一种用于常压盐溶液法制备α-半水石膏的固液分离装置的制作方法

本实用新型涉及固液分离设备领域，具体涉及一种用于常压盐溶液法制备α-半水石膏的固液分离装置。

背景技术：

截至2016年底，我国每年脱硫副产物产量高达7100万吨，居全球第一，然而脱硫石膏利用率仅在80％左右，这势必会占用土地资源，并给环境带来二次污染，同时也是巨大的资源浪费。

若将这些脱硫石膏用于制备α-半水石膏，既能缓解环境压力，也能变废为宝，带来巨大收益，然而目前国内α-半水石膏生产应用较多的是“一步法”工艺和液相蒸压法工艺，年产量多在2万吨以下，尚无脱硫石膏生产α-半水石膏的大型工业化装置，处理量小。常压盐溶液法α-半水石膏制备技术是一种石膏液相加工技术，无需采用复杂的蒸压设备；而湿法烟气脱硫工程副产的脱硫石膏是含水量较高、成分稳定的细小粉末(20～60μm)，无需破碎筛分或粉磨工序，比较方便进行处理。因此，常压盐溶液法与钙基湿法烟气脱硫工艺容易衔接，具有实现常压盐溶液法制备规模化连续生产的有利条件。

常压盐溶液法制备α-半水石膏是将钙基湿法烟气脱硫系统的旋流子底流浆液与氯化钙溶液在反应釜内混合反应，反应完毕后将反应浆液进行固液分离和冲洗，再将产物干燥，得到α-半水石膏。

其中固液分离时一般采用固液分离装置，常见的固液分离装置为带式压滤机、真空过滤机等，不适合作为常压盐溶液法制备α-半水石膏的固液分离装置。首先该工艺反应完成后的α-半水石膏浆液易凝结，且凝结后强度大，极易造成结垢堵塞；其次浆液中cl^-含量极高，腐蚀严重；而带式压滤机、真空过滤机的结构复杂，很难将全部支撑结构做成耐腐蚀的材料。

技术实现要素：

针对本领域存在的不足之处，本实用新型提供了一种用于常压盐溶液法制备α-半水石膏的固液分离装置，其结构简单，α-半水石膏浆液及废水接触部位全部可采用耐腐蚀非金属材料，节约成本，且管道设置较少，对滤布、滤网及主体装置内壁的冲洗设计，可有效避免α-半水石膏结垢堵塞的情况，延长装置使用寿命。

一种用于常压盐溶液法制备α-半水石膏的固液分离装置，包括可翻转倒置的主体装置、用于输送α-半水石膏浆液至所述主体装置内的浆液管和位于所述主体装置下方、用于接收α-半水石膏的石膏仓；

所述主体装置顶端敞口，内部设有滤网，所述滤网上安装有滤布，用于过滤α-半水石膏浆液；

所述主体装置的底面、侧面和滤网围成区域为真空室，所述真空室外接真空泵，所述真空室底部设有带止回阀的排水管。

本实用新型固液分离装置运行时，α-半水石膏浆液通过浆液管进入主体装置，此时真空室在真空泵的作用下已处于“真空”状态，浆液中的液相物质在抽力的作用下进入真空室，所述的真空室在真空泵开启状态下，其压力为-0.075～-0.1mpa；待浆液中的液相物质基本被抽干后可利用石膏清洗装置开始对α-半水石膏进行反复冲洗，冲洗水也在抽力的作用下进入真空室；清洗完成后，真空泵停止抽滤，真空室内的液相物质通过排水管进入废水系统，止回阀的作用在于防止废水倒灌和保证真空室密封；然后，主体装置旋转180°翻转倒置，同时石膏仓切换至主体装置正下方，α-半水石膏在重力作用下进入石膏仓；待α-半水石膏全部掉入石膏仓后，主体装置再次旋转180°回位。

本实用新型主要作为常压盐溶液法制备α-半水石膏的固液分离装置，该工艺浆液氯离子浓度超过300000mg/l，腐蚀性极强，因此为防止装置部件被腐蚀，本实用新型装置所用材料均为非金属材料，对于作为支撑结构的部位则采用在金属材料外部包裹非金属材料的形式，以保证装置的使用寿命。

作为优选，所述的滤布及滤网均固定在主体装置的中部，且滤布在上，滤网在下，滤网主要是起支撑滤布的作用。

作为优选，所述主体装置通过贯穿其侧壁的水平转轴的转动实现0～180°翻转。

作为优选，所述主体装置内还设有用于振打所述滤布的振打器。主体装置旋转180°翻转倒置后，被滤布截留的α-半水石膏可在重力和振打器双重作用下作用下掉落进入石膏仓，卸料完成后，振打器可继续对滤布进行拍打，以尽可能提高α-半水石膏的回收率以及对滤布的清理。所述振打器振打频率可为100～200次/min。

进一步优选，所述水平转轴设于所述滤网下方，所述振打器设于所述水平转轴和滤网之间。α-半水石膏容易结垢，造成滤布空隙堵塞，难以清理；本实用新型装置在转轴与滤网之间设置振打器，在α-半水石膏卸料过程中，可对滤布进行拍打。

作为优选，所述的固液分离装置还包括用于清洗残留在α-半水石膏中的氯离子的石膏清洗装置。真空过滤时，待原浆液中的液相物质基本被抽干后石膏清洗装置开始对α-半水石膏进行反复冲洗，冲洗水也在抽力的作用下进入真空室，并在真空泵停止抽滤后，通过排水管进入废水系统。常压盐溶液法制备的α-半水石膏浆液氯离子浓度高，在固液分离后，需要用大量水进行清洗，且清洗时间较长，以保证α-半水石膏的品质；而带式压滤机等装置运行时，物料是以一定速度向指定方向进行移动，因此带式压滤机长度较长，占地面积较大。本实用新型装置运行时物料位置固定，冲洗水量大小和时间长度都不会影响装置的尺寸，所需占地面积仅为带式压滤机1/10。

进一步优选，所述石膏清洗装置为固定式，设有4～13个喷头，具体可根据主体装置敞口截面大小设置，每个喷头喷水量为1.5～8l/min。

作为优选，所述的固液分离装置还包括滤布清洗装置和位于所述主体装置下方、用于接收清洗废水的废水仓。

进一步优选，所述滤布清洗装置为可移动式，可避免α-半水石膏卸料过程中石膏堵塞喷头，所述滤布清洗装置设有4～13个位于所述主体装置下方的清洗水喷头，用于在所述主体装置翻转倒置并排空α-半水石膏后清洗滤布和主体装置内侧壁。所述清洗水喷头具体可根据主体装置敞口截面大小设置，每个喷头喷水量为0.5～4l/min。

待主体装置内的α-半水石膏卸料完成后，将废水仓切换至主体装置正下方，同时滤布冲洗装置移动至主体装置下方，对滤布和主体装置内侧壁进行冲洗，减少滤布的堵塞结垢情况，延长滤布的使用寿命，冲洗废水进入废水仓，并通过管道进入废水系统；完成滤布清洗后，主体装置再次旋转180°回位。

作为优选，所述废水仓和石膏仓设于同一导轨上，并可沿所述导轨移动从而交替位于所述主体装置正下方。

作为优选，所述石膏仓和废水仓的接收口径分别独立为所述主体装置敞口口径的1.3～2倍，以避免滤饼和冲洗水溅出。

作为优选，所述真空室和真空泵之间还设有气水分离器。真空泵抽取的气体中，含水量较大，液体在经过气水分离器时被气水分离器除去，防止液体进入真空泵而导致真空泵损坏。

作为优选，所述滤布的孔隙为20～50μm。

作为优选，所述浆液管的进口端与α-半水石膏反应釜连接，出口端与所述主体装置顶端敞口连通。

本实用新型装置中，水平转轴和主体装置的翻转、导轨上废水仓和石膏仓的移动换位均可通过控制系统实现。

本实用新型与现有技术相比，主要优点包括：

1、装置结构简单，制作成本低，整个装置均可使用耐腐蚀非金属材料或非金属材料包裹金属材料制作，可避免设备被含有极高氯离子浓度的浆液和废水腐蚀。

2、本实用新型装置运行时物料位置固定，冲洗水量大小和时间长度都不会影响装置的尺寸，所需占地面积仅为带式压滤机1/10。

3、本实用新型装置设计了对滤布的振打及冲洗设计，有效减少α-半水石膏结垢堵塞的情况，延长滤布的使用寿命。

附图说明

图1为实施例的常压盐溶液法制备α-半水石膏的固液分离装置结构示意图；

图2为主体装置翻转180°，α-半水石膏卸料过程装置结构示意图；

图3为滤布清洗装置冲洗滤布、滤网及主体装置内壁时的结构示意图；

图中：石膏清洗装置1，滤布2，滤网3，水平转轴4，主体装置5，排水管6，止回阀7，滤布清洗装置8，石膏仓9，导轨10，废水仓11，真空室12，真空泵连接口13，气水分离器14，振打器15，浆液管16。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。下列实施例中未注明具体条件的操作方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。

如图1所示，本实施例的用于常压盐溶液法制备α-半水石膏的固液分离装置，包括可翻转倒置的主体装置5、位于主体装置5上方的石膏清洗装置1和浆液管16、位于主体装置5下方的滤布清洗装置8、石膏仓9和废水仓11。

主体装置5顶端敞口，内部靠中间位置设有滤网3和滤布2，滤布在2上，滤网3在下，滤网3主要是起支撑滤布2的作用，滤布2孔隙为20～50μm，主要用于过滤α-半水石膏浆液，截留α-半水石膏。

主体装置5的底面、侧面和滤网3所围成区域为真空室12，真空室12设有真空泵连接口13，外接真空泵(未画出)，真空室12和真空泵连接口13之间还设有气水分离器14。真空泵抽取的气体中，含水量较大，液体在经过气水分离器14时被气水分离器14除去，防止液体进入真空泵而导致真空泵损坏。真空室12底部设有带止回阀7的排水管6。

主体装置5通过贯穿其侧壁的水平转轴4的转动实现0～180°翻转。主体装置5内还设有用于振打滤布2的振打器15。水平转轴4设于滤网3下方，振打器15设于水平转轴4和滤网3之间。

浆液管16的进口端与α-半水石膏反应釜连接，出口端位于主体装置5顶端敞口上方。浆液管16用于输送α-半水石膏浆液至主体装置5内。

废水仓11和石膏仓9均位于主体装置5下方且设于同一导轨10上，并可沿导轨10移动从而交替位于主体装置5的正下方。石膏仓9用于接收α-半水石膏。废水仓11用于接收清洗废水。

石膏仓9和废水仓11的接收口径分别独立为主体装置5敞口口径的1.3～2倍，以避免滤饼和冲洗水溅出。

石膏清洗装置1用于清洗残留在α-半水石膏中的氯离子。石膏清洗装置1为固定式，设有4～13个喷头，具体可根据主体装置5敞口截面大小设置，每个喷头喷水量为1.5～8l/min。

滤布清洗装置8为可移动式，可避免α-半水石膏卸料过程中石膏堵塞喷头。滤布清洗装置8设有4～13个位于主体装置5下方的清洗水喷头，用于在主体装置5翻转倒置并排空α-半水石膏后清洗滤布2和主体装置5内侧壁。清洗水喷头具体可根据主体装置敞口截面大小设置，每个喷头喷水量为0.5～4l/min。

本实用新型固液分离装置运行时，α-半水石膏浆液通过浆液管16进入主体装置5，此时真空室12在真空泵的作用下已处于“真空”状态，浆液中的液相物质在抽力的作用下进入真空室12，真空室12在真空泵开启状态下，其压力为-0.075～-0.1mpa；待浆液中的液相物质基本被抽干后石膏清洗装置1开始对α-半水石膏进行反复冲洗，冲洗水也在抽力的作用下进入真空室；清洗完成后，真空泵停止抽滤，真空室12内的液相物质通过排水管6进入废水系统，止回阀7的作用在于防止废水倒灌和保证真空室12密封。然后，如图2所示，主体装置旋转180°翻转倒置，同时石膏仓9切换至主体装置5正下方，α-半水石膏在重力和振打器15双重作用下进入石膏仓9，卸料完成后，振打器15可继续对滤布2进行拍打，以尽可能提高α-半水石膏的回收率以及对滤布2的清理，振打器15振打频率可为100～200次/min。如图3所示，待主体装置5内的α-半水石膏卸料完成后，将废水仓11切换至主体装置5正下方，同时滤布冲洗装置8移动至主体装置5下方，对滤布2和主体装置5内侧壁进行冲洗，减少滤布2的堵塞结垢情况，延长滤布2的使用寿命，冲洗废水进入废水仓11，并通过管道进入废水系统；完成滤布2清洗后，主体装置5再次旋转180°回位，开始处理新的α-半水石膏浆液。

本实用新型主要作为常压盐溶液法制备α-半水石膏的固液分离装置，该工艺浆液氯离子浓度超过300000mg/l，腐蚀性极强，因此为防止装置部件被腐蚀，本实用新型装置所用材料均为非金属材料，对于作为支撑结构的部位则采用在金属材料外部包裹非金属材料的形式，以保证装置的使用寿命。

本实用新型装置中，水平转轴4和主体装置5的翻转、导轨10上废水仓11和石膏仓9的移动换位均可通过控制系统实现。

本实用新型针对常压盐溶液法制备α-半水石膏的浆液特点，对装置所用材料进行了非金属化，并采用物料固定的运行模式，装置结构简单，易于运行维护，投入成本低，占地面积小。

此外应理解，在阅读了本实用新型的上述描述内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。