一種煙道氣固碳海水脫鈣的新方法
【專利摘要】本發(fā)明為一種煙道氣固碳海水脫鈣的新方法，該方法的步驟包括：1）海水由泵或高位水槽引入預混桶中，在海水中加入堿源，攪拌10~30分鐘，使海水與堿源充分混合；2）利用泵使混了堿源的海水進入脫鈣池，同時，將煙道氣通過曝氣頭引入脫鈣池，使煙道氣與海水接觸；3）海水與煙道氣傳質后從脫鈣池直接進入沉降池，經過沉降過濾后，沉降池上部的澄清液通過管道輸出，獲得低鈣海水。本發(fā)明用堿廠廢棄白泥代替氫氧化鈉作為堿源，解決了堿廠白泥后續(xù)處理問題，實現連續(xù)反應，利于工業(yè)化實施，每噸原海水的脫鈣預處理價格可降低1-2元。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于海水淡化與綜合利用的預處理【技術領域】。具體的說是用經濟型堿源實 現連續(xù)性煙道氣固碳與海水脫鈣耦合的新型工藝方法。 一種煙道氣固碳海水脫鈣的新方法

【背景技術】
[0002] 隨著經濟高速發(fā)展，人口劇增，資源消耗巨大，海水中的水資源約占全球水儲量的 96. 5%，發(fā)展海水淡化已成為解決水資源危機的戰(zhàn)略途徑。而且海水溶存的化學礦物資源 總量十分巨大。其中，鉀、鋰、鈾的總儲量分別達550X 1012t、2400X 108t、45X 108t，是世界 陸地總資源量的幾千至幾萬倍；全球的溴資源幾乎全部儲存在海水中。鹵水是礦化性更強 的水，常用以提取某些化工原料，如食鹽、碘、硼、溴等，因此，開發(fā)利用海水或鹵水化學資源 成為解決陸地資源短缺的有效途徑之一。
[0003] 在海水或鹵水體系中所遇到的主要的積垢現象是由于海水中易形成鹽的沉淀，通 過大量的研究分析發(fā)現沉淀物大部分是由不溶性鈣鹽，如碳酸鈣和硫酸鈣的結晶造成的。 而海水中鈣離子的濃度為0. 40kg/m3,鹵水中的鈣離子濃度則更高，可達1. 00kg/m3以上。海 水或鹵水利用過程中，形成的鈣垢會引起設備腐蝕、降低傳熱效率、增加能耗和提高處理成 本等問題。甚至在海水或鹵水綜合利用工程中，鈣鹽或者作為一種雜質，影響海洋化工產品 的品質。
[0004] 因此在海水淡化和海水或鹵水綜合利用過程中，通過對海水或鹵水的脫鈣預處 理，將鈣離子提前脫除，避免鈣鹽的結晶，從而防止海水淡化或綜合利用過程中鈣垢的形 成，可提高過程效率、延長設備壽命、降低生產和處理成本。
[0005] 氨堿法制堿是純堿生產的重要方法，利用此方法生產純堿的過程中會產生大量的 堿渣（俗稱白泥）。以青島堿廠為例，該廠年產純堿50萬噸，每年排放白泥10萬噸，加上歷 年積存多達上百萬噸。白泥的長期堆放不僅占用大量的土地，而且易對環(huán)境造成污染，破壞 生態(tài)平衡，其污染問題已成為影響純堿企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一個重要因素。
[0006] 本課題組先前在專利ZL201210199641. 5提出利用廢棄煙道氣中的二氧化碳在海 水中形成的碳酸根作為沉淀劑，替代有用化學品脫除海水中的鈣，實現變廢為寶，不僅進一 步降低操作成本，而且減少了溫室氣體的排放。但是在該專利中提出以氫氧化鈉水溶液作 為堿源，使得脫鈣成本較高，因此，尋求一種價格低廉，來源廣泛，易得的堿源，直接決定著 煙道氣海水脫鈣新技術的成本與產業(yè)化可行性。本專利提出以堿廠廢料白泥替代氫氧化鈉 作為堿源，且實現連續(xù)性煙道氣固碳與海水脫鈣耦合的一種新型煙道氣海水脫鈣方法。


【發(fā)明內容】

[0007] 本發(fā)明的目的是針對當前技術的不足，提供一種用經濟型堿源實現連續(xù)性煙道氣 固碳與海水脫鈣耦合的新型工藝方法，該方法采用廢棄的白泥代替氫氧化鈉作為堿源，極 大降低了煙氣脫鈣的成本，同時實現了連續(xù)脫鈣，增強了煙氣脫鈣法的工業(yè)化進程。本發(fā)明 有利于海水淡化、海水冷卻和海水綜合利用技術經濟水平的提升，具有綜合效益高和環(huán)境 友好的特色和廣泛的應用前景。
[0008] 本發(fā)明的技術方案為：
[0009] -種煙道氣固碳海水脫鈣的新方法，包括以下步驟：
[0010] 1)海水由泵或高位水槽引入預混桶中，在海水中加入堿源，攪拌10?30分鐘，使 海水與堿源充分混合；
[0011] 所述的堿源為氨堿法生產純堿過程中排放出的廢液形成的白泥，其中，加入的白 泥中的鎂總含量與總海水中鈣含量的摩爾比為2. 5?4. 5:1 ;
[0012] 2)利用泵使混了堿源的海水進入脫鈣池，同時，通過羅茨鼓風機將煙道氣通過曝 氣頭引入脫鈣池，使煙道氣與海水接觸1?2h ;
[0013] 所述煙道氣中二氧化碳體積含量在4?13%之間，煙道氣中二氧化碳的通入量與 海水中鈣離子通入量的摩爾比在1. 2?5:1 ;
[0014] 3)海水與煙道氣傳質后從脫鈣池直接進入沉降池，經過沉降過濾后，沉降池底部 的沉淀漿料由泵抽出，沉降池上部的澄清液通過管道輸出，獲得低鈣海水作為海水淡化或 綜合利用的原料。
[0015] 所述的白泥優(yōu)選為干基中碳酸鈣質量含量在40%?60%之間，氫氧化鎂質量含 量在10%?16%之間，硫酸|丐質量含量在3?20%之間，氯化|丐質量含量在10?14%之 間。
[0016] 所述海水包括原海水、濃縮海水或地下鹵水，其中的鈣離子含量范圍是0. 40? 1.20g/kg。
[0017] 本發(fā)明方法與之前的煙道氣海水脫鈣法的處理方法區(qū)別在于，用堿廠廢棄白泥代 替氫氧化鈉作為堿源，每噸原海水的脫鈣預處理價格可降低1-2元，最大限度的降低了煙 道氣海水脫鈣方法的有用化學品的消耗，且變廢為寶，解決了堿廠白泥后續(xù)處理問題，且通 過曝氣裝置使煙道氣海水脫鈣法實現連續(xù)反應，利于工業(yè)化實施。本方法可以使海水脫鈣 的處理成本進一步降低，可操作性強，提高了煙道氣海水脫鈣法實現工業(yè)化的可行性。

【具體實施方式】
[0018] 下面根據具體實例來說明本發(fā)明，但不作為對本發(fā)明保護范圍的限制。
[0019] 本發(fā)明所述的脫鈣原理為：
[0020]

【權利要求】
1. 一種煙道氣固碳海水脫鈣的新方法，其特征為包括以下步驟： 1) 海水由泵或高位水槽引入預混桶中，在海水中加入堿源，攪拌1(Γ30分鐘，使海水與 堿源充分混合； 所述的堿源為氨堿法生產純堿過程中排放出的廢液形成的白泥，其中，加入的白泥中 的鎂總含量與總海水中鈣含量的摩爾比為2. 5~4. 5:1 ; 2) 利用泵使混了堿源的海水進入脫鈣池，同時，通過羅茨鼓風機將煙道氣通過曝氣頭 引入脫鈣池，使煙道氣與海水接觸l~2h ; 煙道氣中二氧化碳的通入量與海水中鈣離子通入量的摩爾比在1. 2~5:1 ; 3) 海水與煙道氣傳質后從脫鈣池直接進入沉降池，經過沉降過濾后，沉降池底部的沉 淀漿料由泵抽出，沉降池上部的澄清液通過管道輸出，獲得低鈣海水。
2. 如權利要求1所述的煙道氣固碳海水脫鈣的新方法，其特征為所述的白泥優(yōu)選為干 基中碳酸I丐質量含量在409Γ60%之間,氫氧化鎂質量含量在109Γ16%之間，硫酸|丐質量含量 在：Γ20%之間，氯化鈣質量含量在1(Γ14%之間。
3. 如權利要求1所述的煙道氣固碳海水脫鈣的新方法，其特征為所述海水包括原海 水、濃縮海水或地下鹵水，其中的鈣離子含量范圍是〇. 4(Tl. 20g/kg。
4. 如權利要求1所述的煙道氣固碳海水脫鈣的新方法，其特征為所述煙道氣中二氧化 碳體積含量在4~13%之間。
5. 如權利要求1所述的煙道氣固碳海水脫鈣的新方法，其特征為所述的步驟3)中海水 流出脫鈣池的流量與步驟2)所述的海水流入脫鈣池的流量一樣。
【文檔編號】B01D53/78GK104108803SQ201410306491
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年6月30日 優(yōu)先權日:2014年6月30日
【發(fā)明者】袁俊生, 趙穎穎, 紀志永, 李棟嬋, 王軍, 李洪 申請人:河北工業(yè)大學