本实用新型涉及一种利用脱硫石膏联产纳米碳酸钙和硫酸铵的系统。
背景技术：
脱硫石膏又称排烟脱硫石膏、硫石膏或FGD石膏，主要成分和天然石膏一样，为二水硫酸钙CaSO4·2H2O，含量≥93%。脱硫石膏是FGD（Flue gas desulfurization，烟气脱硫）过程的副产品，FGD过程是一项采用石灰-石灰石回收燃煤或油的烟气中的二氧化硫的技术。目前脱硫石膏已被广泛用于建材等行业，其加工利用的意义非常重大，它不仅有力地促进了国家环保循环经济的进一步发展，而且还大大降低了矿石膏的开采量，保护了资源。但是对于脱硫石膏在除建筑材料以外的其它方面的应用还处于起步阶段。
技术实现要素：
本实用新型解决的技术问题是提供一种利用脱硫石膏联产纳米碳酸钙和硫酸铵的系统，以拓展脱硫石膏的用途。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种利用脱硫石膏联产纳米碳酸钙和硫酸铵的系统，包括，
第一反应器，所述第一反应器用于脱硫石膏和第一混酸溶液进行反应；
第一过滤器，所述第一过滤器用于将从第一反应器反应后排出的固液混合物进行固液过滤分离；
废液池，所述废液池用于存储经过第一过滤器过滤分离后的滤液；
第二反应器，所述第二反应器用于将经过第一过滤器过滤分离后的固体物质和第二混酸溶液进行反应；
第二过滤器，所述第二过滤器用于将从第二反应器反应后排出的固液混合物进行固液过滤分离；
第一水洗塔，所述第一水洗塔用于对经过第二过滤器过滤分离后的固体物质进行水洗处理；
第三过滤器，所述第三过滤器用于将从第一水洗塔反应后排出的固液混合物进行固液过滤分离；
第三反应器，所述第三反应器用于经过第三过滤器过滤分离后的固体物质和碳酸氢铵与氨水的混合溶液进行反应；
第四过滤器，所述第四过滤器用于将从第三反应器反应后排出的固液混合物进行固液过滤分离；
喷雾塔，所述喷雾塔用于将经过第四过滤器过滤分离后的滤液进行浓缩结晶；
第一干燥机，所述第一干燥机用于将经过喷雾塔浓缩结晶后的结晶物质进行干燥；
第一存储箱，所述第一存储箱用于存储由第一干燥机干燥后的固体物质；
第四反应器，所述第四反应器用于经过第四过滤器过滤分离后的固体物质与盐酸溶液进行反应；
第五过滤器，所述第五过滤器用于将从第四反应器反应后排出的固液混合物进行固液过滤分离；
第二存储箱，所述第二存储箱用于存储经过第五过滤器过滤分离后的固体物质；
第五反应器，所述第五反应器用于经过第五过滤器过滤分离后的滤液与碳酸钠溶液进行反应；
第六过滤器，所述第六过滤器用于将从第五反应器反应后排出的固液混合物进行固液过滤分离；
水洗塔组，所述水洗塔组用于对经过第六过滤器过滤分离后的固体物质进行水洗处理；
第二干燥机，所述第二干燥机用于对经过水洗塔组水洗处理后的固体物质进行干燥处理；
第三存储箱，所述第三存储箱用于存储经过第二干燥机干燥后的固体物质。
进一步的是：所述水洗塔组包括依次设置的第二水洗塔、第七过滤器、第三水洗塔和第八过滤器。
进一步的是：还包括流体接触塔，所述流体接触塔用于吸收从第四反应器排出的二氧化碳气体。
本实用新型的有益效果是：通过采用本实用新型所述的利用脱硫石膏联产纳米碳酸钙和硫酸铵的系统，可利用脱硫石膏制备得到纳米碳酸钙和硫酸铵；因此可实现对脱硫石膏的有效利用，进而拓展脱硫石膏的用途，提高脱硫石膏的商业价值。
附图说明
图1为本实用新型所述的利用脱硫石膏联产纳米碳酸钙和硫酸铵的系统的示意图；
图中标记为：第一反应器1、第一过滤器2、废液池3、第二反应器4、第二过滤器5、第一水洗塔6、第三过滤器7、第三反应器8、第四过滤器9、喷雾塔10、第一干燥机11、第一存储箱12、第四反应器13、第五过滤器14、第二存储箱15、第五反应器16、第六过滤器17、第二干燥机18、第三存储箱19、第二水洗塔20、第七过滤器21、第三水洗塔22、第八过滤器23、流体接触塔24、第一混合罐25、第二混合罐26、第三混合罐27、第四混合罐28、第五混合罐29。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
如图1中所示的具体示例，本实用新型所述的一种利用脱硫石膏联产纳米碳酸钙和硫酸铵的系统，包括，
第一反应器1，所述第一反应器1用于脱硫石膏和第一混酸溶液进行反应；
第一过滤器2，所述第一过滤器2用于将从第一反应器1反应后排出的固液混合物进行固液过滤分离；
废液池3，所述废液池3用于存储经过第一过滤器2过滤分离后的滤液；
第二反应器4，所述第二反应器4用于将经过第一过滤器2过滤分离后的固体物质和第二混酸溶液进行反应；
第二过滤器5，所述第二过滤器5用于将从第二反应器4反应后排出的固液混合物进行固液过滤分离；
第一水洗塔6，所述第一水洗塔6用于对经过第二过滤器5过滤分离后的固体物质进行水洗处理；
第三过滤器7，所述第三过滤器7用于将从第一水洗塔6反应后排出的固液混合物进行固液过滤分离；
第三反应器8，所述第三反应器8用于经过第三过滤器7过滤分离后的固体物质和碳酸氢铵与氨水的混合溶液进行反应；
第四过滤器9，所述第四过滤器9用于将从第三反应器8反应后排出的固液混合物进行固液过滤分离；
喷雾塔10，所述喷雾塔10用于将经过第四过滤器9过滤分离后的滤液进行浓缩结晶；
第一干燥机11，所述第一干燥机11用于将经过喷雾塔10浓缩结晶后的结晶物质进行干燥；
第一存储箱12，所述第一存储箱12用于存储由第一干燥机11干燥后的固体物质；
第四反应器13，所述第四反应器13用于经过第四过滤器9过滤分离后的固体物质与盐酸溶液进行反应；
第五过滤器14，所述第五过滤器14用于将从第四反应器13反应后排出的固液混合物进行固液过滤分离；
第二存储箱15，所述第二存储箱15用于存储经过第五过滤器14过滤分离后的固体物质；
第五反应器16，所述第五反应器16用于经过第五过滤器14过滤分离后的滤液与碳酸钠溶液进行反应；
第六过滤器17，所述第六过滤器17用于将从第五反应器16反应后排出的固液混合物进行固液过滤分离；
水洗塔组，所述水洗塔组用于对经过第六过滤器17过滤分离后的固体物质进行水洗处理；
第二干燥机18，所述第二干燥机18用于对经过水洗塔组水洗处理后的固体物质进行干燥处理；
第三存储箱19，所述第三存储箱19用于存储经过第二干燥机18干燥后的固体物质。
其中，水洗塔组可进一步包括依次设置的第二水洗塔20、第七过滤器21、第三水洗塔22和第八过滤器23。这样可通过水洗塔组实现对相应的固体物质进行两次的水洗、过滤处理，进而确保最终进入第二干燥机18内的固体物质表面附着的其他溶液杂质已被有效清洗。
另外，考虑到在第四反应器13内反应后会产生大量的二氧化碳气体，为了避免该部分气体直接排放到大气环境中，同时为了实现对二氧化碳的回收利用，本实用新型进一步设置有流体接触塔24，所述流体接触塔24用于吸收从第四反应器13排出的二氧化碳气体。具体的，在流体接触塔24内可采用氨水溶液实现对二氧化碳的有效吸收，并且通过采用氨水溶液吸收二氧化碳后可生成碳酸铵和/或碳酸氢铵溶液；这样可进一步将生成的碳酸铵和/或碳酸氢铵溶液加入到第三反应器8用于反应。
另外，为了便于调节和控制各加入溶液的浓度配比，本实用新型进一步还可设置相应的混合罐，如参照附图1中所示的分别设置有相应的第一混合罐25、第二混合罐26、第三混合罐27、第四混合罐28和第五混合罐29。其中，第一混合罐25的作用是用于配置相应浓度的氨水溶液，然后再将在第一混合罐25内配置的氨水溶液根据需要相应地加入到流体接触塔24以及第三反应器8内。第二混合罐26则是用于配置碳酸钠溶液，然后再将其加入到第五反应器16内。第三混合罐27是用于配置盐酸溶液，然后再将其加入到第四反应器13内。第四混合罐28是用于配置第一混酸溶液，然后再将其加入到第一反应器1内；并且可将第二过滤器5过滤的滤液加入到第四混合罐28内用于配置相应浓度的第一混酸溶液。第五混合罐29是用于配置第二混酸溶液，然后再将其加入到第而反应器4内；并且可将第三过滤器7过滤的滤液加入到第五混合罐29内用于配置相应浓度的第二混酸溶液。
另外，为了提高反应器、水洗塔、混合罐等的反应效果或者液体混合效果，进一步设置各反应器、水洗塔以及混合罐等均带有搅拌装置。
参照附图1中所示，本实用新型的一种典型工艺流程如下：
在第四混合罐28内，将重量占比为36.5%的盐酸溶液和重量占比为36.5%的硫酸溶液按照盐酸/硫酸的质量比为1:2进行混合，得到质量浓度约为15~20g/L的第一混酸溶液；而在第五混合罐29内则按照盐酸/硫酸的质量比为1:3进行混合，得到质量浓度8~12g/L的第二混酸溶液。
之后，将脱硫石膏加入到第一反应器1内，并用第一混酸溶液对脱硫石膏进行第一次酸洗处理；之后将经过第一次酸洗处理后的固体物质通过第一过滤器2进行过滤；之后再在第二反应器4内对经过第一次酸洗处理后的脱硫石膏进行第二次酸洗处理。上述两次酸洗处理的目的是去除原脱硫石膏中的Fe2O3与MgO等金属氧化物。当然，参照附图1中所示，还可将第二次酸洗处理后由第二过滤器5过滤的滤液进行回收，并加入到相应的第四混合罐28内，用于配置第一混酸溶液。
经过两次酸洗处理后的固体物质由第二过滤器5过滤后加入第一水洗塔6内进行水洗处理，然后再由第三过滤器7进行过滤分离，并且分离出的滤液又可通过回收至第五混合罐29内，用于配置第二混酸溶液。
经过第三过滤器7过滤分离出的固体物质加入到第三反应器8，同时向第三反应器8内加入相应的碳酸氢铵与氨水的混合溶液后进行反应；其主要目的是将Ca2+转化为碳酸钙（CaCO3）沉淀物，同时获得硫酸铵溶液；之后经过第四过滤器9的过滤后，将主要成分为硫酸铵的滤液加入喷雾塔10内进行浓缩结晶，然后再通过第一干燥机11进行干燥，以最终得到硫酸铵产品，可作为化肥用，并将最终得到的硫酸铵存储于第一存储箱12内。
而经过第四过滤器9过滤后的固体物质，主要为碳酸钙固体，之后将其加入到第四反应器13内，并与盐酸溶液进行反应，以生成二氧化碳气体和氯化钙溶液。之后再通过第五过滤器14进行过滤，以过滤出未溶解于盐酸溶液中的杂质，如二氧化硅等；并将该部分杂质存储于第二存储箱15内。而通过第五过滤器14过滤的滤液则加入到第五反应器16内，与加入的碳酸钠溶液进行反应，以生成纳米级别的碳酸钙沉淀物；然后再经过第六过滤器17以及水洗塔组的水洗、过滤，并最终通过第二干燥机18的干燥后将得到的纳米碳酸钙存储于第三存储箱19内。
另外，在第四反应器13内产生的二氧化碳，则由流体接触塔24进行吸收，具体的可在流体接触塔24内通入相应的氨水溶液；由氨水溶液吸收二氧化碳后生成碳酸铵和/或碳酸氢铵溶液；之后还可将生成的碳酸铵和/或碳酸氢铵溶液加入到第三反应器8内用于反应。
以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在不付出创造性劳动的情况下，在本实用新型的精神和原则内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。