一种利用烟气中二氧化碳软化硬水的装置及其方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用烟气中二氧化碳软化硬水的装置及其方法，该装置由进水系统、pH调节系统、进气系统、反应塔系统及固液分离系统组成。含硬度离子的水首先进入pH调节池，通过加碱系统和搅拌系统将pH调节至10左右。随后进入反应塔顶部。而烟气则通过进气系统进入反应塔底部。烟气和硬水进行逆流接触，在碱性条件下，烟气中的CO2溶解于水中并转化为CO32-与Ca2+反应生成CaCO3沉淀，Mg2+则生成Mg(OH)2沉淀。经过吸收净化的烟气则由排气口排出。反应后的混合液则进入固液分离设备，进行固液分离后得到软化水。本发明利用烟气中CO2软化硬水，克服了现有硬水软化处理工艺投资大、运行费用高、产泥量大等缺点，在软化水的同时对烟气进行净化，达到以废治废的良好效果。
【专利说明】一种利用烟气中二氧化碳软化硬水的装置及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及水处理【技术领域】，尤其涉及一种利用烟气中二氧化碳软化硬水的装置及其方法。
【背景技术】
[0002]工业锅炉应用广泛，但大多数锅炉对给水硬度有严格要求。硬度是由水中钙镁离子引起，分为暂时硬度和永久硬度，暂时硬度由钙镁的重碳酸盐形成，永久硬度则主要由钙镁的硫酸盐和盐酸盐形成。地下水和部分地表水硬度较高，特别是北方缺水地区。直接使用硬度较高的地下水作为锅炉给水会造成锅炉内部结垢腐蚀，影响传热效率和设备安全，并造成能源浪费。因此需要对给水进行软化处理，常用的软化方法有煮沸法、化学法、离子交换法、膜法等方法。
[0003]煮沸法操作简单，但能耗高，且只适用于暂时硬度的去除。化学法一次投资少，但运行过程中加药量大，运行成本高，且产生的污泥量较大。离子交换法交换树脂交换容量有限，容易饱和，需要频繁再生，操作复杂且容易产生二次污染，只适合于处理低硬度水。膜法则一次投入成本较高，且硬度离子容易在膜上结垢引起污堵和膜的使用寿命，运行能耗高。
【发明内容】
[0004]为解决目前硬水软化中存在的问题，本发明提供了一种利用烟气中二氧化碳软化硬水的装置及其方法，以达到降低硬水软化成本，以废治废的目的。
[0005]本发明采用如下技术方案:
[0006]本发明的利用烟气中二氧化碳软化硬水的装置是由调节池、反应塔和固液分离器组成；调节池、反应塔和固液分离器之间通过管道连接；调节池一侧连有进水管，调节池上方设有加碱系统和搅拌系统；调节池和反应塔之间的管道上设有水泵A ;反应塔底部连有进气管，进气管上设有风机；反应塔和固液分离器之间的管道上设有水泵B ;固液分离器一侧设有出水管，固液分离器下方设有排泥管。
[0007]反应塔内水管端部设有高压喷嘴。
[0008]反应塔顶部设有排气口。
[0009]反应塔底部进气管的端部设有布气板。
[0010]反应塔两侧进水管从高处进入反应塔，出水管连接反应塔底部。
[0011]利用本发明的装置进行软化硬水的方法如下:
[0012]A、硬水由进水管进入调节池，通过搅拌系统对硬水进行搅拌，并边搅拌边通过加碱系统往调节池中加入碱液，调节pH至9-11 ；
[0013]B、然后硬水通过水泵A打入到反应塔顶部，通过高压喷嘴向下喷出，而烟气通过进气管进入反应塔底部，经过布气板后均匀上升，烟气和硬水进行逆流接触，在碱性条件下进行反应；
`[0014]C、经过吸收净化的烟气则由排气口排出，反应后的混合液由水泵B打入固液分离器；
[0015]D、混合液经固液分离器分离后，其中的杂质泥沙由固液分离器下方的排泥管排出，而得到的软化水出水管排出。
[0016]步骤A中，搅拌系统为电机带动的搅拌桨，加碱系统为带有流量控制阀的加碱管。
[0017]步骤A中，加入的碱液质量浓度为40%Na0H溶液。
[0018]本发明的反应原理为:
[0019]烟气中的CO2溶于水中存在以下电离平衡，
[0020]
【权利要求】
1.一种利用烟气中二氧化碳软化硬水的装置，其特征在于:该装置是由调节池(4)、反应塔(8)和固液分离器(13)组成；调节池(4)、反应塔(8)和固液分离器(13)之间通过管道连接；调节池(4) 一侧连有进水管(1)，调节池(4)上方设有加碱系统(2)和搅拌系统(3)；调节池(4 )和反应塔(8 )之间的管道上设有水泵A (5 );反应塔(8 )底部连有进气管(6 )，进气管上设有风机(7);反应塔(8)和固液分离器(13)之间的管道上设有水泵B (12);固液分离器(13) 一侧设有出水管(14)，固液分离器(13)下方设有排泥管(15)。
2.如权利要I所述的装置，其特征在于:反应塔(8)内水管端部设有高压喷嘴(9)。
3.如权利要I所述的装置，其特征在于:反应塔(8)顶部设有排气口(11)。
4.如权利要I所述的装置，其特征在于:反应塔(8)底部进气管的端部设有布气板(10)。
5.如权利要I所述的装置，其特征在于:反应塔(8)两侧进水管从高处进入反应塔(8)，出水管连接反应塔(8)底部。
6.一种利用如权利要求1-5任一项所述的装置进行软化硬水的方法，其特征在于:该方法如下: A、硬水由进水管(I)进入调节池(4)，通过搅拌系统(3)对硬水进行搅拌，并边搅拌边通过加碱系统(2)往调节池(4)中加入碱液，调节pH至9-11 ； B、然后硬水通过水泵A(5)打入到反应塔(8)顶部，通过高压喷嘴(9)向下喷出，而烟气通过进气管(6 )进入反应塔(8 )底部，经过布气板(10 )后均匀上升，烟气和硬水进行逆流接触，在碱性条件下进行反应； C、经过吸收净化的烟气则由排气口(11)排出，反应后的混合液由水泵B(12)打入固液分离器(13); D、混合液经固液分离器(13)分离后，其中的杂质泥沙由固液分离器(13)下方的排泥管(15)排出，而得到的软化水出水管(14)排出。
7.如权利要求6所述的方法其特征在于，步骤A中，搅拌系统(3)为电机带动的搅拌桨。
8.如权利要求6所述的方法其特征在于，步骤A中，加入的碱液为质量浓度的40%Na0H溶液。
【文档编号】C02F9/04GK103553246SQ201310589459
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年11月21日 优先权日:2013年11月21日
【发明者】杨文斌, 叶庆华, 官圣灵, 彭继伟, 张洋 申请人:武汉森泰环保工程有限公司