소금물

Brine
다른 용도는 브라인(동음이의)을 참조하십시오.
시리즈의 일부
염분
Water salinity diagram.png
염도 수준
담수 (0.05 % 미만
기수(0.05~3%)
식염수 (3 ~5 %)
브라인(최대 26%~28%)
수역

브라인은 소금(NaCl)의 고농도 용액(HO)입니다2.다양한 맥락에서 브라인은 소금 용액의 약 3.5%(식품을 소금에 절이는 데 사용되는 용액의 하단부에 있는 일반적인 해수 농도)에서 최대 약 26%(온도에 따라 일반적인 포화 용액)까지를 나타낼 수 있다.브라인은 갈은 식염수의 증발에 의해 자연적으로 생성되지만 [1]염화나트륨 채굴에서도 생성된다.브라인은 식품 가공 및 조리(피클링 및 브라이닝), 도로 및 기타 구조물의 제빙 및 여러 기술적 과정에 사용됩니다.또한 담수화 등 많은 산업 공정의 부산물이기 때문에 적절한 처리 또는 추가 활용(민물 회수)[2]을 위해서는 폐수 처리가 필요합니다.

자연에서

주요 기사: 식염수
미국 항공우주국(NASA) 기술자가 샌프란시스코의 소금 증발지에서 비중계를 사용하여 소금 농도를 측정하고 있습니다.

브라인은 자연에서 다양한 방법으로 생산된다.증발을 통한 바닷물의 수정은 잔류 유체에 염분 농도를 초래하며, 일반적으로 석고와 할로겐산염과 같은 광물의 포화 상태에 서로 다른 용해 이온이 도달함에 따라 증발석이라고 불리는 특징적인 지질학적 퇴적물이 형성됩니다.바닷물이 얼면서 극저온 염수라고 불리는 액체가 생성되면서 고위도에서도 비슷한 과정이 일어납니다.형성 당시 이들 극저온 브라인은 바닷물의 빙점 온도보다 더 차갑고 차가운 브라인들이 내려오면서 주변의 바닷물을 얼리는 브리니클(brinicle)이라는 특징을 만들어 낼 수 있다.

해수 용수철로 표면에 솟아나오는 브라인은 "Licks" 또는 "salines"[3]로 알려져 있습니다.지하수에 용해된 고형물의 함량은 특정 성분(할라이트, 무수산염, 탄산염, 석고, 불소염, 유기 할로겐화물, 황산염)과 농도 수준에 따라 지구상에 있는 위치마다 매우 다르다.브라인은 총용존고형물(TDS) 기준 지하수의 여러 분류 중 하나로 100,000 mg/L 이상의 [4]TDS를 포함하는 물로, 특히 유정의 유압 파쇄 후 유정 완성 작업 중에 일반적으로 생산된다.

사용하다

요리의

주요 기사: 브라이닝

브라인은 식품 가공과 요리의 일반적인 매개체이다.소금물은 음식을 보존하거나 간하는 데 사용된다.소금물은 야채, 치즈, 과일에 절임이라고 알려진 과정으로 적용될 수 있습니다.고기와 생선은 보통 소금물에 담가 양념의 한 형태로 소금물의 부드러움과 풍미를 강화하거나 저장 기간을 늘린다.

염소 생산

주요 기사:염소 생산

염소는 브라인(NaCl 용액)의 전기분해를 통해 생성될 수 있다.이 공정은 또한 수산화나트륨(NaOH)과 수소 가스(H2)를 생성한다.반응식은 다음과 같습니다.

  • 음극: + 2 - { {2 H+ + 2e - > (^ ) }
  • 양극: - 2 + - { - - > ( ) + 2 e -} }
  • 전체 프로세스: + O 2 + + (\NaCl + 2 Na)

냉각액

브라인은 열 에너지 수송을 위한 대형 냉동 설비에서 보조 유체로 사용됩니다.가장 일반적으로 사용되는 브라인은 염화칼슘과 [5]염화나트륨을 기반으로 합니다.물에 소금을 첨가하면 용액의 동결온도가 낮아지고 열수송 효율이 크게 향상되어 비교적 저렴한 재료비로 사용할 수 있다.NaCl 브라인에 대해 얻을 수 있는 최저 응고점은 중량 [5]기준 23.3% NaCl 농도에서 -21.1°C(-6.0°F)이다.이것을 공정점이라고 합니다.

그 부식성 특성 때문에 염분을 기반으로 하는 염분은 폴리에틸렌 글리콜과 [6]같은 유기 액체로 대체되었다.

염화나트륨 염수 스프레이는 물고기를 [7]얼리기 위해 일부 어선에 사용된다.브라인 온도는 일반적으로 -5°F(-21°C)입니다.공기 송풍 동결 온도는 -31°F(-35°C) 이하입니다.브라인의 온도가 높을수록 공기 송풍 동결 시 시스템 효율이 높아질 수 있습니다.고부가가치 생선은 보통 염수의 실제 온도 한계보다 훨씬 낮은 온도에서 냉동됩니다.

물의 연화 및 정화

브라인은 이온 교환 기술과 관련된 연화 및 정수 시스템의 보조제입니다.가장 일반적인 예는 가정용 식기세척기이며 식기세척기 소금 형태의 염화나트륨을 사용한다.브라인은 정제 과정 자체에 관여하지 않고 순환적으로 이온 교환 수지의 재생에 사용된다.처리되는 물은 수지가 소진된 것으로 간주될 때까지 수지 용기를 통해 흐르며 물이 원하는 수준으로 정제됩니다.이어서 수지층을 순차적으로 역세척하여 축적된 고형물을 제거하고, 제거된 수지를 치환 이온 농축 용액으로 플러싱하고,[8] 상기 플러싱 용액을 수지로부터 헹구어 재생한다.처리 후 처리수에서 칼슘 및 마그네슘 이온으로 포화된 이온교환수지 비즈를 6~12%의 염수에 담가 재생한다.염수의 나트륨 이온은 [9][10]구슬의 칼슘과 마그네슘 이온을 대체한다.

얼음 제거

낮은 온도에서 염수 용액을 사용하여 도로의 [11]얼음을 제거하거나 결빙 온도를 낮출 수 있습니다.

폐수

주요 기사:산업폐수처리 br 염수처리

브라인은 담수화, 발전소 냉각탑, 석유 및 천연가스 추출, 산성 광산 또는 산성 암석 배수, 역삼투 제거, 염소 알칼리 폐수 처리, 펄프 및 제지 공장 배수, 음식 및 음료 처리 폐기물 등 많은 산업 공정의 부산물이다.희석된 소금과 함께 전처리 및 세척 화학물질의 잔류물, 반응 부산물 및 부식으로 인한 중금속을 포함할 수 있습니다.

폐수 염수는 염분의 부식 및 침전물 형성 효과와 그 [12]안에 희석된 다른 화학물질의 독성 때문에 심각한 환경 위험을 초래할 수 있습니다.

담수화 시설과 냉각탑에서 나오는 오염되지 않은 염수는 바다로 돌아갈 수 있다.환경에 미치는 영향을 제한하기 위해 폐수 처리 또는 발전소의 유출과 같은 다른 물줄기로 희석할 수 있습니다.브라인은 해수보다 무거워 해저에 축적되기 때문에 하수구에 [13]수중 확산기를 설치하는 등 적절한 확산을 보장하는 방법이 필요하다.다른 방법으로는 증발조 건조, 깊은 우물 주입, 관개, 제빙 또는 먼지 제어 목적으로 [12]브라인 저장 및 재사용 등이 있습니다.

오염된 브라인의 처리를 위한 기술은 역삼투 및 전방삼투 등의 막여과 과정, 전기투석 또는 약산 양이온 교환 등의 이온교환 과정 또는 기계적 증기 재압축 및 증기를 사용하는 열염수 농축기 및 결정기 등의 증발 과정을 포함한다.삼투압 보조 역삼투압 및 관련 프로세스를 사용하는 막염수 농도를 위한 새로운 방법이 제로 액체 배출 시스템(ZLD)[14]의 일부로 자리잡기 시작했습니다.

조성 및 정화

브라인은 Na 이온과 Cl 이온의 농축+− 용액으로 구성되어 있다.염화나트륨 그 자체는 물 속에 존재하지 않는다: 그것은 완전히 이온화되어 있다.다양한 브라인에서 발견되는 다른 양이온에는 K2+, Mg2+, Ca2+ 및 Sr이 포함됩니다+.후자의 세 가지는 스케일을 형성하고 비누와 반응하기 때문에 문제가 있다.염화물 외에 브라인에는 때때로 Br과− I, 그리고 가장 문제가 되는2−
4 SO가 포함되어− 있습니다.정제 과정에는 종종 석고(CaSO4)와 함께 고체 수산화 마그네슘을 침전시키는 산화칼슘이 포함되어 여과로 제거할 수 있습니다.또한 부분 결정화에 의해 정제된다.결과적으로 정제된 소금은 증발염 [1]또는 진공염이라고 불립니다.

「 」를 참조해 주세요.

  • 염수 채굴 – 소금물에서 재료 추출
  • 브리니클 – 해빙 형성
  • 염수 웅덩이, 바다 밑바닥의 염도가 높은 독성 주머니

레퍼런스

  1. ^ a b Westphal, Gisbert; Kristen, Gerhard; Wegener, Wilhelm; Ambatiello, Peter; Geyer, Helmut; Epron, Bernard; Bonal, Christian; Steinhauser, Georg; Götzfried (2010). "Sodium Chloride". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.a24_317.pub4.
  2. ^ Panagopoulos, Argyris; Haralambous, Katherine-Joanne; Loizidou, Maria (November 2019). "Desalination brine disposal methods and treatment technologies – A review". Science of the Total Environment. 693: 133545. Bibcode:2019ScTEn.693m3545P. doi:10.1016/j.scitotenv.2019.07.351. PMID 31374511. S2CID 199387639.
  3. ^ "The Scioto Saline-Ohio's Early Salt Industry" (PDF). dnr.state.oh.us. Archived from the original (PDF) on 2012-10-07.
  4. ^ "Global Overview of Saline Groundwater Occurrence and Genesis". igrac.net. Archived from the original on 2011-07-23. Retrieved 2017-07-17.
  5. ^ a b "Secondary Refrigerant Systems". Cool-Info.com. Retrieved 17 July 2017.
  6. ^ "Calcium Chloride versus Glycol". accent-refrigeration.com. Retrieved 17 July 2017.
  7. ^ Kolbe, Edward; Kramer, Donald (2007). Planning forSeafood Freezing (PDF). Alaska Sea Grant College Program Oregon State University. ISBN 978-1566121194. Archived from the original (PDF) on 12 July 2017. Retrieved 17 July 2017.
  8. ^ Kemmer, Frank N., ed. (1979). The NALCO Water Handbook. McGraw-Hill. pp. 12–7, 12–25.
  9. ^ "Hard and soft water". GCSE Bitesize. BBC.
  10. ^ Arup K. SenGupta (19 April 2016). Ion Exchange and Solvent Extraction: A Series of Advances. CRC Press. pp. 125–. ISBN 978-1-4398-5540-9.
  11. ^ "Prewetting with Salt Brine for More Effective Roadway Deicing". www.usroads.com. Archived from the original on 2015-01-07. Retrieved 2012-01-14.
  12. ^ a b "7 Ways to Dispose of Brine Waste". Desalitech. Retrieved 18 July 2017.
  13. ^ "Reverse Osmosis Desalination: Brine disposal". Lenntech. Retrieved 18 July 2017.
  14. ^ "Novel Technology for Concentration of Brine Using Membrane-Based System" (PDF). Water Today. Retrieved 31 August 2019.