[发明专利]一种浓海水的固碳应用系统及方法

说明书

本发明公开的一种浓海水的固碳应用系统及方法，系统包括纳滤系统、固碳反应器和双极膜电渗析装置；纳滤的入口与海水淡化系统的浓海水出口相连；纳滤的产水侧与双极膜电渗析装置的盐水入口相连，纳滤的浓水侧与固碳反应器的盐水入口相连；固碳反应器为塔筒式结构，下部为盐水池，所述盐水池的底部有沉淀物及液体排污口，盐水池的下部布置有气体分布器，气体分布器浸没在盐水中，气体分布器的入口与富碳烟气的出口相连，固碳反应器的中部设置盐水喷淋装置；盐水池出水口与双极膜电渗析装置的淡水出口均连通海水淡化系统的入口，本发明充分利用了浓海水中高价盐和单价盐，实现了烟气的固碳应用，同时，提高了海水淡化的产量，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及海水淡化及二氧化碳捕集技术领域，特别涉及一种浓海水的固碳应用系统及方法。

背景技术

海水淡化工程在生产淡水的同时会副产大量的浓海水，目前，浓海水多被直接排入海中。浓海水的温度、盐度和溶解性化学物质的含量高于天然海水，其大量排放会破坏海洋环境，改变海洋生物群落结构。因此，如何处理或综合利用海水淡化中产生的浓海水，是促进海水淡化产业可持续发展的制约因素。目前，已经普遍在城镇、工业和农业农村等领域开展污水资源化利用，推动污水资源化利用实现高质量发展。浓海水的资源化利用成为海水淡化行业发展和应用的必然趋势。但是，由于浓海水中的盐类以混合物形式存在，给浓海水的分质资源化回收、利用带来了困难，影响了利用效率，增加了产品杂质含量。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种浓海水的固碳应用系统及方法，通过盐水的分质利用实现烟气的脱碳，同时，有利于提高淡水产量。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种浓海水的分盐固碳系统，包括纳滤系统、固碳反应器和双极膜电渗析装置；纳滤的入口与海水淡化系统的浓海水出口相连；纳滤的产水侧与双极膜电渗析装置的盐水入口相连，纳滤的浓水侧与固碳反应器的盐水入口相连；固碳反应器为塔筒式结构，下部为盐水池，所述盐水池的底部有沉淀物及液体排污口，所述盐水池的下部布置有气体分布器，气体分布器浸没在盐水中，气体分布器的入口与富碳烟气的出口相连，固碳反应器的中部设置盐水喷淋装置，盐水池中的盐水经循环水泵连通所述盐水喷淋装置；盐水池出水口与双极膜电渗析装置的淡水出口均连通海水淡化系统的入口，双极膜电渗析装置的碱液出口连通盐水池，双极膜电渗析装置采用三隔室结构，两端为电极，中间交替布置双极膜、阴离子交换膜和阳离子交换膜。

盐水池中设置有pH、电导率监测设备、加药设备和搅拌器，双极膜电渗析装置的碱液出口连通所述加药设备。

固碳反应器的顶部设置除雾器。

纳滤采用一级或多级结构。

固碳反应器内的气体分布器采用穿孔管，开孔方向斜向下45度。

固碳反应器的循环泵采用螺杆泵，盐水池底部为锥斗结构。

固碳反应器和双极膜电渗析装置的入口处有盐水调节池。

本发明所述固碳应用系统的运行方法，具体过程如下：

海水淡化系统的浓海水进入纳滤系统内，以钠离子、钾离子、氯离子为主的单价盐透过纳滤膜，进入产水侧形成产水，以钙离子、镁离子、硫酸根离子为主的高价盐被纳滤膜截留在浓水侧，形成浓盐水；纳滤膜的产水进入双极膜电渗析装置，所述产水在双极膜内解离生成氢离子和氢氧根离子，氢离子与盐水中透过阴离子交换膜的氯离子阴离子结合形成盐酸溶液；氢氧根离子与盐水中透过阳离子交换膜的钠离子、钾离子结合形成碱液；盐水中阴离子和阳离子透过离子交换膜，由此产生脱盐淡水；所述碱液进入固碳反应器，所述脱盐淡水进入海水淡化系统；