[发明专利]一种工业污泥吸附固化二氧化碳系统及方法

说明书

本发明提供了一种工业污泥吸附固化二氧化碳系统及方法，通过工业废水处理过程中产生的碱性含水污泥吸附固化煤化工企业废气中的二氧化碳，采用废水处理单元产生的含水污泥就地固化二氧化碳，无需对污泥进行预处理，实现了碱性污泥固化后pH调节为中性，大大降低了污泥填埋处理过程中对周围土壤盐碱化的风险；由于煤化工企业外排二氧化碳气体具有一定温度，可促进污泥中碱性物质与二氧化碳的反应速度，同时通过余热可蒸发污泥中水分，降低外送污泥的含水量；在污泥吸附固化二氧化碳的反应过程中，二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠，未反应的碳酸钠通过污泥压滤液回流至前端工艺，可减少水处理工艺环节碳酸钠的添加量，实现部分二氧化碳资源化利用。

技术领域

本发明涉及工业固体废弃物资源化利用领域，具体为一种工业污泥吸附固化二氧化碳系统及方法。

背景技术

煤化工项目产生的废气主要来自于煤储运工段、煤粉制备及输送系统除尘尾气、气化工段的连续放空气及事故放空气、变换工段的汽提塔酸性气及事故放空气、脱硫脱碳工段的洗涤塔排放的尾气以及含H₂S酸性气体、丙烯压缩工段废气、硫回收装置排放废气、甲烷化工段的事故放空气等，成分主要为H₂，CO，N₂，CO₂，H₂S，COS，H₂O，CH₄，HCl，成分复杂且在工艺上无法使用。为了保证化工生产装置的正常操作和安全，一般设置了相应的火炬气排放管网和火炬等设施，将来自各排放系统的物料，首先引入火炬气分离罐，将气液分离，液体返回回收装置，气体引入火炬气密封罐，从密封罐出来的气体则引入火炬烟囱，燃烧后气体成分主要为CO₂和H₂O等。大量CO₂的排放引起温室效应，且随着国家“30/60”政策的提出，CO₂外排指标会逐渐缩减，如果外排CO₂废气处理不当，会影响相关煤化工项目的正常生产和项目效益。

同时煤化工项目也是耗水大户，以100万吨煤制甲醇为例，每年消耗水量达到1500万m³，消耗新鲜用水的同时产生大量的工业废水。目前工业废水处理工程基本工艺为：一段反渗透脱盐+二段反渗透脱盐+蒸发结晶分盐，由于废水中钙镁离子硬度和硅含量高，在反渗透和蒸发结晶工艺段前增加高密池和树脂交换装置以去除硬度和硅含量，根据水质不同去除硬度和硅通常投加过量碳酸钠、氢氧化钠、氧化钙、镁剂和偏铝酸钠等药剂。产生大量的污泥，以年处理水量800万吨工业废水计算，产生污泥量可达到4万吨左右，由于投加过量的碱性药剂，导致污泥中钙镁离子和碱度过高。

发明专利CN103739184B公开了一种利用干法水泥窑余热干化生活污泥及直接掺烧处理的方法，将市政污泥和氢氧化钠、丙三醇、二甘醇胺、烷基苯磺酸钠和水混合成添加剂，再计量加入煤粉和熟石灰。在干化回转窑内被引入的干法水泥窑窑头余风或发电锅炉后的烟气干化，干化污泥混合物以空气泵的高压气间隔直接打入干法水泥窑窑尾与分解炉间的上升烟道内，与窑内水泥原料混合掺烧。但是该方法是在干化回转窑内利用余热干化，然后定量混入水泥原料中焚烧制成水泥，不仅需要和水泥厂结合处理污泥，存在大规模污泥运输半径成本的问题，而且需要添加多种化学试剂，工业化成本高。发明专利CN110694458A公开了一种利用城市污泥吸收石灰窑炉烟气中二氧化碳的方法，石灰窑炉煅烧的生石灰粉，与污泥混合反应减水、稳定、灭菌，形成的混合物堆体又用来吸收石灰煅烧过程产生的二氧化碳而使之“钙化”，实现二氧化碳减排，同时烟气余热进一步干燥混合物，环环相扣，形成生产过程的良性循环。但是该方法将碳酸钙分解制备得到石灰和二氧化碳，没有达到二氧化碳的净利用，而且还需要与石灰生产厂结合，同时需要消耗煤炭加热分解碳酸钙制备石灰，存在资源浪费的现象。

发明内容