，其中，当不溶性产物在至少一个反应器内形成时产生热量，并且其中，在至少一个反应器内形成的不溶性产物的至少一部分被配置成在至少一个三级处理工艺期间从液体中移除。
17.根据一些实施例，目标ph值水平是10或更高(例如，10、10.5等)。在一些实施例中，至少一种化学添加剂包括磷酸盐(例如，磷酸三钠)。在一个实施例中，不溶性产物包括溶解的盐的阳离子和磷酸根。在一些布置中，被配置成从液体中移除不溶性产物的至少一个三级处理工艺包括过滤器。
18.根据一些实施例，被配置成从液体中移除不溶性产物的至少一个三级处理工艺包括过滤器(例如，多介质滤器)。在一些实施例中，被配置成从液体中移除不溶性产物的至少一个三级处理工艺包括至少一个沉降罐或至少一个抛光罐。
19.根据一些实施例，系统不包括反渗透或任何其他膜技术。
20.根据一些实施例，至少一个初级处理工艺包括石灰软化，以在液体进入至少一个反应器之前移除液体的硬物的至少一部分。在一些实施例中，至少一个初级处理工艺还包括移除沙子、淤泥、砂砾和气体中的至少一种。
21.根据一些实施例，一种用于使待脱盐的流体从流体源脱盐的系统包括第一过滤容器，该第一过滤容器具有第一过滤流体入口、第一过滤流体出口和第一过滤排放口，第一过滤容器用于从待脱盐的流体中移除大颗粒。第一过滤流体入口与流体源流体连通。脱气容器被设置有有脱气流体入口，该脱气流体入口与第一过滤流体出口流体连通。脱气容器具有脱气流体出口和气体释放件。脱气容器移除悬浮在待脱盐的流体内的气体的至少一部分。提供具有中空内部的加热容器。中空内部填充有第一流体。加热容器具有传输管，该传输管被定位在中空内部内并且横穿中空内部。传输管具有加热容器入口和加热容器出口。
加热容器入口被设置成与脱气流体出口流体连通。加热容器由加热器加热并且加热容器出口具有单向阀。提供了第二过滤容器，该第二过滤容器具有至少一个过滤器、第二过滤入口、第二过滤出口和第二排放口。第二过滤入口与加热容器出口流体连通。储料罐具有与第二过滤出口流体连通的脱盐流体入口。储料罐在已经将流体脱盐之后储存流体。泵用于将待脱盐的流体泵送通过系统。
22.根据一些实施例，提供了混合罐。混合罐具有混合罐入口、混合罐出口、化学品入口和混合机构。混合罐被定位在脱气容器与加热容器之间，使得混合罐出口与脱气流体出口流体连通并且混合罐入口与加热容器入口流体连通。
23.根据一些实施例，传输管包括合金金属。合金金属不吸引或允许待脱盐的流体中的盐粘附到传输管。
24.根据一些实施例，第一流体包含油。油可以是矿物油、向日葵油、植物油、橄榄油或本领域技术人员已知的任何其他适合的油。
25.根据一些实施例，单向阀在预定温度下打开。这确保了待脱盐的流体在离开加热容器之前被加热到特定温度。在一个实施例中，预定温度是在400至500℉(例如，450℉)。
26.根据一些实施例，加热器包括电加热器。加热器可以被定位在加热容器的中空内部内或可以从加热容器的外部加热第一流体。
27.根据一些实施例，加热容器包括500至600psi(例如550psi)的内部压力。这可帮助保持悬浮在待脱盐的流体中的固体，使得在待脱盐的流体行进通过传输管时固体不沉降。
28.根据一些实施例，提供了热交换器，该热交换器用于在待脱盐的流体进入加热容器之前对其进行预加热并且在待脱盐的流体已经穿过加热容器之后对其进行冷却。在该实施例中，加热容器和热交换器协作，以加热待脱盐的流体并提高系统的效率。
29.根据一些实施例，沉降罐被定位在第二过滤容器与储料罐之间，以收集从待脱盐的流体中沉降出来的材料。沉降罐具有沉降罐入口、沉降罐出口和沉降罐排放口。沉降罐入口被设置成与第二过滤出口流体连通，沉降罐出口被设置成与脱盐流体入口流体连通。
30.根据一些实施例，抛光罐被定位在沉降罐与储料罐之间。抛光容器具有抛光容器入口和抛光容器出口并且包含多个树脂珠。树脂珠粒帮助从流体中移除小分子。抛光容器入口与沉降罐出口流体连通，并且抛光容器出口被设置成与脱盐流体入口流体连通。
31.根据一些实施例，公开了一种使流体脱盐的方法。提供待脱盐的流体，并过滤出悬浮固体的至少一部分。在流体处理化学品混合到待脱盐的流体中之前，移除流体中的气体的至少一部分。待脱盐的流体被输送通过具有中空内部的加热容器，该加热容器具有传输管，该传输管被定位在中空内部内并且横穿中空内部。传输管具有加热容器入口和加热容器出口。加热容器由加热器加热。中空内部填充有第一流体，并且传输管将待脱盐的流体输送穿过加热容器。在过滤待脱盐的流体穿过加热容器后对其进行过滤，以移除大于3微米的分子。然后允许流体沉降在沉降罐中，以沉淀出分子，从而产生脱盐的流体。脱盐的流体被收集在储料中。
32.根据一些实施例，流体处理化学品包括磷酸盐。磷酸盐可以包括磷酸三钠。
33.根据一些实施例，流体处理化学品包括分散剂。分散剂可以是氧化铁分散剂，诸如由dow chemicals出售的acumer 3100
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。
34.根据一些实施例，完成将硫酸铝添加到沉降罐的另外的步骤。硫酸铝的添加致使
磷酸盐分子从溶液中沉淀出来。
35.根据一些实施例，在将脱盐的流体收集在储罐中之前完成对具有树脂珠的容器中的流体进行抛光的步骤。具有树脂珠的容器帮助收集在流体已经穿过沉降罐之后剩余的细分子和钠。
36.根据一些实施例，用uv处理脱盐的流体以杀死细菌。
附图说明
37.本技术的这些和其他特征、方面和优点参考某些实施例的附图来描述，这些附图旨在示出而非限制本发明。应当理解的是，这些附图是为了示出本文公开的多种概念的目的，并且可以不按比例绘制。
38.图1示意性地示出了水或其他流体处理系统的一个实施例的过程图；
39.图2示意性地示出了被配置成结合到水或其他流体处理系统中的反应器的一个实施例；
40.图3示意性地示出了水或其他流体处理系统的一个实施例的过程图；
41.图4示意性地示出了水或其他流体处理系统的一个实施例的过程图；
42.图5示意性地示出了水或其他流体处理系统的一个实施例的过程图；
43.图6示意性地示出了水或其他流体处理系统的一个实施例的过程图；以及
44.图7示出了根据一个实施例的加热容器的截面侧视图。
具体实施方式
45.虽然本文公开的流体处理系统和方法的多个实施例与脱盐具有特别的相关性，但是本文公开的特征、优点和其他特质可以在其他应用中具有直接或间接的适用性，诸如像从流体和/或类似物中移除多种盐、其他溶解的材料、其他污染物或材料。
46.本文公开的本发明的若干实施例是特别有利的，因为它们包括以下益处中的一个、几个或全部：(i)提供一种用于从水或其他液体中移除盐和其他污染物的增强系统；(ii)从外部能量输入的角度提供一种自持(self-sustaining)系统；(iii)提供一种具有减少的碳足迹和/或另外的环境益处的脱盐系统；(iv)提供一种用于从水源中移除盐而无需反渗透或其他膜技术的处理系统；以及(v)提供一种的脱盐系统，产生的热量可有利地用于多个处理步骤和工艺中。
47.图1示意性地示出了水或其他流体处理系统2的一个实施例的过程图。如本文所指出的，所描绘的系统2可用于从水或其他液体流中移除盐和/或其他物质。例如，系统2可用于对以下各项中的一项或更多项进行脱盐和/或其他方式的处理：海水、井水、半咸水、在水力压裂程序(例如，压裂水)中产生的和/或使用的水、废水(例如，家用、工业用等)和/或包含相对高浓度的一种或更多种盐的任何其他污水、液体流和/或液体源。
48.在一些实施例中，系统2被配置成处理液体流，该液体流包括高达300000ppm(例如，高达300000、高达250000、高达200000、高达150000、高达100000、高达50000ppm、在前述数值之间的值和范围等)的一种或更多种盐。系统2可以被适配成移除以下盐中的一种或更多种：氯化钠、氢氧化镁、氯化钙、碳酸钙、硫酸钠、石膏等。
49.在图1中总结的处理工艺包括若干步骤和工艺，这些步骤和工艺有助于与水或其
他液体的处理相关的多个方面。这样的步骤和工艺可以基于一个或更多个考虑而有利地定制，这些考虑包括，例如，正被处理的水或其他液体的类型、正被处理的水或其他液体的盐浓度、正被处理的水或其他液体的其他污染物和物质、正被处理的水或其他液体的其他特性(例如，ph值、温度、碱度等)、所需或所希望的处理的目标水平、系统的容量、系统的位置、系统所处的环境条件等。
50.因此，可以修改系统2以移除和/或替换处理步骤或工艺中的一个或更多个，以便定制设计并且改进与处理相关联的整体性能。本文提供了处理系统的替代性设计。然而，应当理解的是，可使用在本技术中未具体公开的另外的系统设计和实施例，其将共享由图1和本技术的其他地方公开的处理系统提供的至少一些发明概念。
51.参考图1，处理系统2(以及相应的处理方法)可以包括泵8，该泵8被配置成将水或其他液体从流体源4传输至至处理体系。如上所述，流体源4可以包括多种流体源中的任何一种，多种流体源包括但不限于海水、井水、半咸水、压裂水、废水(例如，家用、工业用等)和/或包含相对高浓度的一种或更多种盐的任何其他污水、液体流和/或液体源。
52.在一些实施例中，入口泵8可以包括单个泵或多个泵，这至少部分地取决于处理系统的容量、处理系统及其部件相对于流体源4的位置和/或其他考虑因素或因素。泵可以是自吸泵，其被设计和以其他方式布置成从流体源产生抽吸或虹吸效应。在其他实施例中，正被处理的水或其他液体可以被配置成从流体源自流到系统2的处理步骤或工艺中的一个或更多个。流体源4可包括罐、容器和/或其他容体。然而，在其他实施例中，流体源4可包括湖、海或其他水体、管道等。
53.接下来，正被处理的水或其他液体可以经受一定水平的初级或初步处理。在一些布置中，此类初级或初步处理可有助于从正被处理的水或其他液体中移除较大的材料和物质，诸如像较大的材料(例如，沙子、淤泥、砂砾、纺织品、油脂、其他残余物、较大的物品，等等)。在一个或更多个初级处理步骤、阶段或工艺过程中移除此类物品和物质可以提供一个或更多个优点或益处，诸如像提高脱盐/处理系统的效率和有效性，保护设备、装置和/或系统(例如，免受损坏、磨损和撕裂等)等。
54.参考图1，流体源可以被引导至帮助移除沙子、淤泥和/或砂砾的处理步骤或工艺。在所描绘的实施例中，系统2包括水力旋流除砂器12、水力旋流除泥器16以及脱气器/除气器20。这种系统或部件可适配成管理流体源通过它们的连续流。在替代性布置中，这种系统或部件可适配成作为分批系统来操作。
55.在一些布置中，正被处理的水或其他流体的初级或初步处理可以包括图1中所示的那些的另外的、较少的和/或不同的处理步骤或工艺。例如，处理系统或体系可以将沙子和淤泥移除组合在单个步骤中，这可适配成还移除一种或更多种其他材料(例如，砂砾、油、油脂、较大的物品等)。在一些实施例中，初级沉降罐可用于帮助移除一个或更多个这样的物品。该初级沉降罐可以包括连续流罐，该连续流罐包括促进目标物品(例如，沙子、淤泥、砂砾、悬浮的固体等)的自沉降的通过速率。在一些实施例中，浮渣和/或油移除装置或系统可用于移除浮渣、油和/或倾向于停留在正被处理的特定水或其他流体的顶部处或附近的其他材料或物质。例如，可以使用浮渣槽或铲削器、分离器和/或其他装置、部件和/或系统。此外，根据希望或要求，系统2可以包括一个或更多个入口筛网或类似的装置或系统，以移除进入该系统的较大的物品。
56.在一些实施例中，除砂器12被配置成移除包括在正被处理的水或其他液体中的悬浮固体的大部分或全部。除砂器12可以被配置成移除25微米或μm(约0.001英寸)或更大的悬浮固体。在其他布置中，根据希望或要求，可以通过除砂器12移除的悬浮固体和/或其他材料可以大于或小于25微米。
57.根据一些实施例，除砂器12包括使用离心力的水力旋流锥体。这种锥体可有利地几乎不需要维护。在一些布置中，除砂器要求75英尺的头部以准许正被处理的水或其他液体流过它并且被处理。在一些实施例中，进入除砂器的水或其他液体的入口压力为150psi(例如，100至200、120至180、140至160、100至140、100至150、120至150、130至140、130至150、130至160、130至170、140至150、140至160、140至170、140至180、140至200psi，在前述数值之间的数值和范围等)。
58.继续参考图1的处理系统/体系2，正被处理的水或其他流体可以被引导至除泥器16。尽管在图1的实施例中示出为单独的系统或工艺，但是处理系统2可以包括单个处理系统以帮助移除沙子和淤泥(例如，单独地或与其他污染物或物质一起)。可替代地，根据希望或要求，可以使用一个、两个或更多个不同的步骤或工艺来移除多种目标污染物和/或物质。
59.除泥器16可被配置成移除5微米或μm(约0.0002英寸)或更大的悬浮固体。在其他布置中，悬浮固体和/或可以被除泥器16移除的其他材料可以根据希望或要求大于或小于5微米。在一些布置中，除泥器要求75英尺的头部，以允许正被处理的水或其他液体流过它并被处理。在一些实施例中，进入除泥器的水或其他液体的入口压力为150psi(例如，100-200、120-180、140-160、100-140、100-150、120-140、120-150、120-160、130-140、130-150、130-160、130-170、140-150、140-160、140-170、140-180、140-200psi，在前述数值之间的数值和范围等)。
60.从任何初级或初步步骤中移除的固体(例如，沙子、淤泥、砂砾、油、油脂、较大的物品等)可以被填埋、再使用、再加工、再循环、回收和/或根据其他希望或要求处理。
61.在一些实施例中，如在图1的处理系统或体系2中所示出的，初级或初步处理工艺可以包括脱气或除气20。脱气器或除气器20可用于从正被处理的水或其他液体中移除二氧化碳、氧气和/或其他气体。可准许这些气体自由地逸出到周围环境中。然而，取决于从正被处理的水或其他液体中正被除去或以其他方式移除的气体的性质，可能希望或要求对这些气体进行另外处理。例如，在一些实施例中，从流体源除去或以其他方式分离的气体可以包括恶臭的、可燃的和/或需要被处理或中和的其他气体(例如，被引导至碳洗涤器、燃烧或焚烧装置等)。
62.继续参考图1，处理系统可以进一步包括一个或更多个另外的步骤或工艺(例如，作为初级或初步处理的一部分)。例如，可以将正被处理的水或其他液体引导至一个或更多个石灰软化罐或类似处理步骤32中，以从正被处理的水或其他液体中移除硬物和/或另外的不希望的物质和物品。
63.在一些实施例中，在软化罐32中形成或以其他方式存在的石灰或其他沉淀物可以凝结并沉降以便移除。根据希望或要求，软化罐32可以被配置成移除石灰、碳酸盐(例如，碳酸钙、碳酸镁等)和/或有助于水硬化的其他材料。在一些布置中，硫酸铝、苏打灰、熟石灰和/或促进凝结和/或沉降的其他化学品可以在水或液体进入这种处理装置、系统或步骤的
过程中和/或之前添加到正被处理的水或其他液体中。
64.根据一些实施例，处理通过一个或更多个软化罐32的正被处理的水可以帮助减轻至下游反应器的应力。例如，从在反应器上游的位置处的水中移除石灰、硬物和/或其他物质可以避免使反应器应力过大。在一些布置中，如果在先前步骤中没有移除，这些材料还可以在反应器内形成不溶性材料，由此降低容量、降低操作效率和/或以其他方式负面地影响反应器的操作。
65.石灰软化罐或类似处理步骤32内的反应可以被配置成发生，使得正被处理的水或其他液体的温度为至少130℉(例如，至少130℉、135℉、140℉、145℉、130℉-140℉、140℉-150℉、130℉-150℉、140℉-160℉、在前述数值之间的数值或范围等)。正被处理的水或其他液体的升高的温度(例如，相对于环境温度或流体源的水的温度)可有助于可能在石灰软化工艺中发生的包括凝结和沉淀的化学反应。
66.如图1所示，为了在将正被处理的水或其他液体引导到一个或更多个石灰软化罐32中之前提高这种水或其他液体的温度，根据希望或要求，将这种水或其他液体引导通过和/或靠近一个或更多个热交换器24、28。如本文所讨论的，这些热交换器可以利用在处理工艺期间产生的热量(例如，由于反应器56内的反应)，以有利地减少或消除对外部能量供应的需求，以实现水或其他液体的必要加热。
67.石灰、碳酸镁和/或由于软化而沉淀的其他材料可以被准许在移除之前沉降出来。在一些实施例中，此类废物流可用于石膏板、砖以及其他物品中。氯化钾、包括钾等的其他凝结物/沉淀物还可以有利地使用软化步骤或工艺32从正被处理的水或其他液体中移除。
68.在一些布置中，软化罐32可以包括渐缩的(例如，圆锥形)底部部分，以帮助捕获已经形成并沉降在罐32中的凝结物和其他沉淀物。这种污泥流可以经由重力和/或泵送被移除。
69.对于本文公开的任何实施例，包括图1中示出的处理系统和体系2，可以提供一个或更多个流量控制和/或其他机械、机电和/或其他装置或部件(例如，即使在本技术中未示出或讨论)。根据特定系统设计或配置希望或要求，这样的装置或部件可以包括但不限于泵、管道、通道、堰、挡板和/或其他液压连接器或部件、阀(例如，止回阀或回流防止阀)、涡轮(例如，通过利用流过和/或经过它们的水或其他液体有利地产生能量)、控制器等。
70.继续参考图1，正被处理的水或其他液体可以被配置成穿过一个或更多个热交换器和/或其他热传递装置、部件或系统24、28、40。如本文更详细地讨论的，这种热交换器或类似装置可以利用在处理系统或体系2内发生的放热反应，以有利地降低(例如，降低、消除等)与系统/体系的操作相关的总能量消耗要求。
71.然而，在一些实施例中，可以提供本文公开的系统和/或相关处理方法或体系、或其等效物而不包括热交换器或其他热传递装置、部件或系统。因此，可以使用至少一些外部供应的能量为处理系统和体系供电。这种能量可以是电能(例如，市政电力公司所提供的)、由一种或更多种绿色或清洁技术(例如，太阳能、风、涡轮等)供应的能量、任何其他电源等。
72.在一些实施例中，一旦正被处理的水或其他液体已经经受所希望或所要求水平的初级或初步处理(例如，以移除较大的物品、沙子、淤泥、砂砾、其他固体、石灰、碳酸镁、有助于硬化的物质、氯化钾、其他沉淀物、气体和/或其他污染物、物质、材料和/或组分)，就可以将水或其他液体引导至一个或更多个第二处理步骤或工艺。例如，参考图1，水可以进入反
应器，在该反应器中，可以启动移除目标盐或其他溶解的固体的工艺。
73.参考图1，在正被处理的水或其他液体进入系统2的一个或更多个反应器56之前，可以将其引导至一个或更多个混合罐36和/或其中可以发生某些化学添加剂的引入的其他步骤。在一些实施例中，正被处理的水或其他液体的ph值增加至10或更高(例如，9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、10至11、11至12、10至12、12至13、10至13、在前述数值与范围之间的数值、高于13等)。
74.根据一些实施例，将苛性钠(例如，氢氧化钠)和/或任何其他碱添加至正被处理的水或其他液体中，以便将ph值增加至所希望的或要求的水平。如以下更详细地讨论的，还可以将其他添加剂引入反应器56上游的正被处理的水或其他液体中，诸如像苏打灰、磷酸三钠(tsp)、硫酸铝等。如果它们的性质是碱性的，则这些另外的添加剂中的一种或更多种还可以帮助增加ph值。
75.在一些实施例中，正被处理的水或其他液体的ph值从5与8之间(例如，5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、5至8、5至7、5至6、6至8、6至7、7至8，在前述数值与范围之间的ph值等)升高至10或更高。在其他实施例中，取决于正被处理的水或其他液体的类型，起始ph值可以是小于5或大于8。
76.如上所述，一种或更多种其他化学品或添加剂可以被提供至在混合罐36内的正被处理的水或其他液体。例如，可以将磷酸三钠(tsp)添加至水中，以在反应器内提供必要的磷酸盐分子，目标离子可以键合至磷酸盐分子并且形成新的分子/物质。在一些实施例中，有利地在反应器内形成的分子和/或其他物质包括但不限于磷酸钠、磷酸钙、磷酸镁、包括钠钙、镁的其他分子等。因此，在一些实施例中，将tsp添加到正被处理的水或其他液体可以降低硬度(例如，由于在反应器内形成的分子或其他材料)。
77.混合罐36内的反应可以被配置成发生，使得正被处理的水或其他液体的温度为至少100℉(例如，至少100、105、110、115、120、125、130、135、140、145、150、155、160℉、100-160、100-150、100-140、100-130、100-120、100-110、110-160、110-150、110-140、120-160、130-160、130-140、140-150、130-150、140-160℉、在前述数值之间的数值或范围等)。在一个实施例中，正被处理的水或其他液体的温度是150至170℉(例如，150、155、160、165、170℉等)。混合罐36内的升高的温度可提高多种添加剂对正被处理的水或其他液体的反应时间，并因此改进总体处理系统和方法。
78.在一些实施例中，根据正被处理的水或其他液体的一种或更多种特性或特质来控制tsp和/或其他添加剂的量。一个或更多个传感器和/或其他检测装置或部件可策略性地定位或以其他方式包括在贯穿处理系统2的多个位置处，以检测某些化学、物理或其他参数。例如，这些传感器或其他装置可以检测正被处理的水或其他液体内的某些化学品或组分(例如，钠、钙、镁、其他金属离子、氯化物、其他离子、有助于硬化和/或碱性的物质、磷酸盐等)的浓度。另外，这些传感器和/或其他装置可以被配置成检测以下各项中的一项或更多项：ph值、温度、压力、流速、热量等。
79.根据一些实施例，从这些传感器和/或其他装置获得的信息可用于修改处理系统2的操作的一个或更多个方面。这样的控制可以自动地、半自动地、手动地等来完成。例如，位于混合罐36上游的ph值传感器可以准许系统将适量的苛性钠(例如，氢氧化钠)添加至正被处理的水或其他液体，以便将水或其他液体的ph值调节至所希望的或目标水平(例如，10或
10.5)。同样地，沿着类似位置定位的磷酸盐传感器可以确保将适量的tsp和/或其他含磷酸盐的材料提供给反应器之前的水。因此，使用这些传感器和其他测量装置可以帮助确保系统的预期反应(例如，化学反应、热传递反应等)是根据所希望的或所要求的策略而发生的。
80.在一些布置中，系统2包括一个或更多个处理器，该一个或更多个处理器被配置成接收来自多个处理步骤、装置、系统和子系统以及该系统的其他部件的数据和信息。此类处理器可以被编程和以其他方式被适配成鉴于所接收的数据和/或其他信息对系统的一个或更多个方面的操作进行改变。作为示例，这些数据和信息可以包括由包括在系统内的多个传感器或其他装置(例如，温度传感器、化学浓度传感器、压力传感器、ph值传感器、水平传感器等)检测到的那些数据和信息。
81.根据一些实施例，提供给正被处理的水或其他液体的tsp(和/或其他含磷酸盐的添加剂)的量至少部分地取决于水或其他液体中总溶解固体(tds)的浓度。在一些实施例中，水的tds的总量被用作基础。然而，在其他替代性体系中，水中的有助于tds的特定类型的物质(例如，钠、钙、氯化物等)被用作基础。这样的体系可以帮助确保将适量的磷酸盐和/或其他化合物、组分和/或材料提供至反应器之前的水。此类添加剂的适量可以至少部分地取决于在反应器内发生的预期的化学键合、反应以及形成、此类添加剂对ph值的影响和/或其他考虑因素。
82.在一个实施例中，tsp和/或其他添加剂的量可以与正被处理的水或其他液体的tds的浓度相匹配(例如，相对于浓度1比1的比率)。然而，在其他实施例中，添加剂的相对量可以变化。因此，根据希望或要求，比率可以是添加剂:tds小于1:1或大于1:1(例如，0.5:1、0.75:1、1:1、1.25:1、1.5:1、2:1等)。
83.在一些实施例中，混合罐36被配置成在30秒内(例如，在30秒、25秒、20秒、15秒、10秒、5秒、0秒至30秒、0秒至20秒、0秒至10秒、在前述数值或范围之间的时间等内)使被提供至正被处理的水或其他液体的任何化学品或其他添加剂完全混合。
84.根据一些布置，混合罐36内的正被处理的水或其他液体的温度为至少100℉(例如，至少100、105、110、115、120、125、130、135、140、145、150、155、160℉、100-110、100-120、100-130、100-140、100-150、110-120、110-130、110-140、110-150、130-140、140-150、130-150、140-160℉、在前述数值之间的数值或范围等)。
85.在一些实施例中，混合罐36内的正被处理的水或其他液体的温度为至少160℉(例如，至少160、165、170、175、180、185、190、195、200、205、210、220、225、230℉，在前述数值之间的数值或范围，大于230℉等)。正被处理的水或其他液体的升高的温度(例如，相对于环境温度或流体源的水的温度)可有助于化学反应，包括提高达到所希望的或所要求的水平的反应时间。
86.根据一些实施例，混合罐36包括一种或更多种混合技术，诸如像叶轮、注入器装置、其他混合部件、装置或系统等。在一些布置中，被引入在混合罐36内和/或上游的正被处理的水或其他液体中的化学品和/或其他添加剂被配置成在相对短的时间段内与水或其他液体组合(例如，以形成均匀的或大体上或基本上均匀的溶液)。在一些实施例中，根据希望或要求，这样的时间段可以是1分钟或更少(例如，60秒、50秒、40秒、30秒、20秒、10秒、5秒、5至10秒、0至10秒、0至20秒、10至20秒、0至30秒、0至60秒、在前述数值之间的数值和范围等)。
87.在一些实施例中，在混合罐36内并且在反应器56之前使用tsp作为添加剂可以提供一个或更多个益处和优点。例如，一旦正被处理的水或其他液体被引导到处理系统2的一个或更多个反应器56中，由于tsp中的磷酸根的电荷(例如，负电荷或离子电荷)，其可以帮助吸引钠或其他正离子(例如，阳离子)。如上所述，通过在混合罐36内添加化学品和/或其他添加剂可以实现较高的ph值。这种较高的ph值可以有益于该工艺，因为它将转化为正被处理的水或其他液体中的较高浓度的氢离子。此类离子可以协助在反应器56内发生的反应，如本文更详细地讨论的。
88.继续参考图1中所描绘的处理系统和体系，离开一个或更多个混合罐36的正被处理的水或其他流体可以被引导至一个或更多个反应器56中。如图1所示，正被处理的水或其他流体可以可选地被引导至一个或更多个热交换器或其他热传递装置或系统40，以在水或其他液体进入一个或更多个反应器56之前有利地调节(例如，增加)水或其他液体的温度。例如，如图1所示，正被传输至系统2的一个或更多个反应器56的水或其他液体可被引导通过预热热交换器40，预热热交换器40与离开一个或更多个反应器56的水或其他流体流体连通并热连通。由于反应器和反应器56中的工艺，正被处理的水或其他流体的温度升高，离开反应器56的正被处理的水或其他流体将具有升高的温度。例如，在一些布置中，离开反应器56的水或其他液体的温度可以是450℉至600℉。可以将在反应器56内的经处理的水或其他液体的至少一部分引导至一个或更多个热交换器和/或其他热传递装置或系统中，以将热传递到进入反应器56的水或其他液体。因此，正被引导至一个或更多个反应器56的入口中的水或其他液体的温度可以升高。同时，离开反应器的水或其他液体的温度可以降低(例如，由于热传递)。
89.根据一些实施例，根据希望或要求，可以将进入处理系统2的一个或更多个反应器56的水或其他液体的温度升高到超过350℉(例如，350-360、360-370、370-380、380-390、390-400、350-400、355-365、355-400、350-380、400-425、425-450、450-500℉，在前述数值和范围之间的数值和范围，大于500℉等)。在其它实施例中，进入一个或更多个反应器56的水或其它液体的温度可以低于350℉(例如，300-350、300-310、310-320、320-330、330-340、340-350、310-350、310-340、310-330、320-350、320-340，在前述数值之间的数值和范围，低于300℉等)。
90.在一些实施例中，当在反应器中时，正被处理的水或其他液体应达到至少357℉的温度。在反应器56内发生的目标化学工艺可以通过甚至更高的温度(例如，357-400、357-360、360-370、370-380、380-390、390-400、400-425、425-450、400-450、450-500、400-500、500-550、550-600、500-600℉、在前述数值或范围之间的温度、高于600℉的温度等)被加速或以其他方式增强。然而，在其他布置中，基于一个或更多个其他因素(例如，压力、ph值、添加到反应器中或上游的水或液体中的化学添加剂等)，在反应器56内的正被处理的水或液体的所希望的温度可以低于357℉(例如，300-310、300-320、300-330、300-340、300-350、300-355、325-350、350-355、350-357、250-300、200-250、200-300℉、在前述数值与范围之间的温度、低于200℉的温度等)。
91.如下文更详细地讨论的，反应器内的水或其他液体的此类最低温度(例如，357℉)可以与一个或更多个其他因素(例如，压力、ph值、流速、添加到反应器中或上游的水或液体中的化学添加剂等)一起促进旨在移除的盐的化学反应和/或水本身的化学反应，这可以被
有利地改变以实现所希望的结果(例如，从水中移除盐和/或其他物质)。
92.根据一些实施例，反应器56内的水的升高的温度提供了选择性地并且有利地改变正被处理的液体(包括其中包含的分子)的化学反应的机会。如上所述，考虑到反应器56内的水的目标温度高于水的沸点，反应器56内的水或液体的压力将需要被增加至高于大气压，以保持水处于其液态。举例，根据一个实施例，为了将水保持为反应器内的液体，当水温为350℉至500℉时，将反应器内的水的压力保持在400至500psi或更大之间。
93.在一些实施例中，反应器中的水的升高的温度(例如，高于357℉的温度)、反应器中的水的压力(例如，400至500psi)，水的ph值(例如，10、10.5或更大)、流过反应器的水的速度(例如，5英尺/秒或更大)、反应器中某些化学品或添加剂的存在(例如，磷酸盐)和/或一种或更多种其他因素可以促进与水中的目标离子组合的分子的形成，诸如像钠、钙、镁等。在系统2的一个或更多个反应器56内形成的此类分子可以保持稳定的形式(例如，不溶的)，它们被引导至随后的处理步骤(例如，过滤、沉降、抛光等)，在那里可以将它们从水中移除。
94.因此，在一些实施例中，本文公开的多个系统和方法可用于移除盐、硬物和/或其他目标物质，而不使用反渗透和/或其他膜技术。然而，在一些布置中，本文公开的多个系统和方法可以使用一种或更多种膜技术(例如，反渗透、其他膜等)来补充。本文类配置中，该处理工艺仍然可以提供优于现有技术的一个或更多个益处(例如，在处理盐水流、降低构造和/或操作处理系统的总成本、提供几乎不利用外部能量的更环保的系统等方面的更高效且有效的系统)。
95.反应器56可以包括容器或其他罐，该容器或其他罐被封闭以确保穿过其中的水或其他液体可以保持所希望的压力。如图2示意性所示，反应器56可包括主腔室或部分58，正被处理的水或其他液体被配置成通过该主腔室或部分58。与主腔室58的一个或更多个区域相邻和/或沿着主腔室58的一个或更多个区域，可包括次腔室或部分57。次腔室或部分57可以被配置成接纳油和/或旨在热力学地加热穿过主腔室或部分58的水(例如，经由热传递)的另一流体。在一些实施例中，次腔室或部分被配置成使经加热的油循环通过该次腔室或部分。根据希望或要求，可以使用的可能的油包括但不限于，向日葵油、鳄梨油、橄榄油、其他植物的或天然的油、合成油、前述油的组合等。
96.参考图1，系统2可以包括补充热生成系统，该补充热生成系统可用于将热传递至在反应器56内正被处理的水或其他液体。如以上结合图2所讨论的，这种热生成系统可包括油的加热。在一些实施例中，这种补充热生成系统仅在处理系统和方法的启动或其他初始阶段期间使用。例如，如图1所示，热生成系统可包括锅炉或其他初始热源64、一个或更多个泵60、过滤器68、阀和/或其他液压部件。
97.在一些布置中，油基或其他热生成系统可以被配置成仅在操作的初始时间期间操作(例如，当由反应器56内的化学反应产生的放热反应尚未稳定时)，以产生对反应器内和/或离开反应器的水的必要加热。然而，在一些实施例中，一旦系统2的操作已经达到稳定状态的必要水平，这样的补充加热系统可能是不必要的并且可能被终止。
98.关于移除包含在水或液体内的盐和/或其他物质的机制，水的升高的温度降低了水的密度、粘度和表面张力。因此，水分子可以至少部分地解离，并且可以增加正被处理的水或其他液体中的阴离子和阳离子的移动性。因此，水失去了其影响存在于水中的盐和/或
其他电解质的解离的能力。由于在升高的温度下水化学性质的变化，水内的至少一部分溶解物质(例如盐)可以变成并且保持为不溶解的或中性的化学组分。这可以降低包含在水溶液中的盐化合物的溶解度。
99.在这样的升高的操作温度下发生的水化学性质的变化还可以产生热形式的能量。换言之，一旦正被处理的水发生这些化学性质相关的变化，则所产生的放热反应将产生热，该热可以被水吸收以进一步升高水温。在一些实施例中，此类放热反应涉及在反应器内形成钠(和/或其他金属阳离子，例如镁、钙等)和磷酸根(和/或其他离子)的分子。如上所述，水温的这种升高可以进一步提高整个工艺的效率。
100.一个或更多个阀或其他液压部件可以被包括在系统2中，以确保正被处理的水或其他液体的温度、压力、流速和/或物理或化学特质被保持在所希望的或所要求的水平或范围内。例如，如图1所示，离开反应器可以被配置成防止一个或更多个下游阀48打开，直到已经达到反应器56内的温度、压力阈值和/或其他要求。例如，如果正被处理的水或其他液体尚未达到其目标最低温度(例如，357℉、400℉等)，下游阀或其他流量控制装置48可保持在关闭位置。一旦已经达到所希望的温度、压力和/或其他特性，阀48可以被配置成打开(例如，自动地)，以准许水或其他液体离开反应器。
101.同样地，如图1中所示，一个或更多个阀或装置44可以被包括在一个或更多个流体通路内，以根据希望或要求调节压力和/或任何其他特性。例如，图1所描绘的止回阀44可用于防止反应器56中的高压释放压力到热交换单元40中。
102.如图1中所示并且本文所讨论的，处理系统2可以根据希望或要求有利地包括一个或更多个热交换器或其他热传递装置或系统/子系统24、28、40。仍如以上所讨论的，热交换还可以在反应器56内发生，以便将水或其他液体加热至所希望的水平。这样的热交换器可以策略性地沿着处理系统和体系的不同部分放置，以便将热传递到正被处理的水或液体(例如，在某些处理工艺或步骤之前)。
103.例如，一个或更多个热交换器40可以被定位和配置成在离开反应器的相对热的水与进入反应器的水之间传递热。因此，可以有利地升高进入反应器的水的温度。如上所述，反应器内水或其他液体的升高的温度可以改善期望在其中发生的化学反应，可以提高工艺效率，可以从反应器内发生的放热反应产生另外的热和/或提供一个或更多个另外的益处或优点。
104.继续参考图1，一个或更多个热交换器28可以被定位和配置成将热从离开反应器56的水传递到正被引导至软化罐32的相对更冷的水。同样地，一个或更多个热交换器24可以被定位和配置成在离开软化罐32的水与离开脱气器或除气器20的水之间传递热。如上所述，如果正在软化罐32中被处理的水已经被加热到特定的水平或范围，则可以增强在软化罐32内发生的石灰软化和/或其他反应。
105.在某些情况下，一旦反应器已经达到关于热产生(例如，经由在其中发生的放热化学反应)的特定操作阈值并且进入反应器的水或其他液体的温度已经达到特定水平，可以终止补充加热系统(例如，油加热系统)。本文类布置中，在反应器内产生的热可用于维持和管理贯穿处理系统的一些或全部的所要求的所有加热。因此，可以减少或消除对外部能量的需求，从而减少系统的碳足迹并且使系统环保。
106.继续参考图1，离开反应器56的水或其他液体可以被引导至一个或更多个随后的
处理工艺或步骤。如上所述，在反应器内的某些所希望或所要求的条件(例如，温度、压力、流速、ph值、化学浓度等)下，可发生某些化学反应和公式。在一些实施例中，此类反应包括形成一种或更多种不溶性材料，该不溶性材料包含钠、钙、镁、磷酸盐、氯化物、其他离子和/或希望从正被处理的水或其他液体中移除的其他物质。如所讨论的，此类形成的分子和/或其他不溶性物质可以具有必需的稳定性，以准许它们以稳定的方式(例如，不被溶解、不被破坏或改变等)进入至下游工艺中的一个或更多个。因此，此类分子、化合物或其他物质可以有利地从正被处理的水或其他液体中移除和分离。
107.如图1所示，水或其他液体可以被引导到一个或更多个过滤器80中。在一些实施例中，过滤器80包括多介质过滤器，诸如包括沙子和/或碳的过滤器。然而，在其他布置中，可以使用任何其他类型的过滤器，包括但不限于重力过滤器、膜过滤器等。在一些实施例中，如上所述，处理系统2不结合任何膜过滤设备、系统、子系统和/或部件(例如，反渗透过滤、结合膜的其他过滤等)。过滤器可以是压力系统，在压力系统中，水被引导到加压容器或其他元件中。然而，在其他实施例中，过滤器80可以根据希望或要求是非加压的(例如，基于重力的)。
108.过滤器80可包括沙子和/或其他介质，以移除正被处理的水或其他液体中存在的任何分子、化合物和/或其他物质。例如，过滤器80的沙子和/或任何其他介质可以捕集和/或以其他方式捕获在反应器56内形成的任何钠、磷酸根和/或其他离子基分子。此外，另外的物质和/或污染物可以被捕获在过滤器80内，而不管它们是否在系统2的反应器和/或任何其他工艺或处理步骤中形成。在一些实施例中，可以通过过滤器80移除水或其他液体内的65％至95％(例如，65％-95％、70％-90％、70％-80％、80％-90％，在前述数值与范围之间的百分比，大于95％或小于65％的百分比等)的含钠和/或其他盐的化合物。
109.根据一些实施例，过滤器80的沙子和/或其他介质可能需要经受周期性反冲洗以清除沙子和/或其他介质。因此，可包括与过滤器80连接的必要的反冲洗系统或部件，包括泵、储罐、阀等。
110.过滤器80还可以被配置成至少部分地吸收烃、气味、染料、有机污染物等。过滤器80可以包括一种或更多种类型的碳，这取决于正被处理的水或液体的类型、这种水的污染物水平、所希望的或所要求的处理水平和/或一种或更多种考虑或因素。例如，包括在过滤器80中的碳可以包括活性碳、颗粒状碳等。
111.继续参考图1，离开过滤器80的水或其他液体可以被引导至一个或更多个沉降罐84。在一些实施例中，可以将硫酸铝、石灰和/或一种或更多种其他凝结物添加到水或其他液体。此类化学品的添加可以在沉降罐84内和/或上游发生。在一个实施例中，将硫酸铝和石灰以3：1的比率添加到水。
112.在一些实施例中，添加到水的凝结物和/或其他化学品或物质将致使某些生成的凝结的物质在在沉降罐内。此类凝结的物质可以包括但不限于包含钠、磷酸盐、砷、其他金属离子、其他离子等的化合物和分子。在一些实施例中，已经添加到沉降罐的硫酸铝部分地由于其电荷可以吸引存在于水中的某些分子。在一些实施例中，离开沉降罐84的水的ph值和/或任何其他特性可以被调节到所希望的或所要求的水平(例如，以满足法规要求、保护下游部件和分配系统和/或用于任何其他目的或原因)。
113.在某些情况下，通过将沙子和/或其他介质添加到罐，通过对罐进行搅拌或混合，
通过提供一个或更多个筛网、过滤器、堰、挡板等至罐或连接至罐，和/或通过根据希望或要求对罐进行任何另外的改进，可以改善沉降罐84的性能。
114.在一些实施例中，可以通过沉降罐84移除在水或其他液体内的0％至10％(例如，0-10％、0-5％、5-10％、在前述数值与范围之间的百分比、大于10％的百分比等)的含钠和/或其他盐的化合物。
115.如图1所描绘的，在一些实施例中，正被处理的水或其他液体可被引导至一个或更多个抛光罐88。这些抛光罐88可以包含独特的抛光珠(例如，特殊的分子珠)，这些抛光珠有助于从正被处理的水或其他液体中移除另外的离子和/或其他物质。抛光珠可以包括尺寸、电荷和/或任何其他特质或特性，以帮助它们吸引保留在水或其他液体中的钠、氯化物和/或其他不想要的离子。在一些实施例中，珠可以使用水(例如，温水)再生。然而，在其他实施例中，可能需要化学再生和/或其他处理工艺。
116.继续参考图1，一个或更多个另外的处理步骤和/或部件可以包括在特定系统2和相应的处理体系中。例如，系统可以包括消毒(例如，基于uv的、氯化或其他基于化学的技术等)、另外的过滤(例如，反渗透、其他膜过滤等)、用于储存的储料罐等。
117.图3和图4更一般地示意性地示出了处理系统或体系200、300。例如，可首先将进入图3中所示的处理系统/体系200的水或其他液体210引导至初级处理220的一个或更多个过程或工艺。如参考图1所讨论的，初级处理220可以包括一种或更多种初步类型的处理，包括但不限于移除沙子、淤泥、砂砾、油、油脂、较大物体(例如，使用筛、沉降罐等)、移除和/或减小固体的尺寸、脱气、石灰软化、混合等。
118.继续参考图3，在初级处理220之后，可以将水或其他液体引导至与二级处理230(例如，如结合图1所讨论的在一个或更多个反应器56内的处理)相关的一个或更多个工艺或步骤。本文类工艺或步骤过程中，正被标定以用于移除的钠、氯化物和/或其他离子可以形成某些不溶性分子和化合物。此类分子和化合物可以被配置成在某些条件(例如，温度、压力、流速、ph值、化学添加剂的可用性等)下在一个或更多个反应器内形成。
119.在一些实施例中，在二级处理230之后，可将水或其他液体引导至与三级处理240相关联的一个或更多个工艺或步骤。三级处理可以包括但不限于过滤、沉降、抛光和/或帮助捕获和一处至少部分地在二级处理期间(例如，在反应器中)形成的分子和化合物的其他步骤。
120.如图3的示意图所示，处理系统或体系200可以进一步包括另外的处理步骤或工艺，例如四级处理250。这种处理可以包括，例如，另外的过滤(例如，基于膜的过滤)、消毒(例如，uv、氯化等)、储存等。
121.图4的示意图示出了类似于图3的系统或体系的处理系统或体系300。然而，如图所示，所描绘的系统或体系300仅包括初级处理320、二级处理330和三级处理340。因此，对于本文公开的处理系统或体系的任何实施例，鉴于正被处理的具体的水、所希望的或所要求的处理的水平和/或一个或更多个其他考虑，可以修改(例如，消除、替换、添加等)多个的处理步骤或工艺。
122.参考图5，用于脱盐的系统410利用泵412从流体源414泵送待脱盐的流体。流体源412可以是海洋、来自水力压裂的回流流体、或本领域技术人员已知的任何其他流体源。待脱盐的流体通常被认为是水，然而，应当理解的是，其他类型的流体可以从脱盐中受益并且
可以通过系统410进行处理。在所示的实施例中，泵412定位在系统410的前部，其中，泵送入口416从流体源414拉动待脱盐的流体并将其通过泵送出口418引导至系统410。应当理解的是，泵412的位置可根据所使用的泵的类型而改变。技术人员将理解的是什么类型的泵可以与系统410相关联地使用。尽管待脱盐的流体可以以多种压力被泵送到系统410中，但在一个实施例中，待脱盐的流体以30psi的压力进入系统410。
123.待脱盐的流体通过第一过滤流体入口422从流体源414泵送到第一过滤容器420中，在第一过滤容器420中，悬浮的固体从流体中移除。第一过滤容器420可以具有用于过滤出固体的过滤器或者可以是沉降罐，在沉降罐中，悬浮的固体从流体溶液中沉降出来。第一过滤排放口424允许从待脱盐的流体中移除的固体在它们积聚在第一过滤容器420时从第一过滤容器420中移除。在移除悬浮的固体的至少一部分之后，待脱盐的流体穿过第一过滤流体出口426并且通过脱气流体入口430进入脱气容器428中，脱气流体入口430被设置成与第一过滤流体出口426处于流体连通。在脱气容器428内设置了用于将气体从溶液中撞击出的挡板432或用于从待脱盐的流体中移除气体的其他适合的机构。可以使用多种脱气容器428，并且本领域技术人员将理解的是什么类型的脱气容器428是最合适的。脱气容器428用于从待脱盐的流体中移除至少一部分气体，具体地移除流体中的至少一部分二氧化碳和氧气。脱气容器428具有用于允许将所收集的气体从脱气容器428中安全地移除的气体释放件434。待脱盐的流体通过脱气流体出口436离开脱气容器428。
124.在所示的实施例中，提供了混合罐38，其目的是在从流体中移除悬浮的固体和气体的至少一部分之后将流体处理化学品与待脱盐的流体混合。混合罐入口440设置成与脱气流体出口436流体连通。在所示的实施例中，止回阀442设置在混合罐入口440与脱气流体出口436之间，以防止流体回流通过系统410。混合机构444(诸如本实施例中所示的混合转子)用于将通过化学品入口446添加的流体处理化学品与混合罐438内的待脱盐的流体混合。本领域技术人员应当理解的是，可以使用其他类型的混合机构，包括但不限于起泡器、混合罐438的振动或任何其他合适的混合机构。所使用的流体处理化学品的类型取决于流体源412，然而通常使用磷酸盐和/或分散剂。当流体源412是盐水时，通常用锌和膦羧酸对待脱盐的流体进行处理。当流体源412是来自水力压裂的回流流体时，可以使用氧化铁分散剂，诸如由陶氏化学公司(dow chemicals)出售的acumer3100
tm
和磷酸三钠。待脱盐的流体的ph值也可以通过使用氢氧化钠调节到约10.5的ph值。已用流体处理化学品处理的待脱盐的流体通过混合罐出口448离开混合罐438。也可以使用其他流体处理化学品，诸如石灰和苏打灰。石灰和苏打灰的50/50混合物的使用可以辅助颗粒沉积。磷酸盐和acumer可有益于将钠颗粒保持在悬浮液中和增加钠颗粒的质量和重量。应当理解的是，虽然混合罐438改善了流体处理化学品与待脱盐的流体的混合，但可在不使用混合罐438的情况下诸如通过直接注入待脱盐的流体流中来添加流体处理化学品。
125.待脱盐的流体从混合罐438或当不使用混合罐438时从脱气容器428行进至加热容器450。参考图6和图7，加热容器550、650具有中空内部552、652和传输管554、654。传输管554、654具有加热容器入口556、656，加热容器入口556、656设置成与混合罐出口648或当不使用混合罐538、638时与脱气流体出口536、636流体连通。在所示的实施例中，传输管554、654在允许待脱盐的流体通过加热容器出口558、658离开之前横穿中空内部552、652五次，然而，本领域技术人员将理解的是，取决于加热容器、中空内部552、652和传输管554、654的
尺寸，传输管554、654可以横穿中空内部552、652不同的次数。传输管554、654应当足够长，使得其提供流体处理化学品和待脱盐的流体之间的反应开始的时间。技术人员将理解的是，取决于许多不同的因素，包括待脱盐的流体的类型、流体处理化学品的类型、加热容器的温度和加热容器的压力，将看到不同的反应时间。传输管554、654优选地由合金金属制成，该合金金属不允许待脱盐的流体中的盐粘附到该合金金属。中空内部552、652具有由加热器560、660加热的第一流体。可以提供第一流体填充阀663以用于用第一流体填充中空内部552、652。平衡罐665还可以被设置成用于辅助在中空内部552、652内维持适量的第一流体。加热器560、660可被定位在加热容器550、650的中空内部552、652内，或可从加热容器550、650的外部加热第一流体。在图5所示的实施例中，加热器460是锅炉。流动回路461用于将第一流体从加热容器450传输至锅炉并返回至加热容器450。定位在锅炉下游的过滤器463用于在第一流体循环回到加热容器450之前过滤第一流体。在图6和图7所示的实施例中，加热器560、660为浸没在加热容器550、650的第一流体内的电加热器。本领域技术人员将理解的是，本领域已知的其他适合的加热器。第一流体可以是油，诸如矿物油、向日葵油、植物油、橄榄油或本领域技术人员已知的任何其他适合的油。加热器560、660将第一流体加热至450℉的温度，且该热被传递至流经传输管554、654的待脱盐的流体。通常，流体处理化学品和待脱盐的流体的反应在约425℉的温度开始。单向阀562、662定位在加热容器出口558、658中并且在待脱盐的流体的温度达到预定温度时打开。当已经达到预定温度时，诸如温度感测灯的传感器564、664向单向阀562、662发送信号。在一个实施例中，单向阀562、662打开的温度为450℉。传感器564、664可以被定位在传输管554、654内，或者被定位在中空内部552、652内靠近单向阀562、662的位置。为了保持待脱盐的流体为液体，加热容器的压力保持在约550psi。当发生化学反应时，盐分子将与流体分开，但是由于流体处理化学品的添加和ph值调节而保持悬浮。由于反应，盐分子的质量和重量显著增加。待脱盐的流体在约450℉的温度下通过单向阀562、662和加热容器出口658离开。
126.加热容器450可设置成与热交换器466流体连通，热交换器466将待脱盐的流体在其已经穿过加热容器450之后冷却至约110℉的温度。热交换器466可用于在待脱盐的流体流入加热容器450之前预热待脱盐的流体。未被加热到约450℉的待脱盐的流体穿过热交换器466，并与已经被加热到约450℉的待脱盐的流体相互作用。这样，第一次进入加热容器450的流体被预热。在进入加热容器450之前使用已经被加热且需要被冷却的待脱盐的流体预热待脱盐的流体可提高系统410的效率。热交换器466可以是常规的板式和框架式热交换器或本领域技术人员已知的任何其他类型的热交换器。
127.随着待脱盐的流体被冷却，分子从溶液中移除并且悬浮在待脱盐的流体中。待脱盐的流体通过第二过滤入口470进入第二过滤容器468。在不使用热交换器466的情况下，第二过滤入口470被设置成与加热容器出口58流体连通。当使用热交换器466时，第二过滤入口470被设置成与热交换器466流体连通。第二过滤容器468具有至少一个过滤器472，该至少一个过滤器472用于过滤出大于3微米的分子，包括盐和acumer 3100
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分子。一旦流体已经穿过过滤器472，它就通过第二过滤出口474离开第二过滤容器468。可通过第二排放口476收集由过滤器过滤出的分子。
128.在所示的实施例中，提供了沉降罐478。沉降罐入口480设置成与第二过滤出口474流体连通。沉降罐478中的流体可以用石灰和硫酸铝处理，以沉淀出仍处于溶液中的任何磷
酸盐分子。可以使用比率为3：1的明矾与硫酸铝，然而也可以使用其他比率或其他化学品来沉淀出分子。可以通过沉降罐排放口482收集沉淀的分子，在沉降罐排放口482中，它们可以被干燥并且再使用。沉降后，流体通过沉降罐出口484离开沉降罐480。
129.在所示的实施例中，提供了抛光容器486。抛光容器入口488设置成与沉降罐出口484流体连通。抛光容器486包含多个树脂珠，这些树脂珠过滤出诸如钠分子的细分子。在抛光后，流体通过抛光容器出口490行进到储料罐4，在储料罐492中，存储现在脱盐的流体。流体通过脱盐流体入口494流入储料罐492中，脱盐流体入口494设置成与抛光容器出口490连通。在不使用抛光容器486的情况下，脱盐流体入口494将与沉降罐出口484或第二过滤出口474连通，这取决于系统410中正在使用哪些容器。
130.脱盐流体可以用uv处理以杀死细菌。这可发生在储料罐492内，可使用系统410的任何容器或单独的uv处理罐496。uv处理罐496通常被定位在储料罐492的前方，然而将理解的是，uv处理可在系统410内的任何地方发生。
131.除了使流体脱盐之外，系统410还可用于移除砷和其他潜在的有害化学品和材料，因为砷和其他潜在的有害化学品和材料中的许多物质与氯化钠同时被移除，这是由于待脱盐的流体与处理化学品之间的化学工艺。
132.虽然本发明易受各种修改和替代性形式的影响，但是其具体实例已经在附图中示出并且在本文详细描述。然而，应当理解的是，本发明并不局限于公开的具体形式或方法，而是相反，本发明将覆盖落入所描述的各种实施例和所附权利要求的精神和范围内的所有修改、等同物以及替换物。本文公开的任何方法不要求按所列举的顺序进行。以上概述的并且以下进一步详细阐述的方法描述了从业者采取的某些行动；然而，应当理解的是，这些方法还可以包括由另一方对那些行动的指示。以上概述的和以下进一步详细阐述的方法描述了由用户(例如，在一些实例中，专业人员)采取的某些行动；然而，应当理解的是，这些方法还可以包括由另一方对那些行动的指示。本文公开的范围还包括任何和所有重叠、子范围及其组合。诸如“高达”、“至少”、“大于”、“小于”、“在
…
之间”等的语言包括所列举的数字。由前面是术语诸如“约”或“大致”的数字包括所列举的数字。例如，“约10mm”包括“10mm”。前面是术语如“基本上”的术语或短语包括所列举的术语或短语。例如，“大致平行”包括“平行”。

技术特征：
1.一种用于使液体脱盐的系统，所述液体具有溶解的盐，所述系统包括：至少一个初级处理工艺；至少一个二级处理工艺，其中，所述至少一个二级处理工艺包括至少一个反应器；以及至少一个三级处理工艺；其中，所述至少一个初级处理工艺被配置成将所述液体的ph值调节到目标ph值水平并且向所述液体添加至少一种化学添加剂；其中，所述至少一个反应器被配置成将所述液体加热至至少350℉的温度并向所述液体供应压力以将所述液体保持在液态；其中，所述液体的所述溶解的盐被配置成与所述至少一种化学添加剂的至少一部分反应，以在所述至少一个反应器内形成不溶性产物；其中，当所述不溶性产物在所述至少一个反应器内形成时，产生热量；以及其中，在所述至少一个反应器内形成的所述不溶性产物的至少一部分被配置成在所述至少一个三级处理工艺期间从所述液体中移除。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述目标ph值水平是10；其中，所述至少一种化学添加剂包括磷酸盐；其中，所述不溶性产物包括溶解的盐的阳离子和磷酸根；以及其中，被配置成从所述液体中移除所述不溶性产物的至少一个三级处理工艺包括过滤器。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述目标ph值水平是10。4.根据权利要求1或3所述的系统，其中，所述至少一种化学添加剂包括磷酸盐。5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述磷酸盐包括磷酸三钠。6.根据权利要求1或3至5中任一项所述的系统，其中，所述不溶性产物包括溶解的盐的阳离子和磷酸根。7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述不溶性产物包括磷酸钠、磷酸钙和磷酸镁中的至少一种。8.根据权利要求1或3至7中任一项所述的系统，其中，被配置成从所述液体中移除所述不溶性产物的所述至少一个三级处理工艺包括过滤器。9.根据权利要求1或3至8中任一项所述的系统，其中，被配置成从所述液体中移除所述不溶性产物的所述至少一个三级处理工艺包括至少一个沉降罐或至少一个抛光罐。10.根据权利要求1至9中任一项所述的系统，其中，所述系统不包括反渗透或任何其他膜技术。11.根据权利要求1至10中任一项所述的系统，其中，所述至少一个初级处理工艺包括石灰软化，以在所述液体进入所述至少一个反应器之前移除所述液体的硬物的至少一部分。12.根据权利要求1至11中任一项所述的系统，其中，所述至少一个初级处理工艺还包括移除沙子、淤泥、砂砾和气体中的至少一种。13.根据权利要求1至12中任一项所述的系统，进一步包括至少一个热交换单元，所述至少一个热交换单元被配置成将热量从所述系统的一个位置处的所述液体传递至所述系
统的不同位置处的所述液体。14.根据权利要求1至13中任一项所述的系统，其中，当在所述至少一个反应器内形成所述不溶性产物时产生的热量被配置成在没有引入至所述液体的外部热量的情况下准许所述系统操作。15.根据权利要求1至13中任一项所述的系统，进一步包括外部加热系统，所述外部加热系统被配置成将热量传递至所述至少一个反应器内的所述液体。16.根据权利要求15所述的系统，其中，所述外部加热系统包括油加热系统。17.根据权利要求16所述的系统，其中，循环通过所述油加热系统的油包括植物油。18.根据权利要求1至17中任一项所述的系统，进一步包括至少一个涡轮，所述至少一个涡轮被配置成在所述液体移动通过所述系统的至少一部分时移动，所述至少一个涡轮被配置成产生至少一些能量。19.根据权利要求1至18中任一项所述的系统，其中，所述初级处理工艺进一步包括至少一个混合罐，其中，所述至少一个混合罐被配置成有助于将所述至少一种化学添加剂混合在所述液体中。20.根据权利要求1至19中任一项所述的系统，其中，所述系统进一步包括至少一个四级处理工艺。21.根据权利要求20所述的系统，其中，所述至少一个四级处理工艺包括消毒。22.根据权利要求21所述的系统，其中，所述消毒包括uv消毒或氯化。23.根据权利要求1至22中任一项所述的系统，其中，所述系统被配置成处理下列各项中的至少一项：海水、井水、半咸水、在水力压裂过程中产生的水以及废水。24.根据权利要求1至23中任一项所述的系统，其中，所述至少一个反应器被配置成将所述液体加热至至少400℉的温度。25.根据权利要求1至23中任一项所述的系统，其中，所述至少一个反应器被配置成将所述液体加热至至少450℉的温度。26.根据权利要求1至23中任一项所述的系统，其中，所述至少一个反应器被配置成将所述液体加热至至少500℉的温度。27.一种用于使液体脱盐的方法，所述液体具有溶解的盐，所述方法包括：使用至少一个初级处理工艺处理所述液体；使用至少一个二级处理工艺处理所述液体，其中，所述至少一个二级处理工艺包括至少一个反应器；以及使用至少一个三级处理工艺处理所述液体；其中，所述至少一个初级处理工艺被配置成将所述液体的ph值调节到目标ph值水平并且向所述液体添加至少一种化学添加剂；其中，所述至少一个反应器被配置成将所述液体加热至至少350℉的温度并向所述液体供应压力以将所述液体保持在液态；其中，所述液体的所述溶解的盐被配置成与所述至少一种化学添加剂的至少一部分反应，以在所述至少一个反应器内形成不溶性产物；其中，当所述不溶性产物在所述至少一个反应器内形成时，产生热量；以及其中，在所述至少一个反应器内形成的所述不溶性产物的至少一部分被配置成在所述
至少一个三级处理工艺期间从所述液体中移除。28.根据权利要求27所述的方法，其中，所述目标ph值水平是10；其中，所述至少一种化学添加剂包括磷酸盐；其中，所述不溶性产物包括溶解的盐的阳离子和磷酸根；以及其中，被配置成从所述液体中移除所述不溶性产物的所述至少一个三级处理工艺包括过滤器。29.根据权利要求27所述的方法，其中，所述目标ph值水平是10。30.根据权利要求27或29所述的方法，其中，所述至少一种化学添加剂包括磷酸盐。31.根据权利要求30所述的方法，其中，所述磷酸盐包括磷酸三钠。32.根据权利要求27或29至31中任一项所述的方法，其中，所述不溶性产物包括溶解的盐的阳离子和磷酸根。33.根据权利要求32所述的方法，其中，所述不溶性产物包括磷酸钠、磷酸钙和磷酸镁中的至少一种。34.一种用于脱盐的系统，包括：流体源，所述流体源具有待脱盐的流体；第一过滤容器，所述第一过滤容器具有第一过滤流体入口、第一过滤流体出口和第一过滤排放口，所述第一过滤流体入口与所述流体源流体连通；脱气容器，所述脱气容器具有脱气流体入口、脱气流体出口和气体释放件，所述脱气流体入口与所述第一过滤流体出口流体连通；加热容器，所述加热容器具有中空内部，所述加热容器具有传输管，所述传输管被定位在所述中空内部内并且横穿所述中空内部，所述传输管具有加热容器入口和加热容器出口，所述加热容器入口与所述脱气流体出口流体连通，所述中空内部具有第一流体，所述加热容器被加热器加热，所述加热容器出口具有单向阀；第二过滤容器，所述第二过滤容器具有至少一个过滤器、第二过滤入口、第二过滤出口和第二排放口，所述第二过滤入口与所述加热容器出口流体连通；储料罐，所述储料罐具有脱盐流体入口，所述脱盐流体入口与所述第二过滤出口流体连通；泵，所述泵用于将所述待脱盐的流体泵送通过所述系统。35.根据权利要求34所述的系统，进一步包括混合罐，所述混合罐具有混合罐入口、混合罐出口、化学品入口和混合机构，所述混合罐被定位在所述脱气容器与所述加热容器之间，使得所述混合罐出口与所述脱气流体出口流体连通，并且所述混合罐入口与所述加热容器入口流体连通。36.根据权利要求34或35所述的系统，其中，所述传输管由合金金属制成。37.根据权利要求34至36中任一项所述的系统，其中，所述第一流体是油。38.根据权利要求37所述的系统，其中，所述第一流体是矿物油。39.根据权利要求37所述的系统，其中，所述第一流体是向日葵油。40.根据权利要求34至39中任一项所述的系统，其中，所述单向阀在预定温度下打开。41.根据权利要求40所述的系统，其中，所述预定温度是450℉。
42.根据权利要求34至41中任一项所述的系统，其中，所述加热器是电加热器。43.根据权利要求34至42中任一项所述的系统，其中，所述加热器被定位在所述加热容器的所述中空内部内。44.根据权利要求34至43中任一项所述的系统，其中，所述加热容器具有550psi的内部压力。45.根据权利要求34至44中任一项所述的系统，进一步包括热交换器，所述热交换器用于在所述待脱盐的流体进入所述加热容器之前对所述待脱盐的流体进行预加热并且在所述待脱盐的流体穿过所述加热容器之后对所述待脱盐的流体进行冷却。46.根据权利要求34至45中任一项所述的系统，进一步包括沉降罐，所述沉降罐具有沉降罐入口、沉降罐出口和沉降罐排放口，所述沉降罐被定位在所述第二过滤容器与所述储料罐之间，使得所述沉降罐入口与所述第二过滤出口流体连通，并且所述沉降罐出口与所述脱盐流体入口流体连通。47.根据权利要求46所述的系统，进一步包括抛光容器，所述抛光容器具有抛光容器入口和抛光容器出口，所述抛光容器包含多个树脂珠，所述抛光容器被定位在所述沉降罐和所述储料罐之间，使得所述抛光容器入口与所述沉降罐出口流体连通，并且所述抛光容器出口与所述脱盐流体入口流体连通。48.一种使流体脱盐的方法，包括以下步骤：提供待脱盐的流体；过滤出所述待脱盐的流体内的悬浮固体的至少一部分；移除所述待脱盐的流体内的气体的至少一部分；在所述待脱盐的流体被输送通过加热容器之前，将流体处理化学品与所述待脱盐的流体混合；提供具有中空内部的加热容器，所述加热容器具有传输管，所述传输管被定位在所述中空内部内并且横穿所述中空内部，所述传输管具有入口和出口，所述加热容器被加热器加热，所述中空内部填充有第一流体并且所述传输管将所述待脱盐的流体输送通过所述加热容器；过滤所述待脱盐的流体，使得大于3微米的分子被移除；允许所述待脱盐的流体沉降在沉降罐中，以允许沉淀的分子从溶液中沉降出来，以产生脱盐的流体；将所述脱盐的流体收集在储料罐中。49.根据权利要求48所述的方法，其中，所述流体处理化学品是磷酸盐。50.根据权利要求49所述的方法，其中，所述流体处理化学品是磷酸三钠。51.根据权利要求48所述的方法，其中，所述流体处理化学品是分散剂。52.根据权利要求51所述的方法，其中，所述流体处理化学品是氧化铁分散剂。53.根据权利要求48至52中任一项所述的方法，进一步包括将硫酸铝加入所述沉降罐以沉淀出磷酸盐分子的步骤。54.根据权利要求48至53中任一项所述的方法，进一步包括在将所述脱盐的流体收集在所述储料罐中之前，对具有树脂珠的容器中的所述流体进行抛光的步骤。55.根据权利要求48至54中任一项所述的方法，进一步包括用uv处理所述脱盐的流体
以杀死细菌的步骤。56.根据权利要求1至55中任一项所述的系统或方法，进一步包括如本文描述和/或图示的和/或如在权利要求中任一项中所述的一个或更多个特征。

技术总结
根据一些实施例，一种用于使液体脱盐的系统包括至少一个初级处理工艺、至少一个二级处理工艺以及至少一个三级处理工艺，其中，至少一个二级处理工艺包括至少一个反应器，其中，至少一个初级处理工艺被配置成将液体的pH值调节到目标pH值水平并且向液体添加至少一种化学添加剂，其中，至少一个反应器被配置成将液体加热至至少350℉的温度并向液体供应压力以将液体保持在液态，并且其中，液体的溶解的盐被配置成与至少一种化学添加剂的至少一部分反应，以在至少一个反应器内形成不溶性产物。物。物。


技术研发人员：加里
受保护的技术使用者：水世界有限公司
技术研发日：2020.10.25
技术公布日：2023/8/14