碳减排、碳中和技术中溶矿液浓缩回收处理系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种碳减排、碳中和技术中溶矿液浓缩回收处理系统和方法。本发明专利技术的系统包括高效除硅单元、悬浮物去除单元和分离浓缩单元。本发明专利技术方法用于碳减排、碳中和领域回收溶矿液中有用成分并去除无用成分。本发明专利技术为碳减排、碳中和技术领域提供了溶矿液分类回收的首套技术工艺路线，为CCUS技术节水减排、减少溶矿液消耗和原料消耗提供有效保障，为更好的实现碳达峰和碳减排、碳中和目标奠定基础。碳中和目标奠定基础。碳中和目标奠定基础。

【技术实现步骤摘要】
碳减排、碳中和技术中溶矿液浓缩回收处理系统和方法


[0001]本专利技术涉及碳减排、碳中和领域，具体涉及一种碳减排、碳中和技术中溶矿液浓缩回收处理系统和方法。

技术介绍

[0002]碳减排、碳中和技术有多种，本专利技术技术对应的是碳化固碳技术，最终产品是碳酸钙。碳化固碳技术主要工艺包括：钙矿(电石渣、钢渣等固废)通过溶矿、碳化、产品脱水包装等工序。本专利技术技术主要处理回收粗品碳酸钙和产品碳酸钙的大量冲洗废水(其中含有大量的溶矿液)。
[0003]溶矿液是用于碳减排、碳中和技术中溶解钙矿的溶液，溶矿液主要成分可以是硝酸铵、氯化铵、硫酸铵等强酸弱碱盐和醋酸等弱酸中的一种或多种，同时包含矿化反应回流回来的氯化钙。
[0004]现各碳化固碳技术应用处于中式和部分小规模应用状态，冲洗废水中的矿化液基本没有进行回收处理，直接排至厂区或园区污水处理厂进行处理，造成其中有价值的溶矿液没有回收利用。同时此部分高盐废水增加了污水处理厂的处理规模和处理难度。
[0005]碳减排、碳中和技术是CCUS(碳捕集、利用与封存)中碳利用的一种技术，实现碳减排、碳中和。碳中和是减少二氧化碳排放技术，由于能耗、共用工程消耗、药剂消耗、原料消耗都能折算成碳排放，故碳中和技术的先进性对以上指标要求非常苛刻，本专利技术为对比能耗后选择的能耗最优技术，同时溶矿液回收即是水、溶矿液、药剂、原料的有效回收，回收率高达90％以上，故碳中和技术需对溶矿液进行有效的回收利用，才能实现真正意义上的碳减排、碳中和。
[0006]碳中和技术中溶矿液排放主要在粗产品、产品的洗涤过程中排放或原料液部分排放，需对此部分溶矿液进行浓缩回收，如不进行回收直接排放，由于溶矿液是高含盐废水，直接排放会对环境造成污染，排放到污水处理厂一是会对污水处理厂造成负荷冲击，影响污水处理厂的正常运行。同时增加污水处理厂的运行能耗，也是碳排放的过程。故本专利技术在碳减排、碳中和领域为节能环保做出了重要贡献。
[0007]本专利技术为碳减排、碳中和
提供了溶矿液分类回收的首套技术工艺路线。为CCUS技术节水减排、减少溶矿液消耗和原料消耗提供有效保障，为更好的实现碳达峰和碳减排、碳中和目标奠定基础。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种碳减排、碳中和技术中溶矿液浓缩回收处理系统和方法，实现溶矿液中水、药剂、原料的有效浓缩回收。
[0009]为了实现以上目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0010]本专利技术一方面提供一种碳减排、碳中和技术中溶矿液浓缩回收处理系统，包括：高效除硅单元、悬浮物去除单元和分离浓缩单元；
[0011]所述高效除硅单元包括反应区和沉淀区；所述反应区包括溶矿液输入口和加药设备；所述沉淀区的底部包括固体出口，上部包括液相出口；
[0012]所述悬浮物去除单元包括粗过滤设备和超滤设备；所述沉淀区的液相出口与所述粗过滤设备的入口连接，所述粗过滤设备的出口与所述超滤设备的入口连接；
[0013]所述分离浓缩单元为电渗析设备；所述超滤设备的出口与所述电渗析设备的入口连接；所述电渗析设备采用一价阴离子选择膜。所述一价阴离子选择膜使一价阴离子可以与其他阳离子同时通过膜进入浓缩侧，进行浓缩回收，二价以上阴离子不能透过，起到分离二价阴离子的作用。
[0014]根据权本专利技术的系统，优选地，所述加药设备包括偏铝酸钠溶液加药组件、聚合硫酸铁(PFS)溶液加药组件和聚丙烯酰胺(PAM)溶液加药组件；本专利技术的絮凝沉淀使用复配药剂(偏铝酸钠+PFS+PAM)，通过偏铝酸钠溶液加药组件、聚合硫酸铁(PFS)溶液加药组件和聚丙烯酰胺(PAM)溶液加药组件分别加入。
[0015]根据权本专利技术的系统，优选地，所述高效除硅单元为高效除硅反应器，选自高效沉淀池、高密池、斜板沉淀池、电絮凝等各种混凝沉淀反应器中的一种。
[0016]根据权本专利技术的系统，优选地，所述粗过滤设备选自V型滤池、多介质过滤器、石英砂过滤器、活性炭过滤器中的一种或两种以上的组合。
[0017]根据权本专利技术的系统，优选地，所述超滤设备选自超滤膜设备或微滤膜设备。
[0018]所述粗过滤设备和超滤设备均为水处理行业成熟工艺，运行工艺合理，同时具有能耗低、悬浮物和杂质出除彻底、运行自动化程度高、投资低、运行效果稳定等优点。
[0019]本专利技术另一方面通过一种碳减排、碳中和技术中溶矿液浓缩回收处理方法，所述方法通过以上系统进行，包括以下步骤：
[0020]待处理溶矿液输送至所述高效除硅单元，同时通过所述加药设备投加高效除硅药剂；溶矿液与高效除硅药剂在反应区进行反应，其中的二氧化硅生成络合物以悬浮物形式析出，溶矿液进入所述沉淀区，使二氧化硅形成的络合物得以沉淀分离并去除；
[0021]除硅后的溶矿液经泵提升至所述粗过滤设备进行悬浮物和杂质的粗过滤，粗过滤出水进入所述超滤设备；通过粗过滤和精过滤系统对高效除硅单元产出的溶矿液进行悬浮物和其他固体杂质的去除，防止后续分离浓缩单元污堵；
[0022]两级过滤后的溶矿液送至所述分离浓缩单元，溶矿液在所述分离浓缩单元中进行溶矿液的浓缩。
[0023]根据本专利技术的方法，优选地，所述分离浓缩单元为电渗析设备，所述电渗析设备采用一价阴离子选择膜；
[0024]所述电渗析设备的浓缩侧输出的浓水分为两路，一路作为浓缩溶矿液回收利用，另一路作为高盐水外排处理；所述电渗析设备产水侧输出的产水作为回用水回收利用。
[0025]根据本专利技术的方法，优选地，所述浓缩溶矿液回用至碳减排、碳中和系统；所述回用水重新作为粗品碳酸钙和产品碳酸钙的冲洗水。
[0026]根据本专利技术的方法，优选地，所述两级过滤后出水浊度降低到2NTU以内。
[0027]根据本专利技术的方法，优选地，所述待处理溶矿液的成分包括：二氧化硅60～500mg/L，含盐量20000～50000mg/L，溶矿液有效成分(硝酸铵、氯化铵、硫酸铵等强酸弱碱盐和醋酸等弱酸)含量12000～30000mg/L，溶矿反应后物质(硝酸钙、氯化钙、硫酸钙等强酸钙盐)
含量4000～11000mg/L。
[0028]根据本专利技术的方法，优选地，所述浓水含盐量170000～200000mg/L，溶矿液有效成分(硝酸铵、氯化铵等强酸弱碱盐和醋酸等弱酸)含量80000～120000mg/L，溶矿反应后物质(硝酸钙、氯化钙等强酸钙盐)含量8000～20000mg/L。
[0029]根据本专利技术的方法，优选地，所述高效除硅药剂包括：浓度为20
‑
40％的偏铝酸钠水溶液、浓度为10％的聚合硫酸铁(PFS)水溶液、浓度为1
‑3‰
的聚丙烯酰胺(PAM)水溶液。
[0030]根据本专利技术的方法，优选地，所述高效除硅药剂中，所述偏铝酸钠、聚合硫酸铁(PFS)、聚丙烯酰胺(PAM)的质量比为(40～60)：20：1。
[0031]根据本专利技术的方法，优选地，通过高效除硅单元之后，二氧化硅含量降低本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳减排、碳中和技术中溶矿液浓缩回收处理系统，其特征在于，该溶矿液浓缩回收处理系统包括：高效除硅单元、悬浮物去除单元和分离浓缩单元；所述高效除硅单元包括反应区和沉淀区；所述反应区包括溶矿液输入口和加药设备；所述沉淀区的底部包括固体出口，上部包括液相出口；所述悬浮物去除单元包括粗过滤设备和超滤设备；所述沉淀区的液相出口与所述粗过滤设备的入口连接，所述粗过滤设备的出口与所述超滤设备的入口连接；所述分离浓缩单元为电渗析设备；所述超滤设备的出口与所述电渗析设备的入口连接；所述电渗析设备采用一价阴离子选择膜。2.根据权利要求1所述的溶矿液浓缩回收处理系统，其特征在于，所述加药设备包括偏铝酸钠溶液加药组件、聚合硫酸铁(PFS)溶液加药组件和聚丙烯酰胺(PAM)溶液加药组件。3.根据权利要求1所述的溶矿液浓缩回收处理系统，其特征在于，所述高效除硅单元为高效除硅反应器，选自高效沉淀池、高密池、斜板沉淀池、电絮凝混凝沉淀反应器中的一种。4.根据权利要求1所述的溶矿液浓缩回收处理系统，其特征在于，所述粗过滤设备选自V型滤池、多介质过滤器、石英砂过滤器、活性炭过滤器中的一种或两种以上的组合。5.根据权利要求1所述的溶矿液浓缩回收处理系统，其特征在于，所述超滤设备选自超滤膜设备或微滤膜设备。6.一种碳减排、碳中和技术中溶矿液浓缩回收处理方法，其特征在于，所述方法通过权利要求1
‑
5任一项所述溶矿液浓缩回收处理系统进行，包括以下步骤：待处理溶矿液输送至所述高效除硅单元，同时通过所述加药设备投加高效除硅药剂；溶矿液与高效除硅药剂在反应区进行反应，其中的二氧化硅生成络合物以悬浮物形式析出，溶矿液进入所述沉淀区，使二氧化硅形成的络合物得以沉淀分离并去除；除硅后的溶矿...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓明，陈桂军，甄珍，李俏虹，李玲，袁培珠，
申请(专利权)人：北京石油化工工程有限公司，
类型：发明
国别省市：