一种利用废弃脱硫石膏联产硫酸钙晶须和氯化铵的系统的制作方法

本实用新型涉及环境保护和工业废弃物利用领域，特别涉及一种利用废弃脱硫石膏联产硫酸钙晶须和氯化铵的系统。

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％。脱硫石膏是燃煤或油的工业企业在治理烟气中的二氧化硫后而得到的工业副产石膏，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，而且还大大降低了石膏矿的开采量，保护了资源。

现有的脱硫石膏相关系统在使用时存在一定的弊端，目前的脱硫石膏处理多用于基础建筑材料，附加产值利用低，脱硫石膏的市场应用面狭隘。其他利用技术不够完善，不满足人们的要求，为此，我们提出一种利用废弃脱硫石膏联产硫酸钙晶须和氯化铵的系统。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种利用废弃脱硫石膏联产硫酸钙晶须和氯化铵的系统，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种利用废弃脱硫石膏联产硫酸钙晶须和氯化铵的系统，包括第一水洗塔组、第二水洗塔组、第一反应器、第一过滤器、废液池、第二反应器、第三反应器、第四过滤器、第四反应器、流速控制器、第一缓存罐、第二缓存罐、第三缓存罐、第五缓存罐、第五过滤器、第一存储箱、第五反应器、第六过滤器、喷雾塔、第一干燥箱、第二存储箱、水热反应釜、第六缓存罐、第二干燥箱、第三存储箱和第七缓存罐，所述第一水洗塔组包括依次设置的第一水洗塔、第二过滤器、第三过滤器。

所述第一反应器用于脱硫石膏和第一混酸溶液进行反应；

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；

所述废液池用于存储经过第一过滤器过滤分离后的滤液；

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；

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；

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；

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；

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和氨水溶液进行反应；

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；

所述第四反应器用于将经过第四过滤器过滤分离后的固体物质和流速控制器的盐酸溶液进行反应；

所述流速控制器用于将经过第一缓存罐盐酸溶液液体流速控制；

所述第一缓存罐用于稀释盐酸溶液；

所述第五缓存罐用于经过第四过滤器过滤磷石膏与氨水和碳酸氢铵反应分离后的滤液；

所述第五反应器用于将经过第四过滤器过滤分离后的液体物质与经过第五过滤器过滤分离后的液体物质进行反应；

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；

所述喷雾塔用于将经过第六过滤器过滤分离后的液体物质进行浓缩结晶；

所述第一干燥箱用于将经过喷雾塔浓缩结晶后的结晶物质进行干燥；

所述第二存储箱用于存储由第一干燥箱干燥后的固体物质；

所述水热反应釜用于对经过第六过滤器过滤离后的固体物质进行水热反应；

所述第二干燥箱用于对经过第二水洗塔组水洗后的固体物质进行干燥处理；

所述第三存储箱用于存储由第二干燥箱干燥后的固体物质。

优选的，还包括第二缓存罐和流体接触塔，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，所述第二缓存罐用于存储流体接触塔(13)氨水和二氧化碳反应后的溶液。

优选的，所述第二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、第八过滤器、第九过滤器，所述第七过滤器用于将从水热反应釜反应后排出的固液混合物进行固液过滤分离，所述第二水洗塔组用于对经过第七过滤器过滤分离后的固体物质进行水洗处理。

优选的，还包括第四缓存罐，所述第四缓存罐设置在第二过滤器和第一反应器之间，用于对经过第二过滤器过滤分离后的固体物质在进入到第二反应器之前的酸缓存。

优选的，所述流速控制器和第一缓存罐依次设置。

优选的，所述第一反应器、第二反应器、第三反应器、第四反应器、第五反应器和水热反应釜的内部均设有搅拌装置。

与现有技术相比，本实用新型提供了一种利用废弃脱硫石膏联产硫酸钙晶须和氯化铵的系统，具有如下有益效果：能够将废弃脱硫石膏转化成硫酸钙晶须和氯化铵，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，最终达到“变废为宝”的效果，满足人们的使用要求，较为实用，整个利用废弃脱硫石膏联产硫酸钙晶须和氯化铵的系统结构比较简单，操作方便，使用效果相对于传统方式更好。

该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

附图说明

图1为本实用新型一种利用废弃脱硫石膏联产硫酸钙晶须和氯化铵的系统的整体示意图。

图中：1、第一反应器；2、第一过滤器；3、废液池；4、第二反应器；5、第二过滤器；6、第一水洗塔；7、第三过滤器；8、第三反应器；9、第四过滤器；10、第四反应器；11、流速控制器；12、第一缓存罐；13、流体接触塔；14、第二缓存罐；15、第三缓存罐；16、第四缓存罐；17、第五缓存罐；18、第五过滤器；19、第一存储箱；20、第五反应器；21、第六过滤器；22、喷雾塔；23、第一干燥箱；24、第二存储箱；25、水热反应釜；26、第七过滤器；27、第二水洗塔；28、第八过滤器；29、第三水洗塔；30、第九过滤器；31、第六缓存罐；32、第二干燥箱；33、第三存储箱；34、第七缓存罐。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例1

如图1所示，一种利用废弃脱硫石膏联产硫酸钙晶须和氯化铵的系统，包括第一水洗塔组、第二水洗塔组、第一反应器1、第一过滤器2、废液池3、第二反应器4、第三反应器8、第四过滤器9、第四反应器10、流速控制器11、第一缓存罐12、第二缓存罐14、第三缓存罐15、第五缓存罐17、第五过滤器18、第一存储箱19、第五反应器20、第六过滤器21、喷雾塔22、第一干燥箱23、第二存储箱24、水热反应釜25、第六缓存罐31、第二干燥箱32、第三存储箱33和第七缓存罐34，第一水洗塔组包括依次设置的第一水洗塔6、第二过滤器5、第三过滤器7。

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和氨水溶液进行反应；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；第四反应器10用于将经过第四过滤器9过滤分离后的固体物质和11流速控制器的盐酸溶液进行反应；流速控制器11用于将经过第一缓存罐12盐酸溶液液体流速控制；第一缓存罐12用于稀释盐酸溶液；第五缓存罐17用于经过第四过滤器9过滤磷石膏与氨水和碳酸氢铵反应分离后的滤液；第五反应器20用于将经过第四过滤器9过滤分离后的液体物质与经过第五过滤器18过滤分离后的液体物质进行反应；第六过滤器21用于将从第五反应器20反应后排出的固液混合物进行固液过滤分离；喷雾塔22用于将经过第六过滤器21过滤分离后的液体物质进行浓缩结晶；第一干燥箱23用于将经过喷雾塔22浓缩结晶后的结晶物质进行干燥；第二存储箱24用于存储由第一干燥箱23干燥后的固体物质；水热反应釜25用于对经过第六过滤器21过滤离后的固体物质进行水热反应；第二干燥箱32用于对经过第二水洗塔组水洗后的固体物质进行干燥处理；第三存储箱33用于存储由第二干燥箱32干燥后的固体物质，能够将废弃脱硫石膏转化成硫酸钙晶须和氯化铵，可实现对废弃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，最终达到“变废为宝”的效果，满足人们的使用要求，较为实用。

实施例2

如图1所示，一种利用废弃脱硫石膏联产硫酸钙晶须和氯化铵的系统，还包括第二缓存罐14和流体接触塔13，流体接触塔13用于吸收从第四反应器10排出的二氧化碳气体，所述第二缓存罐14用于存储流体接触塔13氨水和二氧化碳反应后的溶液；

流体接触塔13用于将从第四反应器10内排出的二氧化碳气体与氨水反应，以通过流体接触塔13吸收二氧化碳并与氨水反应后生成碳酸铵或者碳酸氢铵溶液，这样又可将碳酸铵或者碳酸氢铵溶液加入到第三反应器8中进行反应，还可进一步设置有第二缓存罐14，这样可将流体接触塔13内产生的碳酸铵或者碳酸氢铵溶液排入到第二缓存罐14内进行缓存，之后根据需要再加入到第三反应器8中，避免了二氧化碳气体直接排放到大气环境中，又实现对二氧化碳的回收利用。

为了提高反应的产率，本实用新型进一步的在第四反应器10添加盐酸速率控制装置，即通过盐酸滴加速率的控制提高各反应器的反应速率，使其充分反应；

第二水洗塔组包括依次设置的第二水洗塔27、第七过滤器26、第三水洗塔29、第八过滤器28、第九过滤器30，第七过滤器26用于将从水热反应釜25反应后排出的固液混合物进行固液过滤分离，第二水洗塔组用于对经过第七过滤器26过滤分离后的固体物质进行水洗处理，这样可通过第二水洗塔组实现对相应的固体物质进行多次的水洗、过滤处理，进而确保最终进入第二干燥箱32内的固体物质表面附着的其他溶液杂质已被有效清洗；

还包括第四缓存罐16，第四缓存罐16设置在第二过滤器5和第一反应器1之间，用于对经过第二过滤器5过滤分离后的固体物质在进入到第二反应器4之前的酸缓存；流速控制器11和第一缓存罐12依次设置；第一反应器1、第二反应器4、第三反应器8、第四反应器10、第五反应器20和水热反应釜25的内部均设有搅拌装置，提高了各反应器内部的反应速率。

需要说明的是，本实用新型为一种利用废弃脱硫石膏联产硫酸钙晶须和氯化铵的系统，该系统的工作原理为

首先，在第四缓存罐16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；而在第三缓存罐15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，将脱硫石膏倒在第一反应器1里，并用第一混合酸和脱硫石膏进行反应作为第一次酸处理，将反应后的物质经过第一过滤器2将废弃滤液倒入废液缸，剩余固体物质经过第二混酸的再次酸处理经过过滤和第一水洗塔6处理将物质流入第二反应器4中，两次酸处理是为了除去脱硫石膏中大部分溶于酸的杂质如fe2o3与mgo等金属氧化物；

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三缓存罐15内，用于配置第二混酸溶液；

经第三过滤器7流经进入第三反应器8与第二缓存罐14中的碳酸氢铵溶液和氨水按照体积比1:1反应，主要是让溶液中的ca²⁺和碳酸氢铵用于生成caco3和硫酸铵溶液，上述溶液可在第二缓存罐14里得到配置进入到第三反应器8中，将反应得到的碳酸钙和硫酸铵溶液混合物经过第四过滤器9进行分离；

经过第四过滤器9过滤后，过滤出的固体物质进入第四反应器10内，与预先在第一缓存罐12内配置好盐酸溶液发生置换反应，同时配置好的盐酸溶液经过流速控制器11滴加进入并生成氯化钙(cacl2)溶液，同时反应释放出大量二氧化碳(co2)气体，且反应放出的二氧化碳气体通过流体接触塔13进行吸收，相应的加入到流体接触塔13内的吸收液为浓度为20-25％的氨水溶液中，这样通过流体接触塔13可反应制得碳酸铵((nh4)2co3)或者碳酸氢铵(nh4hco3)溶液，之后再将制得的碳酸铵或者碳酸氢铵回收至第二缓存罐14内进行缓存，并且还可根据需要将缓存在第二缓存罐14内的溶液用于配置形成供的第三反应器8使用的混合溶液；

另外，经过第四过滤器9过滤后，过滤出的硫酸铵溶液则进入第五缓存罐17中缓存备用，然后待第四反应器10中置换反应发生完全后将固液混合物一起进入第五过滤器18中进行过滤，经过滤后的氯化钙(cacl2)溶液再加入到第五缓存罐17中，并且可控制硫酸铵溶液与氯化钙溶液的混合比，最终在第五反应器20中进行反应；而经过第六过滤器21过滤后的固体物质，如二氧化硅(sio2)等杂质则进入第一存储箱19放置；

将上述缓存在第一存储箱19中并按照一定计量比进过混合后的氯化钙溶液和硫酸铵溶液加入第五反应器20中发生复分解反应，并得到硫酸钙(caso4)固体以及由氯化铵(nh4cl)溶液，之后再将反应后的固液混合物一起加入第六过滤器21中过滤分离，其中经过第六过滤器21过滤后的滤液进入喷雾塔22中，由喷雾塔22对其进行浓缩结晶，之后再将结晶后的结晶物质通过第一干燥箱23进行干燥，最后再将干燥后的固体物料存储于第二存储箱24中，即存储于第二存储箱24中的固体物质实际为氯化铵；

另外，经过第六过滤器21过滤后的固体物质加入水热反应釜25进行高压水热反应，其反应温度可设置为100-150℃，反应时间为2-5h，待水热反应釜25内的水热反应结束后将固液混合物进入第七过滤器26中进行过滤分离，其中经过第七过滤器26过滤后的固体物质进入第二水洗塔组进行水洗处理，在第二水洗塔组内经过多次水洗处理后的固体物质最后进入第二干燥箱32中干燥处理，并最终将干燥处理后的物质储存于第二存储箱24内，而存储于第二存储箱24内的固体物质实际即为硫酸钙晶须。

整个利用废弃脱硫石膏联产硫酸钙晶须和氯化铵的系统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，最终达到“变废为宝”的效果，满足人们的使用要求，较为实用。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。