CN110482587A - 一种气化灰水分级回收轻质碳酸钙的装置以及回收方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于一种气化灰水分级回收轻质碳酸钙的装置以及回收方法；包括澄清槽，澄清槽通过碱液预混单元依次与一级除硬反应单元、二级除硬反应单元相连，二级除硬反应单元中碳酸钙沉降池液相出口与气化灰水槽相连；一级除硬反应单元包括一级除硬反应器，一级除硬反应器底部固相出口与氢氧化镁泥饼产出单元相连，一级除硬反应器上部的液相出口与二级除硬反应器进口相连；二级除硬反应单元包括二级除硬反应器，二级除硬反应器底部的出口与中筒式碳酸钙沉降池的内中筒相连通；具有能够去除气化灰水中80%‑90%以上的总硬度含量、回收纯度98%‑99%的轻质碳酸钙、可有效减缓灰水系统设备和管线结垢以及保证灰水系统稳定运行的优点。

Description

一种气化灰水分级回收轻质碳酸钙的装置以及回收方法
技术领域
本发明属于煤气化灰水分级处理技术领域，具体涉及能够对煤气化灰水进行除硬以及对分级回收轻质碳酸钙的一种气化灰水分级回收轻质碳酸钙的装置以及回收方法。
背景技术
煤气化灰水属于硬度高、碱度低的一类化工废水，富含大量Ca2+、Mg2+离子；目前气化灰水依靠分散剂控制结垢速度，但不能从根本上去除灰水硬度，解决系统结垢问题；为此部分厂家通过投加碳酸钠、氢氧化钙等药剂降低气化灰水硬度，但在除硬的同时副产大量“灰泥”同样无法处理，且由于需要投放药剂无疑增加了气化灰水的处理成本。综上所述，气化灰水系统正面临左右两难的境地，不除硬则管道设备结垢灰水系统运行不稳定；除硬则产生大量成分复杂污泥无法处理、污染环境不符合国家的环保要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，而提供一种结构简单、流程设计合理、能够实现连续分级处理的装置、去除气化灰水中80%-90%以上的总硬度含量、并能够回收纯度98%-99%的轻质碳酸钙、不仅可以有效减缓灰水系统设备和管线结垢以及保证灰水系统稳定运行、还能够副产可外售轻质碳酸钙和实现气化灰水重复利用的气化灰水分级回收轻质碳酸钙的装置以及回收方法。
本发明的目的是这样实现的：包括澄清槽，所述澄清槽通过碱液预混单元依次与一级除硬反应单元、二级除硬反应单元相连，所述二级除硬反应单元中碳酸钙沉降池液相出口与气化灰水槽相连；所述一级除硬反应单元包括与碱液预混单元相连的一级除硬反应器，一级除硬反应器底部的固相出口与氢氧化镁泥饼产出单元相连，一级除硬反应器上部的液相出口与二级除硬反应单元的二级除硬反应器的进口相连；所述二级除硬反应单元包括二级除硬反应器，二级除硬反应器底部的出口与中筒式碳酸钙沉降池的内中筒相连通，中筒式碳酸钙沉降池外侧上部的上清液出口与气化灰水槽相连，中筒式碳酸钙沉降池底部的固相出口与轻质碳酸钙产出单元相连；所述二级除硬反应器内设有与二氧化碳储罐相连通的曝气盘。
优选地，所述碱液预混单元包括设置在澄清槽和一级除硬反应器之间的管道混合器，管道混合器的第一进口与澄清槽相连，管道混合器的第二进口与氢氧化钠溶液罐相连，管道混合器的出口与一级除硬反应器的进口相连。
优选地，所述氢氧化镁泥饼产出单元包括与一级除硬反应器底部的固相出口相连的一级脱水装置，一级脱水装置的固体出口与氢氧化镁泥饼储罐相连，一级脱水装置的液相出口通过一级滤液泵与二级除硬反应器的进口相连。
优选地，所述轻质碳酸钙产出单元包括与中筒式碳酸钙沉降池底部固相出口相连的二级脱水装置相连，二级脱水装置的液相出口气化灰水槽相连，二级脱水装置的固相出口通过烘干机与轻质碳酸钙储槽相连。
优选地，所述一级除硬反应器的进水口一侧设有挡板，挡板将一级除硬反应器的两侧分为进水单元和出水单元，进水单元和出水单元的下部相连通。
优选地，所述中筒式碳酸钙沉降池上部的上清液出口与气化灰水槽之间设有产水提升泵。
优选地，所述二级脱水装置的液相出口气化灰水槽之间设有二级滤液泵。
一种气化灰水分级回收轻质碳酸钙的装置的回收方法，该回收方法包括：来自澄清槽的气化灰水通过碱液预混单元使气化灰水与碱液均匀混合，混合后进入一级除硬反应单元中的一级除硬反应器内，一级除硬反应器底部的氢氧化镁泥通过固相出口进入氢氧化镁泥饼产出单元中经过脱水制成氢氧化镁泥饼；一级除硬反应器中的上清液以及氢氧化镁泥饼产出单元中的水分别进入二级除硬反应单元中的二级除硬反应器内，曝气盘持续向二级除硬反应器中供入二氧化碳，二级除硬反应器中的气化灰水与二氧化碳反应后进入中筒式碳酸钙沉降池的内中筒中，中筒式碳酸钙沉降池底部的轻质碳酸钙通过底部的固相出口进入轻质碳酸钙产出单元通过脱水以及烘干后得到干燥的轻质碳酸钙外售，中筒式碳酸钙沉降池中的气化灰水通过外侧上部的上清液出口进入到气化灰水槽内，轻质碳酸钙产出单元中脱水后的水同时进入气化灰水槽中，进入气化灰水槽的气化灰水进入气化灰水系统中循环使用。
一种气化灰水分级回收轻质碳酸钙的装置的回收方法，该回收方法包括如下步骤：
步骤1：来自澄清槽温度为：60-80℃、硬度为：1000-2000mg/L、pH值为：7-9的气化灰水通过管道混合器的第一进口送入管道混合器中，同时氢氧化钠溶液罐中的氢氧化钠溶液通过管道混合器的第二进口送入管道混合器中，气化灰水与氢氧化钠溶液均匀混合后送入一级除硬反应单元中的一级除硬反应器内；
步骤2：一级除硬反应器内设有挡板18，挡板18将进水单元和出水单元分割的比例为3:7-1:9；所述一级除硬反应器的底部沉淀有含水率97%-99%泥浆，泥浆通过一级除硬反应器底部的固相出口进入一级脱水装置内进行脱水，脱水后的固体通过一级脱水装置的固体出口进入氢氧化镁泥饼储罐内储存并外售，一级除硬反应器中的气化灰水和一级脱水装置中脱水后的水分别进入二级除硬反应器中；所述进入氢氧化镁泥饼储罐的氢氧化镁泥饼含水率40%-50%；所述进入二级除硬反应器中的气化灰水硬度为800-1800mg/L；
步骤3：气化灰水进入二级除硬反应器中，二氧化碳储罐中的二氧化碳气体通过曝气盘进入二级除硬反应器内，二氧化碳在强碱性条件下和灰水中 Ca2+生成碳酸钙沉淀；所述曝气盘设置在二级除硬反应器内底部，所述二氧化碳流量为80-160m³/h；
步骤4：二级除硬反应器产水通过二级除硬反应器底部的出口进入到中筒式碳酸钙沉降池的内中筒中，折流沉降使碳酸钙沉淀，所述产水折流速度10-20mm/s；
步骤5：中筒式碳酸钙沉降池底部为浓度0.5%-3%的污泥进入二级脱水装置中进行脱水，脱水后通过烘干机进行烘干得到干燥的轻质碳酸钙，并将轻质碳酸钙送入轻质碳酸钙储槽中存储待售；所述轻质碳酸钙的含水率为0.3%-1%；
步骤6：中筒式碳酸钙沉降池内的气化灰水通过中筒式碳酸钙沉降池外侧上部的上清液出口以及产水提升泵进入气化灰水槽中；二级脱水装置中的水通过二级滤液泵进入气化灰水槽内；
步骤7：所述进入气化灰水槽内的气化灰水硬度为：200-400mg/L；并进入气化灰水系统中循环使用。
所述步骤1中氢氧化钠溶液罐中的氢氧化钠溶液浓度为30%-32%，氢氧化钠溶液进入管道混合器的流量为：80-200L/h；气化灰水和氢氧化钠溶液的流量比为1m³:1-2.5L，氢氧化钠溶液和气化灰水均匀混合后pH值为10.5-12。
本发明具有结构简单、流程设计合理、能够实现连续分级处理的装置、去除气化灰水中80%-90%以上的总硬度含量、并能够回收纯度98%-99%的轻质碳酸钙、不仅可以有效减缓灰水系统设备和管线结垢以及保证灰水系统稳定运行、还能够副产可外售轻质碳酸钙和实现气化灰水重复利用的优点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部件。为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。
如图1所示，本发明为一种气化灰水分级回收轻质碳酸钙的装置以及回收方法，其中装置部分包括澄清槽1，所述澄清槽1通过碱液预混单元依次与一级除硬反应单元、二级除硬反应单元相连，所述二级除硬反应单元中碳酸钙沉降池9液相出口与气化灰水槽12相连；所述一级除硬反应单元包括与碱液预混单元相连的一级除硬反应器4，一级除硬反应器4底部的固相出口与氢氧化镁泥饼产出单元相连，一级除硬反应器4上部的液相出口与二级除硬反应单元的二级除硬反应器6的进口相连；所述二级除硬反应单元包括二级除硬反应器6，二级除硬反应器6底部的出口与中筒式碳酸钙沉降池9的内中筒相连通，中筒式碳酸钙沉降池9外侧上部的上清液出口与气化灰水槽12相连，中筒式碳酸钙沉降池9底部的固相出口与轻质碳酸钙产出单元相连；所述二级除硬反应器6内设有与二氧化碳储罐7相连通的曝气盘15。所述碱液预混单元包括设置在澄清槽1和一级除硬反应器4之间的管道混合器3，管道混合器3的第一进口与澄清槽1相连，管道混合器3的第二进口与氢氧化钠溶液罐2相连，管道混合器3的出口与一级除硬反应器4的进口相连。所述氢氧化镁泥饼产出单元包括与一级除硬反应器4底部的固相出口相连的一级脱水装置5，一级脱水装置5的固体出口与氢氧化镁泥饼储罐16相连，一级脱水装置5的液相出口通过一级滤液泵8与二级除硬反应器6的进口相连。所述轻质碳酸钙产出单元包括与中筒式碳酸钙沉降池9底部固相出口相连的二级脱水装置10相连，二级脱水装置10的液相出口气化灰水槽12相连，二级脱水装置10的固相出口通过烘干机11与轻质碳酸钙储槽17相连。所述一级除硬反应器4的进水口一侧设有挡板18，挡板18将一级除硬反应器4的两侧分为进水单元和出水单元，进水单元和出水单元的下部相连通。所述中筒式碳酸钙沉降池9上部的上清液出口与气化灰水槽12之间设有产水提升泵13。所述二级脱水装置10的液相出口气化灰水槽12之间设有二级滤液泵14。
一种气化灰水分级回收轻质碳酸钙的装置的回收方法，该回收方法包括：来自澄清槽1的气化灰水通过碱液预混单元使气化灰水与碱液均匀混合，混合后进入一级除硬反应单元中的一级除硬反应器4内，一级除硬反应器4底部的氢氧化镁泥通过固相出口进入氢氧化镁泥饼产出单元中经过脱水制成氢氧化镁泥饼；一级除硬反应器4中的上清液以及氢氧化镁泥饼产出单元中的水分别进入二级除硬反应单元中的二级除硬反应器6内，曝气盘15持续向二级除硬反应器6中供入二氧化碳，二级除硬反应器6中的气化灰水与二氧化碳反应后进入中筒式碳酸钙沉降池9的内中筒中，中筒式碳酸钙沉降池9底部的轻质碳酸钙通过底部的固相出口进入轻质碳酸钙产出单元通过脱水以及烘干后得到干燥的轻质碳酸钙外售，中筒式碳酸钙沉降池9中的气化灰水通过外侧上部的上清液出口进入到气化灰水槽12内，轻质碳酸钙产出单元中脱水后的水同时进入气化灰水槽12中，进入气化灰水槽12的气化灰水进入气化灰水系统中循环使用。
一种气化灰水分级回收轻质碳酸钙的装置的回收方法，该回收方法包括如下步骤：
步骤1：来自澄清槽1温度为：60-80℃、硬度为：1000-2000mg/L、pH值为：7-9的气化灰水通过管道混合器3的第一进口送入管道混合器3中，同时氢氧化钠溶液罐2中的氢氧化钠溶液通过管道混合器3的第二进口送入管道混合器3中，气化灰水与氢氧化钠溶液均匀混合后送入一级除硬反应单元中的一级除硬反应器4内；
步骤2：一级除硬反应器4内设有挡板18，挡板18将进水单元和出水单元分割的比例为3:7-1:9；所述一级除硬反应器4的底部沉淀有含水率97%-99%泥浆，泥浆通过一级除硬反应器4底部的固相出口进入一级脱水装置5内进行脱水，脱水后的固体通过一级脱水装置5的固体出口进入氢氧化镁泥饼储罐16内储存并外售，一级除硬反应器4中的气化灰水和一级脱水装置5中脱水后的水分别进入二级除硬反应器6中；所述进入氢氧化镁泥饼储罐16的氢氧化镁泥饼含水率40%-50%；所述进入二级除硬反应器6中的气化灰水硬度为800-1800mg/L；
步骤3：气化灰水进入二级除硬反应器6中，二氧化碳储罐7中的二氧化碳气体通过曝气盘15进入二级除硬反应器6内，二氧化碳在强碱性条件下和灰水中 Ca2+生成碳酸钙沉淀；所述曝气盘15设置在二级除硬反应器6内底部，所述二氧化碳流量为80-160m³/h；
步骤4：二级除硬反应器6产水通过二级除硬反应器6底部的出口进入到中筒式碳酸钙沉降池9的内中筒中，折流沉降使碳酸钙沉淀，所述产水折流速度10-20mm/s；
步骤5：中筒式碳酸钙沉降池9底部为浓度0.5%-3%的污泥进入二级脱水装置10中进行脱水，脱水后通过烘干机11进行烘干得到干燥的轻质碳酸钙，并将轻质碳酸钙送入轻质碳酸钙储槽17中存储待售；所述轻质碳酸钙的含水率为0.3%-1%；
步骤6：中筒式碳酸钙沉降池9内的气化灰水通过中筒式碳酸钙沉降池9外侧上部的上清液出口以及产水提升泵13进入气化灰水槽12中；二级脱水装置10中的水通过二级滤液泵14进入气化灰水槽12内；
步骤7：所述进入气化灰水槽12内的气化灰水硬度为：200-400mg/L；并进入气化灰水系统中循环使用。
所述步骤1中氢氧化钠溶液罐2中的氢氧化钠溶液浓度为30%-32%，氢氧化钠溶液进入管道混合器3的流量为：80-200L/h；气化灰水和氢氧化钠溶液的流量比为1m³:1-2.5L，氢氧化钠溶液和气化灰水均匀混合后pH值为10.5-12。
为了更加详细的解释本发明，现结合实施例对本发明做进一步阐述。具体实施例如下：
实施例一
一种气化灰水分级回收轻质碳酸钙的装置，包括澄清槽1，所述澄清槽1通过碱液预混单元依次与一级除硬反应单元、二级除硬反应单元相连，所述二级除硬反应单元中碳酸钙沉降池9液相出口与气化灰水槽12相连；所述一级除硬反应单元包括与碱液预混单元相连的一级除硬反应器4，一级除硬反应器4底部的固相出口与氢氧化镁泥饼产出单元相连，一级除硬反应器4上部的液相出口与二级除硬反应单元的二级除硬反应器6的进口相连；所述二级除硬反应单元包括二级除硬反应器6，二级除硬反应器6底部的出口与中筒式碳酸钙沉降池9的内中筒相连通，中筒式碳酸钙沉降池9外侧上部的上清液出口与气化灰水槽12相连，中筒式碳酸钙沉降池9底部的固相出口与轻质碳酸钙产出单元相连；所述二级除硬反应器6内设有与二氧化碳储罐7相连通的曝气盘15。所述碱液预混单元包括设置在澄清槽1和一级除硬反应器4之间的管道混合器3，管道混合器3的第一进口与澄清槽1相连，管道混合器3的第二进口与氢氧化钠溶液罐2相连，管道混合器3的出口与一级除硬反应器4的进口相连。所述氢氧化镁泥饼产出单元包括与一级除硬反应器4底部的固相出口相连的一级脱水装置5，一级脱水装置5的固体出口与氢氧化镁泥饼储罐16相连，一级脱水装置5的液相出口通过一级滤液泵8与二级除硬反应器6的进口相连。所述轻质碳酸钙产出单元包括与中筒式碳酸钙沉降池9底部固相出口相连的二级脱水装置10相连，二级脱水装置10的液相出口气化灰水槽12相连，二级脱水装置10的固相出口通过烘干机11与轻质碳酸钙储槽17相连。所述一级除硬反应器4的进水口一侧设有挡板18，挡板18将一级除硬反应器4的两侧分为进水单元和出水单元，进水单元和出水单元的下部相连通。所述中筒式碳酸钙沉降池9上部的上清液出口与气化灰水槽12之间设有产水提升泵13。所述二级脱水装置10的液相出口气化灰水槽12之间设有二级滤液泵14。
一种气化灰水分级回收轻质碳酸钙的装置的回收方法，该回收方法包括：来自澄清槽1的气化灰水通过碱液预混单元使气化灰水与碱液均匀混合，混合后进入一级除硬反应单元中的一级除硬反应器4内，一级除硬反应器4底部的氢氧化镁泥通过固相出口进入氢氧化镁泥饼产出单元中经过脱水制成氢氧化镁泥饼；一级除硬反应器4中的上清液以及氢氧化镁泥饼产出单元中的水分别进入二级除硬反应单元中的二级除硬反应器6内，曝气盘15持续向二级除硬反应器6中供入二氧化碳，二级除硬反应器6中的气化灰水与二氧化碳反应后进入中筒式碳酸钙沉降池9的内中筒中，中筒式碳酸钙沉降池9底部的轻质碳酸钙通过底部的固相出口进入轻质碳酸钙产出单元通过脱水以及烘干后得到干燥的轻质碳酸钙外售，中筒式碳酸钙沉降池9中的气化灰水通过外侧上部的上清液出口进入到气化灰水槽12内，轻质碳酸钙产出单元中脱水后的水同时进入气化灰水槽12中，进入气化灰水槽12的气化灰水进入气化灰水系统中循环使用。
实施例二
一种气化灰水分级回收轻质碳酸钙的装置，包括澄清槽1，所述澄清槽1通过碱液预混单元依次与一级除硬反应单元、二级除硬反应单元相连，所述二级除硬反应单元中碳酸钙沉降池9液相出口与气化灰水槽12相连；所述一级除硬反应单元包括与碱液预混单元相连的一级除硬反应器4，一级除硬反应器4底部的固相出口与氢氧化镁泥饼产出单元相连，一级除硬反应器4上部的液相出口与二级除硬反应单元的二级除硬反应器6的进口相连；所述二级除硬反应单元包括二级除硬反应器6，二级除硬反应器6底部的出口与中筒式碳酸钙沉降池9的内中筒相连通，中筒式碳酸钙沉降池9外侧上部的上清液出口与气化灰水槽12相连，中筒式碳酸钙沉降池9底部的固相出口与轻质碳酸钙产出单元相连；所述二级除硬反应器6内设有与二氧化碳储罐7相连通的曝气盘15。所述碱液预混单元包括设置在澄清槽1和一级除硬反应器4之间的管道混合器3，管道混合器3的第一进口与澄清槽1相连，管道混合器3的第二进口与氢氧化钠溶液罐2相连，管道混合器3的出口与一级除硬反应器4的进口相连。所述氢氧化镁泥饼产出单元包括与一级除硬反应器4底部的固相出口相连的一级脱水装置5，一级脱水装置5的固体出口与氢氧化镁泥饼储罐16相连，一级脱水装置5的液相出口通过一级滤液泵8与二级除硬反应器6的进口相连。所述轻质碳酸钙产出单元包括与中筒式碳酸钙沉降池9底部固相出口相连的二级脱水装置10相连，二级脱水装置10的液相出口气化灰水槽12相连，二级脱水装置10的固相出口通过烘干机11与轻质碳酸钙储槽17相连。所述一级除硬反应器4的进水口一侧设有挡板18，挡板18将一级除硬反应器4的两侧分为进水单元和出水单元，进水单元和出水单元的下部相连通。所述中筒式碳酸钙沉降池9上部的上清液出口与气化灰水槽12之间设有产水提升泵13。所述二级脱水装置10的液相出口气化灰水槽12之间设有二级滤液泵14。
一种气化灰水分级回收轻质碳酸钙的装置的回收方法，该回收方法包括如下步骤：
步骤1：来自澄清槽1温度为：60℃、硬度为：1000mg/L、pH值为：7的气化灰水通过管道混合器3的第一进口送入管道混合器3中，同时氢氧化钠溶液罐2中的氢氧化钠溶液通过管道混合器3的第二进口送入管道混合器3中，气化灰水与氢氧化钠溶液均匀混合后送入一级除硬反应单元中的一级除硬反应器4内；
步骤2：一级除硬反应器4内设有挡板18，挡板18将进水单元和出水单元分割的比例为3:7；所述一级除硬反应器4的底部沉淀有含水率97%-99%泥浆，泥浆通过一级除硬反应器4底部的固相出口进入一级脱水装置5内进行脱水，脱水后的固体通过一级脱水装置5的固体出口进入氢氧化镁泥饼储罐16内储存并外售，一级除硬反应器4中的气化灰水和一级脱水装置5中脱水后的水分别进入二级除硬反应器6中；所述进入氢氧化镁泥饼储罐16的氢氧化镁泥饼含水率40%-50%；所述进入二级除硬反应器6中的气化灰水硬度为800mg/L；
步骤3：气化灰水进入二级除硬反应器6中，二氧化碳储罐7中的二氧化碳气体通过曝气盘15进入二级除硬反应器6内，二氧化碳在强碱性条件下和灰水中 Ca2+生成碳酸钙沉淀；所述曝气盘15设置在二级除硬反应器6内底部，所述二氧化碳流量为80m³/h；
步骤4：二级除硬反应器6产水通过二级除硬反应器6底部的出口进入到中筒式碳酸钙沉降池9的内中筒中，折流沉降使碳酸钙沉淀，所述产水折流速度10mm/s；
步骤5：中筒式碳酸钙沉降池9底部为浓度0.5%-3%的污泥进入二级脱水装置10中进行脱水，脱水后通过烘干机11进行烘干得到干燥的轻质碳酸钙，并将轻质碳酸钙送入轻质碳酸钙储槽17中存储待售；所述轻质碳酸钙的含水率为0.3%-1%；
步骤6：中筒式碳酸钙沉降池9内的气化灰水通过中筒式碳酸钙沉降池9外侧上部的上清液出口以及产水提升泵13进入气化灰水槽12中；二级脱水装置10中的水通过二级滤液泵14进入气化灰水槽12内；
步骤7：所述进入气化灰水槽12内的气化灰水硬度为：200mg/L；并进入气化灰水系统中循环使用。
所述步骤1中氢氧化钠溶液罐2中的氢氧化钠溶液浓度为30%，氢氧化钠溶液进入管道混合器3的流量为：80L/h；气化灰水和氢氧化钠溶液的流量比为1m³:1L，氢氧化钠溶液和气化灰水均匀混合后pH值为10.5。
实施例三
一种气化灰水分级回收轻质碳酸钙的装置，包括澄清槽1，所述澄清槽1通过碱液预混单元依次与一级除硬反应单元、二级除硬反应单元相连，所述二级除硬反应单元中碳酸钙沉降池9液相出口与气化灰水槽12相连；所述一级除硬反应单元包括与碱液预混单元相连的一级除硬反应器4，一级除硬反应器4底部的固相出口与氢氧化镁泥饼产出单元相连，一级除硬反应器4上部的液相出口与二级除硬反应单元的二级除硬反应器6的进口相连；所述二级除硬反应单元包括二级除硬反应器6，二级除硬反应器6底部的出口与中筒式碳酸钙沉降池9的内中筒相连通，中筒式碳酸钙沉降池9外侧上部的上清液出口与气化灰水槽12相连，中筒式碳酸钙沉降池9底部的固相出口与轻质碳酸钙产出单元相连；所述二级除硬反应器6内设有与二氧化碳储罐7相连通的曝气盘15。所述碱液预混单元包括设置在澄清槽1和一级除硬反应器4之间的管道混合器3，管道混合器3的第一进口与澄清槽1相连，管道混合器3的第二进口与氢氧化钠溶液罐2相连，管道混合器3的出口与一级除硬反应器4的进口相连。所述氢氧化镁泥饼产出单元包括与一级除硬反应器4底部的固相出口相连的一级脱水装置5，一级脱水装置5的固体出口与氢氧化镁泥饼储罐16相连，一级脱水装置5的液相出口通过一级滤液泵8与二级除硬反应器6的进口相连。所述轻质碳酸钙产出单元包括与中筒式碳酸钙沉降池9底部固相出口相连的二级脱水装置10相连，二级脱水装置10的液相出口气化灰水槽12相连，二级脱水装置10的固相出口通过烘干机11与轻质碳酸钙储槽17相连。所述一级除硬反应器4的进水口一侧设有挡板18，挡板18将一级除硬反应器4的两侧分为进水单元和出水单元，进水单元和出水单元的下部相连通。所述中筒式碳酸钙沉降池9上部的上清液出口与气化灰水槽12之间设有产水提升泵13。所述二级脱水装置10的液相出口气化灰水槽12之间设有二级滤液泵14。
一种气化灰水分级回收轻质碳酸钙的装置的回收方法，该回收方法包括如下步骤：
步骤1：来自澄清槽1温度为：80℃、硬度为：2000mg/L、pH值为：9的气化灰水通过管道混合器3的第一进口送入管道混合器3中，同时氢氧化钠溶液罐2中的氢氧化钠溶液通过管道混合器3的第二进口送入管道混合器3中，气化灰水与氢氧化钠溶液均匀混合后送入一级除硬反应单元中的一级除硬反应器4内；
步骤2：一级除硬反应器4内设有挡板18，挡板18将进水单元和出水单元分割的比例为1:9；所述一级除硬反应器4的底部沉淀有含水率97%-99%泥浆，泥浆通过一级除硬反应器4底部的固相出口进入一级脱水装置5内进行脱水，脱水后的固体通过一级脱水装置5的固体出口进入氢氧化镁泥饼储罐16内储存并外售，一级除硬反应器4中的气化灰水和一级脱水装置5中脱水后的水分别进入二级除硬反应器6中；所述进入氢氧化镁泥饼储罐16的氢氧化镁泥饼含水率40%-50%；所述进入二级除硬反应器6中的气化灰水硬度为1800mg/L；
步骤3：气化灰水进入二级除硬反应器6中，二氧化碳储罐7中的二氧化碳气体通过曝气盘15进入二级除硬反应器6内，二氧化碳在强碱性条件下和灰水中 Ca2+生成碳酸钙沉淀；所述曝气盘15设置在二级除硬反应器6内底部，所述二氧化碳流量为160m³/h；
步骤4：二级除硬反应器6产水通过二级除硬反应器6底部的出口进入到中筒式碳酸钙沉降池9的内中筒中，折流沉降使碳酸钙沉淀，所述产水折流速度20mm/s；
步骤5：中筒式碳酸钙沉降池9底部为浓度0.5%-3%的污泥进入二级脱水装置10中进行脱水，脱水后通过烘干机11进行烘干得到干燥的轻质碳酸钙，并将轻质碳酸钙送入轻质碳酸钙储槽17中存储待售；所述轻质碳酸钙的含水率为0.3%-1%；
步骤6：中筒式碳酸钙沉降池9内的气化灰水通过中筒式碳酸钙沉降池9外侧上部的上清液出口以及产水提升泵13进入气化灰水槽12中；二级脱水装置10中的水通过二级滤液泵14进入气化灰水槽12内；
步骤7：所述进入气化灰水槽12内的气化灰水硬度为：400mg/L；并进入气化灰水系统中循环使用。
所述步骤1中氢氧化钠溶液罐2中的氢氧化钠溶液浓度为32%，氢氧化钠溶液进入管道混合器3的流量为：200L/h；气化灰水和氢氧化钠溶液的流量比为1m³:2.5L，氢氧化钠溶液和气化灰水均匀混合后pH值为12。
实施例四
一种气化灰水分级回收轻质碳酸钙的装置，包括澄清槽1，所述澄清槽1通过碱液预混单元依次与一级除硬反应单元、二级除硬反应单元相连，所述二级除硬反应单元中碳酸钙沉降池9液相出口与气化灰水槽12相连；所述一级除硬反应单元包括与碱液预混单元相连的一级除硬反应器4，一级除硬反应器4底部的固相出口与氢氧化镁泥饼产出单元相连，一级除硬反应器4上部的液相出口与二级除硬反应单元的二级除硬反应器6的进口相连；所述二级除硬反应单元包括二级除硬反应器6，二级除硬反应器6底部的出口与中筒式碳酸钙沉降池9的内中筒相连通，中筒式碳酸钙沉降池9外侧上部的上清液出口与气化灰水槽12相连，中筒式碳酸钙沉降池9底部的固相出口与轻质碳酸钙产出单元相连；所述二级除硬反应器6内设有与二氧化碳储罐7相连通的曝气盘15。所述碱液预混单元包括设置在澄清槽1和一级除硬反应器4之间的管道混合器3，管道混合器3的第一进口与澄清槽1相连，管道混合器3的第二进口与氢氧化钠溶液罐2相连，管道混合器3的出口与一级除硬反应器4的进口相连。所述氢氧化镁泥饼产出单元包括与一级除硬反应器4底部的固相出口相连的一级脱水装置5，一级脱水装置5的固体出口与氢氧化镁泥饼储罐16相连，一级脱水装置5的液相出口通过一级滤液泵8与二级除硬反应器6的进口相连。所述轻质碳酸钙产出单元包括与中筒式碳酸钙沉降池9底部固相出口相连的二级脱水装置10相连，二级脱水装置10的液相出口气化灰水槽12相连，二级脱水装置10的固相出口通过烘干机11与轻质碳酸钙储槽17相连。所述一级除硬反应器4的进水口一侧设有挡板18，挡板18将一级除硬反应器4的两侧分为进水单元和出水单元，进水单元和出水单元的下部相连通。所述中筒式碳酸钙沉降池9上部的上清液出口与气化灰水槽12之间设有产水提升泵13。所述二级脱水装置10的液相出口气化灰水槽12之间设有二级滤液泵14。
一种气化灰水分级回收轻质碳酸钙的装置的回收方法，该回收方法包括如下步骤：
步骤1：来自澄清槽1温度为70℃、硬度为：1500mg/L、pH值为：8的气化灰水通过管道混合器3的第一进口送入管道混合器3中，同时氢氧化钠溶液罐2中的氢氧化钠溶液通过管道混合器3的第二进口送入管道混合器3中，气化灰水与氢氧化钠溶液均匀混合后送入一级除硬反应单元中的一级除硬反应器4内；
步骤2：一级除硬反应器4内设有挡板18，挡板18将进水单元和出水单元分割的比例为2:8；所述一级除硬反应器4的底部沉淀有含水率97%-99%泥浆，泥浆通过一级除硬反应器4底部的固相出口进入一级脱水装置5内进行脱水，脱水后的固体通过一级脱水装置5的固体出口进入氢氧化镁泥饼储罐16内储存并外售，一级除硬反应器4中的气化灰水和一级脱水装置5中脱水后的水分别进入二级除硬反应器6中；所述进入氢氧化镁泥饼储罐16的氢氧化镁泥饼含水率40%-50%；所述进入二级除硬反应器6中的气化灰水硬度为1300mg/L；
步骤3：气化灰水进入二级除硬反应器6中，二氧化碳储罐7中的二氧化碳气体通过曝气盘15进入二级除硬反应器6内，二氧化碳在强碱性条件下和灰水中 Ca2+生成碳酸钙沉淀；所述曝气盘15设置在二级除硬反应器6内底部，所述二氧化碳流量为120m³/h；
步骤4：二级除硬反应器6产水通过二级除硬反应器6底部的出口进入到中筒式碳酸钙沉降池9的内中筒中，折流沉降使碳酸钙沉淀，所述产水折流速度15mm/s；
步骤5：中筒式碳酸钙沉降池9底部为浓度0.5%-3%的污泥进入二级脱水装置10中进行脱水，脱水后通过烘干机11进行烘干得到干燥的轻质碳酸钙，并将轻质碳酸钙送入轻质碳酸钙储槽17中存储待售；所述轻质碳酸钙的含水率为0.3%-1%；
步骤6：中筒式碳酸钙沉降池9内的气化灰水通过中筒式碳酸钙沉降池9外侧上部的上清液出口以及产水提升泵13进入气化灰水槽12中；二级脱水装置10中的水通过二级滤液泵14进入气化灰水槽12内；
步骤7：所述进入气化灰水槽12内的气化灰水硬度为：300mg/L；并进入气化灰水系统中循环使用。
所述步骤1中氢氧化钠溶液罐2中的氢氧化钠溶液浓度为31%，氢氧化钠溶液进入管道混合器3的流量为：140L/h；气化灰水和氢氧化钠溶液的流量比为1m³:1.75L，氢氧化钠溶液和气化灰水均匀混合后pH值为11.3。
实验例
常规的灰水除硬工艺通过调节池一次性投加碳酸钠、氢氧化钙等药剂进行除硬，除硬成本4元-6元/吨水，除硬产污泥2-3kg/吨水，产泥成分复杂、呈灰黑色，无法处理。
以本发明实施例三为例，采用本发明的工艺除硬成本1.5元-2.5元/吨水，一级除硬反应单元产污泥0.2-0.3kg/吨水，二级除硬反应单元产轻质碳酸钙（绝干）0.8-1.6kg/吨水，可外售收益为0.6-1.3元/吨水；且灰水硬度去除的同时减少了固废产量，实现了废水、固废的分级、资源化利用。
通过上述对比可知，本发明与现有技术相比气化灰水除硬成本能够实现大幅度降低，产生的污泥量明显少于现有技术产生的污泥量，且以目前市场价核算每吨气化灰水还能够产生0.6-1.3元的收益，因此本发明具有处理成本低、污泥产量少、与环境友好、能够回收纯度98%-99%的轻质碳酸钙、可以有效减缓灰水系统设备和管线结垢以及保证灰水系统稳定运行、还能够副产可外售轻质碳酸钙和实现气化灰水重复利用的特点。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语 “连接”、“相连”等等应做广义理解，例如，可以是固定连接，一体地连接，也可以是可拆卸连接；也可以是两个元件内部的连通；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。上文的示例仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式、变更和改造均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种气化灰水分级回收轻质碳酸钙的装置，包括澄清槽（1），其特征在于：所述澄清槽（1）通过碱液预混单元依次与一级除硬反应单元、二级除硬反应单元相连，所述二级除硬反应单元中碳酸钙沉降池（9）液相出口与气化灰水槽（12）相连；
所述一级除硬反应单元包括与碱液预混单元相连的一级除硬反应器（4），一级除硬反应器（4）底部的固相出口与氢氧化镁泥饼产出单元相连，一级除硬反应器（4）上部的液相出口与二级除硬反应单元的二级除硬反应器（6）的进口相连；
所述二级除硬反应单元包括二级除硬反应器（6），二级除硬反应器（6）底部的出口与中筒式碳酸钙沉降池（9）的内中筒相连通，中筒式碳酸钙沉降池（9）外侧上部的上清液出口与气化灰水槽（12）相连，中筒式碳酸钙沉降池（9）底部的固相出口与轻质碳酸钙产出单元相连；所述二级除硬反应器（6）内设有与二氧化碳储罐（7）相连通的曝气盘（15）。
2.根据权利要求1所述的一种气化灰水分级回收轻质碳酸钙的装置，其特征在于：所述碱液预混单元包括设置在澄清槽（1）和一级除硬反应器（4）之间的管道混合器（3），管道混合器（3）的第一进口与澄清槽（1）相连，管道混合器（3）的第二进口与氢氧化钠溶液罐（2）相连，管道混合器（3）的出口与一级除硬反应器（4）的进口相连。
3.根据权利要求1所述的一种气化灰水分级回收轻质碳酸钙的装置，其特征在于：所述氢氧化镁泥饼产出单元包括与一级除硬反应器（4）底部的固相出口相连的一级脱水装置（5），一级脱水装置（5）的固体出口与氢氧化镁泥饼储罐（16）相连，一级脱水装置（5）的液相出口通过一级滤液泵（8）与二级除硬反应器（6）的进口相连。
4.根据权利要求1所述的一种气化灰水分级回收轻质碳酸钙的装置，其特征在于：所述轻质碳酸钙产出单元包括与中筒式碳酸钙沉降池（9）底部固相出口相连的二级脱水装置（10）相连，二级脱水装置（10）的液相出口气化灰水槽（12）相连，二级脱水装置（10）的固相出口通过烘干机（11）与轻质碳酸钙储槽（17）相连。
5.根据权利要求1所述的一种气化灰水分级回收轻质碳酸钙的装置，其特征在于：所述一级除硬反应器（4）的进水口一侧设有挡板（18），挡板（18）将一级除硬反应器（4）的两侧分为进水单元和出水单元，进水单元和出水单元的下部相连通。
6.根据权利要求1所述的一种气化灰水分级回收轻质碳酸钙的装置，其特征在于：所述中筒式碳酸钙沉降池（9）上部的上清液出口与气化灰水槽（12）之间设有产水提升泵（13）。
7.根据权利要求4所述的一种气化灰水分级回收轻质碳酸钙的装置，其特征在于：所述二级脱水装置（10）的液相出口气化灰水槽（12）之间设有二级滤液泵（14）。
8.一种如权利要求1所述的气化灰水分级回收轻质碳酸钙的装置的回收方法，其特征在于：该回收方法包括：来自澄清槽（1）的气化灰水通过碱液预混单元使气化灰水与碱液均匀混合，混合后进入一级除硬反应单元中的一级除硬反应器（4）内，一级除硬反应器（4）底部的氢氧化镁泥通过固相出口进入氢氧化镁泥饼产出单元中经过脱水制成氢氧化镁泥饼；一级除硬反应器（4）中的上清液以及氢氧化镁泥饼产出单元中的水分别进入二级除硬反应单元中的二级除硬反应器（6）内，曝气盘（15）持续向二级除硬反应器（6）中供入二氧化碳，二级除硬反应器（6）中的气化灰水与二氧化碳反应后进入中筒式碳酸钙沉降池（9）的内中筒中，中筒式碳酸钙沉降池（9）底部的轻质碳酸钙通过底部的固相出口进入轻质碳酸钙产出单元通过脱水以及烘干后得到干燥的轻质碳酸钙外售，中筒式碳酸钙沉降池（9）中的气化灰水通过外侧上部的上清液出口进入到气化灰水槽（12）内，轻质碳酸钙产出单元中脱水后的水同时进入气化灰水槽（12）中，进入气化灰水槽（12）的气化灰水进入气化灰水系统中循环使用。
9.一种如权利要求1-7所述的气化灰水分级回收轻质碳酸钙的装置的回收方法，其特征在于：该回收方法包括如下步骤：
步骤1：来自澄清槽（1）温度为60-80℃、硬度为：1000-2000mg/L、pH值为：7-9的气化灰水通过管道混合器（3）的第一进口送入管道混合器（3）中，同时氢氧化钠溶液罐（2）中的氢氧化钠溶液通过管道混合器（3）的第二进口送入管道混合器（3）中，气化灰水与氢氧化钠溶液均匀混合后送入一级除硬反应单元中的一级除硬反应器（4）内；
步骤2：一级除硬反应器（4）内设有挡板18，挡板18将进水单元和出水单元分割的比例为3:7-1:9；所述一级除硬反应器（4）的底部沉淀有含水率97%-99%泥浆，泥浆通过一级除硬反应器（4）底部的固相出口进入一级脱水装置（5）内进行脱水，脱水后的固体通过一级脱水装置（5）的固体出口进入氢氧化镁泥饼储罐（16）内储存并外售，一级除硬反应器（4）中的气化灰水和一级脱水装置（5）中脱水后的水分别进入二级除硬反应器（6）中；所述进入氢氧化镁泥饼储罐（16）的氢氧化镁泥饼含水率为40%-50%；所述进入二级除硬反应器（6）中的气化灰水硬度为800-1800mg/L；
步骤3：气化灰水进入二级除硬反应器（6）中，二氧化碳储罐（7）中的二氧化碳气体通过曝气盘（15）进入二级除硬反应器（6）内，二氧化碳在强碱性条件下和灰水中 Ca2+生成碳酸钙沉淀；所述曝气盘（15）设置在二级除硬反应器（6）内底部，所述二氧化碳流量为80-160m³/h；
步骤4：二级除硬反应器（6）产水通过二级除硬反应器（6）底部的出口进入到中筒式碳酸钙沉降池（9）的内中筒中，折流沉降使碳酸钙沉淀，所述产水折流速度10-20mm/s；
步骤5：中筒式碳酸钙沉降池（9）底部为浓度0.5%-3%的污泥进入二级脱水装置（10）中进行脱水，脱水后通过烘干机（11）进行烘干得到干燥的轻质碳酸钙，并将轻质碳酸钙送入轻质碳酸钙储槽（17）中存储待售；所述轻质碳酸钙的含水率为0.3%-1%；
步骤6：中筒式碳酸钙沉降池（9）内的气化灰水通过中筒式碳酸钙沉降池（9）外侧上部的上清液出口以及产水提升泵（13）进入气化灰水槽（12）中；二级脱水装置（10）中的水通过二级滤液泵（14）进入气化灰水槽（12）内；
步骤7：所述进入气化灰水槽（12）内的气化灰水硬度为：200-400mg/L；并进入气化灰水系统中循环使用。
10.根据权利要求9所述的一种气化灰水分级回收轻质碳酸钙的装置的回收方法，其特征在于：所述步骤1中氢氧化钠溶液罐（2）中的氢氧化钠溶液浓度为30%-32%，氢氧化钠溶液进入管道混合器（3）的流量为：80-200L/h；气化灰水和氢氧化钠溶液的流量比为1m³:1-2.5L，氢氧化钠溶液和气化灰水均匀混合后pH值为10.5-12。
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