[發明專利]煤化工廢水丸粒PCR除硬耦合碳捕捉多相反應裝置及方法

在審

• 申請號: 202211041190.2
• 申請日: 2022-08-29
• 公開（公告）號: CN115385479A
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 徐善文;趙立軍;吳偉杰
• 申請（專利權）人: 工大環境股份有限公司
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C02F5/00;C02F103/34
• 代理公司: 重慶宏知億知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 50260
• 代理人: 羅穎

本發明涉及煤化工廢水處理技術領域，具體公開了一種煤化工廢水丸粒PCR除硬耦合碳捕捉多相反應裝置及方法；該裝置包括PCR模塊、投藥模塊、投晶模塊、排晶模塊和智控模塊；PCR模塊分為重相反應罐、輕相反應罐，包括內部填裝有丸粒的反應罐、藥劑混合器、第一進水泵、第二進水泵以及出水管；投藥模塊包括藥劑儲罐、計量泵和CO₂儲罐；本發明公開的多相反應裝置及方法在同步引入CO₂氣體，PCR反應使得Ca²⁺不斷生成CaCO₃結晶，并聚集附著在丸粒表面，持續結晶長大，使得大顆粒晶種不斷向下移動，到達罐體底部后大顆粒丸粒結晶排出反應罐，完成除硬耦合碳捕捉過程，而且有效解決了晶種隨水流失的問題，提高去硬效果。

技術領域

本發明涉及煤化工廢水處理技術領域，具體公開了一種煤化工廢水丸粒PCR除硬耦合碳捕捉多相反應裝置及方法。

背景技術

在煤化工生產過程中，管道結晶是普遍存在且難以有效解決的問題。管道結晶的源頭主要來自煤氣化灰水和渣水，同時蒸氨廢水的處理也需要付出很高的環保成本。如果此類廢水不能有效處理，則會對環境、人體健康以及設備的生產效率造成極大的影響和破壞。

目前國內常用的廢水處理方法有化學沉淀法(投加石灰/石灰乳，氯化鈣等)、吸附法、電滲析等，這些方法均排放含鈣污泥廢棄物，無法實現資源的回收利用。針對傳統處理方法在處理高濃度氣化灰水中存在的弊端，DHV公司(德和威環境工程有限公司)設計研發了一種誘導結晶反應器，利用誘導結晶工藝實現了以碳酸鈣結晶的方式回收鈣離子，并使之資源化。該工藝有效解決了傳統方法中會產生大量污泥、泥渣沉降緩慢、脫水困難等問題，使目標污染物得以回收利用，切合了可持續發展的環保理念。

但是該誘導結晶反應器及工藝在應用過程中，存在晶種隨水流失、去除率不高(特別是進水濃度偏低時)的問題，并且在誘導結晶的晶種選擇與投加、化學藥劑選擇與投加、反應器的結構設計、單元功能的控制與集成、耦合碳捕獲等多方面還需要優化，特別是對于晶種隨水流失、同步碳捕獲、藥劑選擇與投加、反應器的結構設計四個方面，該四個方面存在的問題會直接影響反應效率和晶種流失率，會導致除硬成本大幅增加。另外，隨著誘導結晶技術的推廣應用，使得對藥劑的投加、反應器的模塊設計、控制系統集成、碳捕捉等都提出了更高的要求，設備必須標準化、模塊化與多功能化，從而降低投資和運行成本。因此，針對現有誘導結晶反應器在實際應用過程中仍存在的上述不足，本申請提出了一種煤化工廢水丸粒PCR除硬耦合碳捕捉多相反應裝置及方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種煤化工廢水丸粒PCR除硬耦合碳捕捉多相反應裝置及方法，從而實現煤化工廢水中的氣化灰水與蒸氨廢水以超低成本高效處理，并同步耦合捕獲CO₂，降低煤化工企業的碳排放總量的效果。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種煤化工廢水丸粒PCR除硬耦合碳捕捉多相反應裝置，包括PCR模塊、投藥模塊、投晶模塊、排晶模塊和智控模塊；

所述PCR模塊包括一個重相反應罐、至少一個輕相反應罐、第一藥劑反應器、第二藥劑反應器、第一進水泵、第二進水泵、兩相罐連接管和出水管，所述重相反應罐和輕相反應罐立式設置且內部均填裝有丸粒，所述兩相罐連接管設置在重相反應罐與輕相反應罐的上端之間，所述第一藥劑反應器設置在罐體連接管上，所述出水管連接在輕相反應罐的上端，所述第二藥劑反應器設置在出水管上；

所述重相反應罐的頂端設置有氣化灰水進管A和蒸氨廢水進管，所述氣化灰水進管A的一端與第一進水泵相連接，另一端伸入重相反應罐的下端設置，所述重相反應罐和輕相反應罐底部的曝氣器共同連接有氣化灰水進管B，且氣化灰水進管B的端部與第二進水泵相連接；