用于气化黑灰水软化除硅降浊的CO2固化系统和方法与流程

本发明涉及煤炭，具体而言，涉及一种用于气化黑灰水软化除硅降浊的co2固化系统和方法。

背景技术：

1、煤炭是我国经济发展自主保障能力最强的能源，是我国能源安全的压舱石，在全国已探明的化石能源资源储量中，煤炭占比超过90％，这种以“富煤”为特点的资源禀赋，决定了我国以煤炭为主体能源的格局短期内无法改变。在经济发展转向高质量发展阶段过程中，煤炭高效清洁利用是能源供应持续健康发展的必然要求。

2、目前，煤气化是煤炭高效清洁利用的主要方式，是洁净煤技术领域的关键共性技术，然而煤气化工艺产生的粗煤气在冷却、洗涤的过程中，会产生大量黑水。对黑水处理普遍采用多级闪蒸、沉降、过滤工艺技术，经处理后的黑水(又名灰水)硅含量高达(120～300)mg/l，硬度达到(1200～2600)mg/l，其主要水质特点为硬度、悬浮物和硅含量高，一部分作为气化系统循环水返回系统回用外，需外排部分灰水至污水处理系统。如此一来，大部分循环利用的灰水导致气化水系统中管线设备堵塞和结垢严重，影响气化系统的换热效率，设备非正常停车检维修频繁，部分送至水处理单元的灰水会导致生化系统中活性污泥的无机灰分累积含量较高，有机成分偏低，直接影响生化处理段的运行效果和处理效率，进而导致下游深度处理系统进水硬度、硅含量超标，长时间运行会导致下游深度处理系统和配套处理设施结垢严重，造成反渗透膜堵塞严重，致使深度处理阶段处理量、回收率达不到设计要求，严重影响了煤气化废水的循环利用。为有效降低运维成本，从根本上解决黑灰水系统和污水处理系统的结垢和污堵问题，亟需对煤气化黑灰水进行高效软化除硅降浊处理。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种用于气化黑灰水软化除硅降浊的co2固化系统和方法，以解决现有技术中气化灰水处理系统容易结垢和堵塞的问题。

2、为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种用于气化黑灰水软化除硅降浊的co2固化系统，该系统包括：ph调节单元、管道混合单元、第一软化除硅降浊单元、第二软化除硅单元、产水单元和污泥脱水单元；ph调节单元设有第一排泥口、ph调节剂进口、第一黑灰水进口和第一黑灰水出口；管道混合单元设有第二黑灰水进口、第二黑灰水出口和第一除硅药剂进口，第二黑灰水进口与第一黑灰水出口通过管道连接；第一软化除硅降浊单元包括依次连接的第一曝气单元、第一混凝单元、第一沉降单元，第一曝气单元设有与第二黑灰水出口通过管道连接的第三黑灰水进口，第一曝气单元的顶部设有第二除硅药剂进口和第一气水分离装置，第一曝气单元的底部设有第二排泥口和第一二氧化碳曝气单元，第一混凝单元的底部设有第三排泥口，第一混凝单元的顶部设有第一絮凝剂投料口，第一沉降单元设有第一出水口和第四排泥口；第二软化除硅单元包括依次连接的第二曝气单元、第二混凝单元、第二沉降单元，第二曝气单元与第一出水口相连，第二曝气单元的顶部设有第二气水分离装置，第二曝气单元的底部设有第五排泥口和第二二氧化碳曝气单元，第二混凝单元的底部设有第六排泥口，第二混凝单元的顶部设有第二絮凝剂投料口，第二沉降单元设有第二出水口和第七排泥口；产水单元与第二出水口相连；污泥脱水单元与第一排泥口、第二排泥口、第三排泥口、第四排泥口、第五排泥口、第六排泥口、第七排泥口相连，以对软化除硅降浊系统中产生的污泥进行脱水处理。

3、进一步地，第一曝气单元还包括第二除硅药剂投料单元、第一二氧化碳缓冲装置和第一排放管线，第二除硅药剂投料单元与第二除硅药剂进口相连，第一二氧化碳曝气单元与第一二氧化碳缓冲装置相连，优选第一气水分离装置外接至臭氧处理系统的第一排放管线；优选第二曝气单元还包括第二二氧化碳缓冲装置和第二排放管线，第二二氧化碳曝气单元与第二二氧化碳缓冲装置相连，优选第二气水分离装置外接至臭氧处理系统的第二排放管线；优选第一二氧化碳缓冲装置和第二二氧化碳缓冲装置均与第一控制模块电相连。

4、进一步地，第一二氧化碳曝气单元和第二二氧化碳曝气单元各自独立地包括多个曝气原件，曝气原件呈棋格式点状排布，每个曝气原件彼此间距0.5～1.5米；优选第一二氧化碳曝气单元位于第一曝气单元31底部0～1.5米。

5、进一步地，第一混凝单元的内部设有第五搅拌装置和第一ph测定装置，优选第一ph测定装置与控制模块相连；优选第一混凝单元还包括第一絮凝剂投料装置，第一絮凝剂投料口与第一絮凝剂投料装置连，第一絮凝剂投料装置内设有第六搅拌装置；优选第二混凝单元的内部设有第八搅拌装置和第二ph测定装置，优选第二ph测定装置与控制模块相连；第二混凝单元还包括第二絮凝剂投料装置，优选第二絮凝剂投料口与第二絮凝剂投料装置相连，第二絮凝剂投料装置内设有第九搅拌装置。

6、为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种用于气化黑灰水软化除硅降浊的co2固化方法，co2固化方法采用上述软化除硅降浊系统，软化除硅降浊方法包括：步骤s1，将气化黑灰水通入ph调节单元，以调节气化黑灰水的ph，得到调节ph后的气化黑灰水；步骤s2，将调节ph后的气化黑灰水通入管道混合单元中，以进行除硅，得到除硅后的气化黑灰水；步骤s3，将除硅后的气化黑灰水通入第一软化除硅降浊单元，以进行初步除硅降浊，得到初步除硅降浊的气化黑灰水；步骤s4，将初步除硅降浊的气化黑灰水通入第二软化除硅单元，以进行深度除硅降浊，得到除硅降浊的气化黑灰水。

7、进一步地，步骤s1包括：将气化黑灰水通入ph调节单元，将ph调节剂从ph调节剂投料单元通过ph调节剂进口加入到ph调节单元中，以调节气化黑灰水的ph，得到调节ph后的气化黑灰水；优选ph调节剂选自氢氧化钠、氢氧化钾或石灰中的一种或多种；优选气化黑灰水在ph调节单元10的停留时间为20～40min；优选调节ph后的气化黑灰水的ph为11～12。

8、进一步地，步骤s2包括：将调节ph后的气化黑灰水通入管道混合单元中，将第一除硅药剂从第一除硅药剂投料单元通过第一除硅药剂进口加入到管道混合单元中，以进行除硅，得到除硅后的气化黑灰水；选第一除硅药剂选自氧化镁、硫酸镁、氯化镁中的一种或多种；优选第一除硅药剂与气化黑灰水中二氧化硅含量的质量比为0.5～15:1。

9、进一步地，步骤s3包括：步骤a，将除硅后的气化黑灰水通入第一曝气单元，将第二除硅药剂从第二除硅药剂投料单元通过第二除硅药剂投料进口加入到第一曝气单元中，得到除硅后的气化黑灰水；步骤b，将除硅后的气化黑灰水通入第一混凝单元，将絮凝剂从第一絮凝剂投料装置通过第一絮凝剂投料口加入到第一混凝单元中，得到初步降浊的气化黑灰水；步骤c，将初步降浊的气化黑灰水通入第一沉降单元中，得到初步除硅降浊的气化黑灰水；步骤d，将初步除硅降浊的气化黑灰水通入第二曝气单元，得到深度降浊的气化黑灰水；步骤e，将深度降浊的气化黑灰水通入第二混凝单元，将絮凝剂从第二絮凝剂投料装置通过絮凝剂投料口加入到第二混凝单元中，得到深度降浊的气化黑灰水；步骤f，将深度降浊的气化黑灰水通入第二沉降单元中，得到深度除硅降浊的气化黑灰水。

10、进一步地，步骤b中，第一混凝单元的ph为9～10；优选步骤e中，第二混凝单元的ph为7～8。

11、进一步地，第二除硅药剂选自铝的氧化物、偏铝酸盐、金属盐中的一种或多种；优选第二除硅药剂的添加量与除硅后的气化黑灰水中的二氧化硅的质量比为0.2～10:1；优选地，絮凝剂包括无机聚合絮凝剂和/或聚丙烯酰胺；优选无机聚合絮凝剂选自聚合氯化铝、聚合氯化铁、聚合氯化铝铁中的一种或多种；优选无机聚合絮凝剂的用量为10～180ppm；优选聚丙烯酰胺的用量为1～10ppm。

12、应用本发明的技术方案，本技术的系统不仅可以降低煤气化黑灰水的硬度并去除煤气化黑灰水中的二氧化硅，实现对煤气化黑灰水进行同步软化除硅降浊处理，解决现有技术中气化黑灰水处理的系统存在容易结垢和堵塞问题，实现回用水系统运行更加高效节能和安全稳定，本技术还可以合理利用二氧化碳尾气，有效减少了二氧化碳气体排放并实现了二氧化碳气体的固化。并且，本技术的系统自动化程度高，可以减少人员操作。