本實(shí)用新型涉及一種用脫硫石膏聯(lián)產(chǎn)納米碳酸鈣、硫酸銨和氯化鈉的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
脫硫石膏又稱排煙脫硫石膏、硫石膏或FGD石膏，主要成分和天然石膏一樣，為二水硫酸鈣CaSO4·2H2O，含量≥93%。脫硫石膏是FGD（Flue gas desulfurization，煙氣脫硫）過(guò)程的副產(chǎn)品，F(xiàn)GD過(guò)程是一項(xiàng)采用石灰-石灰石回收燃煤或油的煙氣中的二氧化硫的技術(shù)。目前脫硫石膏已被廣泛用于建材等行業(yè)，其加工利用的意義非常重大，它不僅有力地促進(jìn)了國(guó)家環(huán)保循環(huán)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，而且還大大降低了礦石膏的開(kāi)采量，保護(hù)了資源。但是對(duì)于脫硫石膏在除建筑材料以外的其它方面的應(yīng)用還處于起步階段。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用脫硫石膏聯(lián)產(chǎn)納米碳酸鈣、硫酸銨和氯化鈉的系統(tǒng)，以拓展脫硫石膏的用途。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種用脫硫石膏聯(lián)產(chǎn)納米碳酸鈣、硫酸銨和氯化鈉的系統(tǒng)，包括，
第一反應(yīng)器，所述第一反應(yīng)器用于脫硫石膏和第一混酸溶液進(jìn)行反應(yīng)；
第一過(guò)濾器，所述第一過(guò)濾器用于將從第一反應(yīng)器反應(yīng)后排出的固液混合物進(jìn)行固液過(guò)濾分離；
廢液池，所述廢液池用于存儲(chǔ)經(jīng)過(guò)第一過(guò)濾器過(guò)濾分離后的濾液；
第二反應(yīng)器，所述第二反應(yīng)器用于將經(jīng)過(guò)第一過(guò)濾器過(guò)濾分離后的固體物質(zhì)和第二混酸溶液進(jìn)行反應(yīng)；
第二過(guò)濾器，所述第二過(guò)濾器用于將從第二反應(yīng)器反應(yīng)后排出的固液混合物進(jìn)行固液過(guò)濾分離；
第一水洗塔，所述第一水洗塔用于對(duì)經(jīng)過(guò)第二過(guò)濾器過(guò)濾分離后的固體物質(zhì)進(jìn)行水洗處理；
第三過(guò)濾器，所述第三過(guò)濾器用于將從第一水洗塔反應(yīng)后排出的固液混合物進(jìn)行固液過(guò)濾分離；
第三反應(yīng)器，所述第三反應(yīng)器用于經(jīng)過(guò)第三過(guò)濾器過(guò)濾分離后的固體物質(zhì)和碳酸氫銨溶液進(jìn)行反應(yīng)；
第四過(guò)濾器，所述第四過(guò)濾器用于將從第三反應(yīng)器反應(yīng)后排出的固液混合物進(jìn)行固液過(guò)濾分離；
第一蒸發(fā)結(jié)晶器，所述第一蒸發(fā)結(jié)晶器用于將經(jīng)過(guò)第四過(guò)濾器過(guò)濾分離的濾液進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶；
第一存儲(chǔ)箱，所述第一存儲(chǔ)箱用于存儲(chǔ)由第一蒸發(fā)結(jié)晶器干燥后的固體物質(zhì)；
第四反應(yīng)器，所述第四反應(yīng)器用于經(jīng)過(guò)第四過(guò)濾器過(guò)濾分離后的固體物質(zhì)與鹽酸溶液進(jìn)行反應(yīng)；
第五過(guò)濾器，所述第五過(guò)濾器用于將從第四反應(yīng)器反應(yīng)后排出的固液混合物進(jìn)行固液過(guò)濾分離；
第二存儲(chǔ)箱，所述第二存儲(chǔ)箱用于存儲(chǔ)經(jīng)過(guò)第五過(guò)濾器過(guò)濾分離后的固體物質(zhì)；
第五反應(yīng)器，所述第五反應(yīng)器用于經(jīng)過(guò)第五過(guò)濾器過(guò)濾分離后的濾液與碳酸鈉溶液進(jìn)行反應(yīng)；
第六過(guò)濾器，所述第六過(guò)濾器用于將從第五反應(yīng)器反應(yīng)后排出的固液混合物進(jìn)行固液過(guò)濾分離；
水洗塔組，所述水洗塔組用于對(duì)經(jīng)過(guò)第六過(guò)濾器過(guò)濾分離后的固體物質(zhì)進(jìn)行水洗處理；
干燥機(jī)，所述干燥機(jī)用于對(duì)經(jīng)過(guò)水洗塔組水洗處理后的固體物質(zhì)進(jìn)行干燥處理；
第三存儲(chǔ)箱，所述第三存儲(chǔ)箱用于存儲(chǔ)經(jīng)過(guò)干燥機(jī)干燥后的固體物質(zhì)；
第二蒸發(fā)結(jié)晶器，所述第二蒸發(fā)結(jié)晶器用于將經(jīng)過(guò)第六過(guò)濾器過(guò)濾分離的濾液進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶；
第四存儲(chǔ)箱，所述第四存儲(chǔ)箱用于存儲(chǔ)由第二蒸發(fā)結(jié)晶器干燥后的固體物質(zhì)。
進(jìn)一步的是：所述水洗塔組包括依次設(shè)置的第二水洗塔、第七過(guò)濾器、第三水洗塔、第八過(guò)濾器、第四水洗塔和第九過(guò)濾器。
進(jìn)一步的是：還包括流體接觸塔，所述流體接觸塔用于吸收從第四反應(yīng)器排出的二氧化碳?xì)怏w。
本實(shí)用新型的有益效果是：通過(guò)采用本實(shí)用新型所述的用脫硫石膏聯(lián)產(chǎn)納米碳酸鈣、硫酸銨和氯化鈉的系統(tǒng)，可利用脫硫石膏制備得到納米碳酸鈣、硫酸銨和氯化鈉；因此可實(shí)現(xiàn)對(duì)脫硫石膏的有效利用，進(jìn)而拓展脫硫石膏的用途，提高脫硫石膏的商業(yè)價(jià)值。
附圖說(shuō)明
圖1為本實(shí)用新型所述的用脫硫石膏聯(lián)產(chǎn)納米碳酸鈣、硫酸銨和氯化鈉的系統(tǒng)的示意圖；
圖中標(biāo)記為：第一反應(yīng)器1、第一過(guò)濾器2、廢液池3、第二反應(yīng)器4、第二過(guò)濾器5、第一水洗塔6、第三過(guò)濾器7、第三反應(yīng)器8、第四過(guò)濾器9、第一緩存罐10、第一蒸發(fā)結(jié)晶器11、第一存儲(chǔ)箱12、第四反應(yīng)器13、第五過(guò)濾器14、第二存儲(chǔ)箱15、第五反應(yīng)器16、第六過(guò)濾器17、干燥機(jī)18、第三存儲(chǔ)箱19、第二緩存罐20、第二蒸發(fā)結(jié)晶器21、第四存儲(chǔ)箱22、第二水洗塔23、第七過(guò)濾器24、第三水洗塔25、第八過(guò)濾器26、第四水洗塔27、第九過(guò)濾器28、流體接觸塔29、第一混合罐30、第二混合罐31、第三混合罐32、第四混合罐33。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
如圖1中所示的具體示例，本實(shí)用新型所述的一種用脫硫石膏聯(lián)產(chǎn)納米碳酸鈣、硫酸銨和氯化鈉的系統(tǒng)，包括，
第一反應(yīng)器1，所述第一反應(yīng)器1用于脫硫石膏和第一混酸溶液進(jìn)行反應(yīng)；
第一過(guò)濾器2，所述第一過(guò)濾器2用于將從第一反應(yīng)器1反應(yīng)后排出的固液混合物進(jìn)行固液過(guò)濾分離；
廢液池3，所述廢液池3用于存儲(chǔ)經(jīng)過(guò)第一過(guò)濾器2過(guò)濾分離后的濾液；
第二反應(yīng)器4，所述第二反應(yīng)器4用于將經(jīng)過(guò)第一過(guò)濾器2過(guò)濾分離后的固體物質(zhì)和第二混酸溶液進(jìn)行反應(yīng)；
第二過(guò)濾器5，所述第二過(guò)濾器5用于將從第二反應(yīng)器4反應(yīng)后排出的固液混合物進(jìn)行固液過(guò)濾分離；
第一水洗塔6，所述第一水洗塔6用于對(duì)經(jīng)過(guò)第二過(guò)濾器5過(guò)濾分離后的固體物質(zhì)進(jìn)行水洗處理；
第三過(guò)濾器7，所述第三過(guò)濾器7用于將從第一水洗塔6反應(yīng)后排出的固液混合物進(jìn)行固液過(guò)濾分離；
第三反應(yīng)器8，所述第三反應(yīng)器8用于經(jīng)過(guò)第三過(guò)濾器7過(guò)濾分離后的固體物質(zhì)和碳酸氫銨溶液進(jìn)行反應(yīng)；
第四過(guò)濾器9，所述第四過(guò)濾器9用于將從第三反應(yīng)器8反應(yīng)后排出的固液混合物進(jìn)行固液過(guò)濾分離；
第一蒸發(fā)結(jié)晶器11，所述第一蒸發(fā)結(jié)晶器11用于將經(jīng)過(guò)第四過(guò)濾器9過(guò)濾分離的濾液進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶；
第一存儲(chǔ)箱12，所述第一存儲(chǔ)箱12用于存儲(chǔ)由第一蒸發(fā)結(jié)晶器11干燥后的固體物質(zhì)；
第四反應(yīng)器13，所述第四反應(yīng)器13用于經(jīng)過(guò)第四過(guò)濾器9過(guò)濾分離后的固體物質(zhì)與鹽酸溶液進(jìn)行反應(yīng)；
第五過(guò)濾器14，所述第五過(guò)濾器14用于將從第四反應(yīng)器13反應(yīng)后排出的固液混合物進(jìn)行固液過(guò)濾分離；
第二存儲(chǔ)箱15，所述第二存儲(chǔ)箱15用于存儲(chǔ)經(jīng)過(guò)第五過(guò)濾器14過(guò)濾分離后的固體物質(zhì)；
第五反應(yīng)器16，所述第五反應(yīng)器16用于經(jīng)過(guò)第五過(guò)濾器14過(guò)濾分離后的濾液與碳酸鈉溶液進(jìn)行反應(yīng)；
第六過(guò)濾器17，所述第六過(guò)濾器17用于將從第五反應(yīng)器16反應(yīng)后排出的固液混合物進(jìn)行固液過(guò)濾分離；
水洗塔組，所述水洗塔組用于對(duì)經(jīng)過(guò)第六過(guò)濾器17過(guò)濾分離后的固體物質(zhì)進(jìn)行水洗處理；
干燥機(jī)18，所述干燥機(jī)18用于對(duì)經(jīng)過(guò)水洗塔組水洗處理后的固體物質(zhì)進(jìn)行干燥處理；
第三存儲(chǔ)箱19，所述第三存儲(chǔ)箱19用于存儲(chǔ)經(jīng)過(guò)干燥機(jī)18干燥后的固體物質(zhì)；
第二蒸發(fā)結(jié)晶器21，所述第二蒸發(fā)結(jié)晶器21用于將經(jīng)過(guò)第六過(guò)濾器17過(guò)濾分離的濾液進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶；
第四存儲(chǔ)箱22，所述第四存儲(chǔ)箱22用于存儲(chǔ)由第二蒸發(fā)結(jié)晶器21干燥后的固體物質(zhì)。
其中，水洗塔組可進(jìn)一步包括依次設(shè)置的第二水洗塔23、第七過(guò)濾器24、第三水洗塔25、第八過(guò)濾器26、第四水洗塔27和第九過(guò)濾器28。這樣可通過(guò)水洗塔組實(shí)現(xiàn)對(duì)相應(yīng)的固體物質(zhì)進(jìn)行三次的水洗、過(guò)濾處理，進(jìn)而確保最終進(jìn)入干燥機(jī)18內(nèi)的固體物質(zhì)表面附著的其他溶液雜質(zhì)已被有效清洗。
另外，考慮到在第四反應(yīng)器13內(nèi)反應(yīng)后會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳?xì)怏w，為了避免該部分氣體直接排放到大氣環(huán)境中，同時(shí)為了實(shí)現(xiàn)對(duì)二氧化碳的回收利用，本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置有流體接觸塔29，所述流體接觸塔29用于吸收從第四反應(yīng)器13排出的二氧化碳?xì)怏w。具體的，在流體接觸塔29內(nèi)可采用氫氧化鈉溶液實(shí)現(xiàn)對(duì)二氧化碳的有效吸收，并且通過(guò)采用氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳后可生碳酸鈉和/或碳酸氫鈉溶液；這樣可進(jìn)一步將生成的碳酸鈉和/或碳酸氫鈉溶液加入到第五反應(yīng)器16內(nèi)用于反應(yīng)。
另外，為了便于調(diào)節(jié)和控制各加入溶液的濃度配比，本實(shí)用新型進(jìn)一步還可設(shè)置相應(yīng)的混合罐，如參照附圖1中所示的分別設(shè)置有相應(yīng)的第一混合罐30、第二混合罐31、第三混合罐32和第四混合罐33。其中，第一混合罐30的作用是用于配置相應(yīng)濃度的碳酸氫銨溶液，然后再將在第一混合罐30內(nèi)配置的碳酸氫銨溶液根據(jù)需要相應(yīng)地加入到第三反應(yīng)器8內(nèi)。第二混合罐31則是用于配置鹽酸溶液，然后再將其加入到第四反應(yīng)器13內(nèi)。第三混合罐32是用于配置第一混酸溶液，然后再將其加入到第一反應(yīng)器1內(nèi)；并且可將第二過(guò)濾器5過(guò)濾的濾液加入到第三混合罐32內(nèi)用于配置相應(yīng)濃度的第一混酸溶液。第四混合罐33是用于配置第二混酸溶液，然后再將其加入到第而反應(yīng)器4內(nèi)；并且可將第三過(guò)濾器7過(guò)濾的濾液加入到第四混合罐33內(nèi)用于配置相應(yīng)濃度的第二混酸溶液。
另外，為了便于回收并緩存由水洗塔組內(nèi)相應(yīng)的過(guò)濾器所過(guò)濾的濾液，進(jìn)一步設(shè)置有第一緩存罐10和第二緩存罐20；其中，第一緩存罐10用于緩存第九過(guò)濾器28過(guò)濾的濾液，并可將其用于第三水洗塔25中；而第二緩存罐20則用于緩存第八過(guò)濾器26過(guò)濾的濾液，并可將其用于第二水洗塔23中；另外經(jīng)過(guò)第七過(guò)濾器24過(guò)濾的濾液還可回收至流體接觸塔29中使用。
另外，為了提高反應(yīng)器、水洗塔、混合罐等的反應(yīng)效果或者液體混合效果，進(jìn)一步設(shè)置各反應(yīng)器、水洗塔以及混合罐等均帶有攪拌裝置。
參照附圖1中所示，本實(shí)用新型的一種典型工藝流程如下：
在第三混合罐32內(nèi)，將重量占比為36.5%的鹽酸溶液和重量占比為36.5%的硫酸溶液按照鹽酸/硫酸的質(zhì)量比為1:2進(jìn)行混合，得到質(zhì)量濃度約為15~20g/L的第一混酸溶液；而在第四混合罐33內(nèi)則按照鹽酸/硫酸的質(zhì)量比為1:3進(jìn)行混合，得到質(zhì)量濃度8~12g/L的第二混酸溶液。
之后，將脫硫石膏加入到第一反應(yīng)器1內(nèi)，并用第一混酸溶液對(duì)脫硫石膏進(jìn)行第一次酸洗處理；之后將經(jīng)過(guò)第一次酸洗處理后的固體物質(zhì)通過(guò)第一過(guò)濾器2進(jìn)行過(guò)濾；之后再在第二反應(yīng)器4內(nèi)對(duì)經(jīng)過(guò)第一次酸洗處理后的脫硫石膏進(jìn)行第二次酸洗處理。上述兩次酸洗處理的目的是去除原脫硫石膏中的Fe2O3與MgO等金屬氧化物。當(dāng)然，參照附圖1中所示，還可將第二次酸洗處理后由第二過(guò)濾器5過(guò)濾的濾液進(jìn)行回收，并加入到相應(yīng)的第三混合罐32內(nèi)，用于配置第一混酸溶液。
經(jīng)過(guò)兩次酸洗處理后的固體物質(zhì)由第二過(guò)濾器5過(guò)濾后加入第一水洗塔6內(nèi)進(jìn)行水洗處理，然后再由第三過(guò)濾器7進(jìn)行過(guò)濾分離，并且分離出的濾液又可通過(guò)回收至第四混合罐33內(nèi)，用于配置第二混酸溶液。
經(jīng)過(guò)第三過(guò)濾器7過(guò)濾分離出的固體物質(zhì)加入到第三反應(yīng)器8，同時(shí)向第三反應(yīng)器8內(nèi)加入相應(yīng)的碳酸氫銨溶液后進(jìn)行反應(yīng)；其主要目的是將Ca2+轉(zhuǎn)化為碳酸鈣（CaCO3）沉淀物，同時(shí)獲得硫酸銨溶液；之后經(jīng)過(guò)第四過(guò)濾器9的過(guò)濾后，將主要成分為硫酸銨的濾液再通過(guò)第一蒸發(fā)結(jié)晶器11進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，以最終得到硫酸銨產(chǎn)品，可作為化肥用，并將最終得到的硫酸銨存儲(chǔ)于第一存儲(chǔ)箱12內(nèi)。
而經(jīng)過(guò)第四過(guò)濾器9過(guò)濾后的固體物質(zhì)，主要為碳酸鈣固體，之后將其加入到第四反應(yīng)器13內(nèi)，并與鹽酸溶液進(jìn)行反應(yīng)，以生成二氧化碳?xì)怏w和氯化鈣溶液。之后再通過(guò)第五過(guò)濾器14進(jìn)行過(guò)濾，以過(guò)濾出未溶解于鹽酸溶液中的雜質(zhì)，如二氧化硅等；并將該部分雜質(zhì)存儲(chǔ)于第二存儲(chǔ)箱15內(nèi)。而通過(guò)第五過(guò)濾器14過(guò)濾的濾液則加入到第五反應(yīng)器16內(nèi)，與加入的碳酸鈉和/或碳酸氫鈉溶液進(jìn)行反應(yīng)，以生成納米級(jí)別的碳酸鈣沉淀物和氯化鈉溶液；然后再經(jīng)過(guò)第六過(guò)濾器17以及水洗塔組的水洗、過(guò)濾，并最終通過(guò)干燥機(jī)18的干燥后將得到的納米碳酸鈣存儲(chǔ)于第三存儲(chǔ)箱19內(nèi)。而對(duì)于氯化鈉溶液，則經(jīng)過(guò)第六過(guò)濾器17過(guò)濾后再通過(guò)第二蒸發(fā)結(jié)晶器21進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，以最終得到氯化鈉產(chǎn)品，并將最終得到的氯化鈉存儲(chǔ)于第四存儲(chǔ)箱22內(nèi)。
另外，在第四反應(yīng)器13內(nèi)產(chǎn)生的二氧化碳，則由流體接觸塔29進(jìn)行吸收，具體的可在流體接觸塔29內(nèi)通入相應(yīng)的氫氧化鈉溶液；由氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳后生成碳酸鈉和/或碳酸氫鈉溶液；之后還可將生成的碳酸鈉和/或碳酸氫鈉溶液加入到第五反應(yīng)器16內(nèi)用于反應(yīng)。
以上所述，僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的情況下，在本實(shí)用新型的精神和原則內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。