一种利用二氧化碳的赤泥脱碱装置及方法与流程

本发明属于赤泥浆脱碱装置，特别涉及一种利用二氧化碳的赤泥脱碱装置及方法。

背景技术：

1、赤泥是铝土矿制取氧化铝后剩余的固体废料，赤泥具有高碱性、腐蚀性、放射性等，是一种对周边环境危害较大的固体废弃物。但是由于赤泥中含碱较高，长期堆存会在赤泥表面形成“白霜”。这一层白霜即为强碱性的钠盐，钠盐会在干燥后随着风飘至周边，危害周边环境，威胁人群的健康。赤泥堆场附液ph值高达10～13，一旦随着水流渗入地下，将严重危害土壤及地下水。另外赤泥综合利用制作建材也对赤泥中的碱含量有严格的要求，没有脱碱的赤泥会影响建材的质量，出现反碱。由此无论是基于赤泥的安全堆存还是赤泥的资源化利用，必须解决赤泥脱碱的技术问题。

2、

3、调研发现现有专利中涉及到气体赤泥脱碱装置较少，专利cn111318156a提出一种赤泥脱碱与烟气脱硫的共处理方法及装置，该专利中应用的脱碱装置直接参考脱硫塔，但co2与赤泥在常温下反应较慢，脱硫塔接触时间太短，无法完成脱碱；专利cn114432997a提出一种烟气赤泥悬浮碳化脱碱的装置与方法，该专利在循环喷淋脱碱的基础上增加了微波加热，增加了脱碱成本的同时也增加了后续工艺的复杂性。

技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种既能降低赤泥碱性又能协同完成co2捕集的赤泥脱碱装置及方法。

2、本发明所采用的技术方案为：

3、一种利用二氧化碳的赤泥脱碱装置，包括赤泥调理罐、脱碱反应器和沉降槽，赤泥调理罐中添加氧化铝厂赤泥分离洗涤工艺产生的赤泥浆、新鲜水和钙源，赤泥调理罐与脱碱反应器通过赤泥浆管路连接，脱碱反应器上连接有用于通入原氧化铝电厂的低浓度co2的洁净烟气的气体入口管路，脱碱反应器通过浆液出口管路与沉降槽连接，沉降槽的底部通过管路与原氧化铝电厂的赤泥脱水机连接。

4、本发明以原氧化铝厂的多次洗涤后的赤泥浆液为原料，以原氧化铝电厂的低浓度co2洁净烟气为脱碱剂，在常温常压下实现浆液脱碱。经脱碱处理后的赤泥浆可直接耦合在已有洗涤流程并充分利用现有赤泥脱水机进行脱水，避免设备重复投入，降低了系统投资。本发明可在常温常压下利用低浓度co2洁净烟气实现浆液脱碱，大大降低了赤泥堆存的风险，提高了赤泥的可利用性。

5、氧化铝厂的原赤泥浆液ph值为10～12，经脱碱反应后赤泥浆液ph值降至6.8，脱水后的脱碱赤泥固体ph可降至7，赤泥脱钠率为50～80％。

6、作为本发明的优选方案，所述脱碱反应器包括反应器罐体，反应器罐体内设置有隔板，隔板将反应器罐体的内腔体分隔为气室和反应腔，反应腔位于气室上侧，赤泥浆管路与反应腔连接，气体入口管路与气室连接，隔板上设置有气体喷嘴，浆液出口管路与隔板连接。本发明的脱碱反应器中设置了气室，可对来气进行有效缓冲，避免气体不稳造成的反应效果波动。原氧化铝电厂的低浓度co2的洁净烟气经气室缓冲后，从气体喷嘴进入反应腔内，气体与赤泥浆充分接触，最终脱碱浆液呈性。

7、作为本发明的优选方案，所述浆液出口管路上还连接有浆液循环管路，浆液循环管路上连接有浆液循环泵，浆液循环管路的另一端连接有水力转盘，水力转盘设置于反应腔内。浆液循环泵将反应腔内赤泥浆抽到水力转盘，水力转盘将赤泥浆在反应腔内进行喷淋。本发明在传统鼓泡塔的基础上增加了一路强制循环，形成鼓泡区和喷淋区，可有效弥补了鼓泡塔颗粒易沉积、喷淋塔气液接触时间短的缺陷，最终脱碱浆液呈中性，提高了脱碱效率。

8、作为本发明的优选方案，所述水力转盘包括顶盖，顶盖上设置有与浆液循环管路连接的循环浆液入口，顶盖下侧连接有电机，电机与顶盖之间留有间隙，电机的输出轴连接有转轴，转轴上连接有转盘，转盘位于电机下侧。循环浆液由循环浆液入口进入水力转盘，从顶盖和电机的外壳缝隙沿着电机流下，电机下方的转盘将浆液迅速甩出，利用水力转盘作为循环浆液出口可以降低浆液颗粒堵塞的风险，也降低了循环支路的阻力。

9、作为本发明的优选方案，所述反应器罐体内连接有除沫器，除沫器位于水力转盘的上侧。反应腔内的上升气流在喷淋区接触反应，最后气体经过除沫器后从脱碱反应器顶部出口流出。

10、作为本发明的优选方案，所述浆液出口管路上还连接有气室排液管路，气室排液管路的另一端与气室连接。气室排液管路能将气室内的液体排出。

11、作为本发明的优选方案，所述气体喷嘴内设置有单向阀。气室通气后单向阀可以有效阻止鼓泡区的浆液流进气室中。

12、作为本发明的优选方案，所述脱碱反应器的顶部与赤泥调理罐之间连接有尾气返回管路。脱碱反应器中脱碱反应后的尾气中含有未反应完的co2，将尾气引入赤泥调理罐参与赤泥原液的调理。

13、作为本发明的优选方案，所述沉降槽的上部与赤泥调理罐之间连接有溢流管路。脱碱反应后浆液进入沉降槽，沉降槽的溢流与新鲜补水混合后送入赤泥调理罐。

14、一种利用二氧化碳的赤泥脱碱方法，包括以下步骤：

15、s1：经过氧化铝厂赤泥洗涤工艺后的赤泥浆送入赤泥调理罐，赤泥浆液罐中加入钙源和水；质量比，赤泥：钙源：水＝(10～200):(0.1～10):(100～1000)；

16、s2：配好的赤泥浆送入脱碱反应器中，烟气从脱碱反应器底部进入与赤泥浆接触反应，赤泥浆与烟气的液气比为20～100l/m3，反应时间为10～60min；

17、s3：脱碱反应后浆液进入沉降槽，沉降槽底流去往赤泥脱水机，最终得到的脱碱赤泥送往堆场或用作建材。

18、本发明的有益效果为：

19、本发明以原氧化铝厂的多次洗涤后的赤泥浆液为原料，以原氧化铝电厂的低浓度co2洁净烟气为脱碱剂，在常温常压下实现浆液脱碱。经脱碱处理后的赤泥浆可直接耦合在已有洗涤流程并充分利用现有赤泥脱水机进行脱水，避免设备重复投入，降低了系统投资。本发明可在常温常压下利用低浓度co2洁净烟气实现浆液脱碱，大大降低了赤泥堆存的风险，提高了赤泥的可利用性。

技术特征：

1.一种利用二氧化碳的赤泥脱碱装置，其特征在于：包括赤泥调理罐(1)、脱碱反应器(2)和沉降槽(3)，赤泥调理罐(1)中添加氧化铝厂赤泥分离洗涤工艺产生的赤泥浆、新鲜水和钙源，赤泥调理罐(1)与脱碱反应器(2)通过赤泥浆管路(26)连接，脱碱反应器(2)上连接有用于通入原氧化铝电厂的低浓度co2的洁净烟气的气体入口管路(27)，脱碱反应器(2)通过浆液出口管路(29)与沉降槽(3)连接，沉降槽(3)的底部通过管路与原氧化铝电厂的赤泥脱水机连接；

2.根据权利要求1所述的一种利用二氧化碳的赤泥脱碱装置，其特征在于：所述浆液出口管路(29)上还连接有浆液循环管路(211)，浆液循环管路(211)上连接有浆液循环泵(210)，浆液循环管路(211)的另一端连接有水力转盘(24)，水力转盘(24)设置于反应腔内。

3.根据权利要求2所述的一种利用二氧化碳的赤泥脱碱装置，其特征在于：所述水力转盘(24)包括顶盖(241)，顶盖(241)上设置有与浆液循环管路(211)连接的循环浆液入口(245)，顶盖(241)下侧连接有电机(242)，电机(242)与顶盖(241)之间留有间隙，电机(242)的输出轴连接有转轴(244)，转轴(244)上连接有转盘(243)，转盘(243)位于电机(242)下侧。

4.根据权利要求2所述的一种利用二氧化碳的赤泥脱碱装置，其特征在于：所述反应器罐体内连接有除沫器(25)，除沫器(25)位于水力转盘(24)的上侧。

5.根据权利要求1所述的一种利用二氧化碳的赤泥脱碱装置，其特征在于：所述浆液出口管路(29)上还连接有气室排液管路(28)，气室排液管路(28)的另一端与气室(23)连接。

6.根据权利要求1所述的一种利用二氧化碳的赤泥脱碱装置，其特征在于：所述气体喷嘴(212)内设置有单向阀。

7.根据权利要求1所述的一种利用二氧化碳的赤泥脱碱装置，其特征在于：所述脱碱反应器(2)的顶部与赤泥调理罐(1)之间连接有尾气返回管路。

8.根据权利要求1所述的一种利用二氧化碳的赤泥脱碱装置，其特征在于：所述沉降槽(3)的上部与赤泥调理罐(1)之间连接有溢流管路。

9.一种利用二氧化碳的赤泥脱碱方法，使用根据权利要求1～8任意一项所述的利用二氧化碳的赤泥脱碱装置，其特征在于：包括以下步骤：

技术总结
本发明属于赤泥浆脱碱装置技术领域，特别涉及一种利用二氧化碳的赤泥脱碱装置及方法。其技术方案为：一种利用二氧化碳的赤泥脱碱装置，包括赤泥调理罐、脱碱反应器和沉降槽，赤泥调理罐中添加氧化铝厂赤泥分离洗涤工艺产生的赤泥浆、新鲜水和钙源，赤泥调理罐与脱碱反应器通过赤泥浆管路连接，脱碱反应器上连接有用于通入原氧化铝电厂的低浓度CO<subgt;2</subgt;的洁净烟气的气体入口管路，脱碱反应器通过浆液出口管路与沉降槽连接，沉降槽的底部通过管路与原氧化铝电厂的赤泥脱水机连接。本发明提供了一种既能降低赤泥碱性又能协同完成CO<subgt;2</subgt;捕集的赤泥脱碱装置及方法。

技术研发人员：杨欢,李玉荣,胡世磊,庄原发
受保护的技术使用者：东方电气集团东方锅炉股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16