【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及脫硫石膏固廢利用，具體涉及一種脫硫石膏鈣循環利用系統及其方法。
技術介紹
1、燃煤電廠煤炭燃燒過程中會產生大量的二氧化硫污染物，目前采用石灰石-石膏濕法脫硫工藝將二氧化硫吸收實現煙氣的超低排放，該過程中產生大量的脫硫石膏(主要成分為caso4·2h2o)。石膏不僅占據了土地面積，還形成了資源的浪費。石灰石-石膏濕法脫硫工藝法脫硫每年至少開采優質石灰石1.25億噸，對生態環境有一定的影響。如何將脫硫石膏低成本、低能耗地轉化成碳酸鈣，實現脫硫過程中的鈣資源循環、同時產生高價值的副產品是近年來技術發展重要方向。
2、如公式所示的化學反應，脫硫石膏在常溫狀態下與氨水及co2進行一步反應，獲得碳酸鈣、硫酸銨和三聚氰酸。
3、caso4·2h2o+2nh3·h2o+co2→caco3+(nh4)2so4+3h2o
4、其中，影響總反應效率的是二氧化碳氣體在漿液中的氣液傳質擴散速率，通常來說，直徑越小的氣泡在漿液中的停留時間越長、氣液接觸面積越大、傳質效果越好，有利于加快化學反應進度。傳統方式都是通過一根或幾根曝氣管將二氧化碳通入脫硫石膏反應系統中，但是該方法二氧化碳溶解速度低，部分二氧化碳不能完全被吸收，且氣泡由于其上浮力使得在漿液以下的停留時間很短，到了漿液面以上后氣泡破裂導致沒有反應的二氧化碳浪費，因此如何提高二氧化碳氣體在漿液中停留時間、氣液接觸面積是提高二水硫酸鈣向碳酸鈣轉化速率和效率的重點方向。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是為
2、為了實現上述目的，本專利技術第一方面提供了一種脫硫石膏鈣循環利用系統，該系統包括：石膏反應單元、石膏存儲單元、二氧化碳微納米氣泡生成單元和氨水單元，其中，所述石膏存儲單元包括石膏儲存裝置以及能夠分別向所述石膏反應單元和所述氨水單元供給石膏的石膏輸送管線；所述二氧化碳微納米氣泡生成單元包括二氧化碳儲存裝置和二氧化碳微納米氣泡發生裝置；所述氨水單元包括氨水儲罐和用于向所述石膏反應單元輸送物料的第三管線；所述氨水儲罐與所述二氧化碳微納米氣泡發生裝置之間通過設置有第一循環泵的第一管線和通過設置有第二循環泵的第二管線連接，使得所述氨水儲罐能夠通過所述第一管線向所述二氧化碳微納米氣泡發生裝置輸送物料，并且所述二氧化碳微納米氣泡發生裝置能夠通過所述第二管線向所述氨水儲罐輸送物料；在所述二氧化碳微納米氣泡發生裝置中，來自所述二氧化碳儲存裝置的二氧化碳氣體與通過所述第一管線噴射入的物料混合，形成具有二氧化碳微米或納米氣泡的流體。
3、優選地，所述石膏反應單元包括石膏反應裝置、第一攪拌裝置、漿清液循環裝置、漿液出口、漿液液固分離裝置和固液分離裝置，其中，所述石膏反應裝置用于將經過所述氨水單元處理得到的物料和石膏反應，得到漿液；所述第一攪拌裝置用于將所述石膏反應裝置內的物料進行攪拌；將經過所述石膏反應裝置處理得到的漿液通過所述漿液出口進入所述漿液液固分離裝置進行固液分離，經過所述漿液液固分離裝置處理得到的部分或全部液相通過所述漿清液循環裝置進入所述石膏反應裝置；經過所述漿液液固分離裝置處理得到的固相進入所述固液分離裝置進行進一步固液分離。
4、優選地，所述氨水單元還包括氨水泵、第二攪拌裝置，其中，所述氨水泵用于將所述氨水儲罐內的部分物料經過所述第三管線泵入所述石膏反應單元和/或將所述氨水儲罐內的另一部分物料返回所述氨水儲罐；所述第二攪拌裝置用于將所述氨水儲罐內的物料進行攪拌。
5、優選地，所述系統還包括尾氣凈化單元，所述尾氣凈化單元用于將所述石膏反應單元排出的尾氣進行吸收。
6、本專利技術第二方面提供了一種脫硫石膏鈣循環利用方法，該方法在權利要求1-4中任意一項所述的脫硫石膏鈣循環利用系統中進行，該方法包括以下步驟：
7、(1)在所述二氧化碳微納米氣泡發生裝置中，將來自所述二氧化碳儲存裝置的二氧化碳氣體與通過所述第一管線噴射入的物料混合，形成具有二氧化碳微米或納米氣泡的流體；
8、(2)將石膏存儲單元內的石膏通入石膏反應單元內，將所述氨水單元內的物料經過設置有第一循環泵的第一管線通入所述二氧化碳微納米氣泡生成單元內進行反應，接著將所述二氧化碳微納米氣泡生成單元內的物料經過設置有第二循環泵的第二管線通入所述氨水單元內進行反應；然后將所述氨水單元內的部分物料經過所述第三管線通入所述石膏反應單元內與石膏反應生成碳酸鈣；或，將石膏存儲單元內的石膏通入氨水單元和石膏反應單元內，接著將所述氨水單元內的物料經過設置有第一循環泵的第一管線通入所述二氧化碳微納米氣泡生成單元內進行反應，接著將所述二氧化碳微納米氣泡生成單元內的物料經過設置有第二循環泵的第二管線通入所述氨水單元內進行反應；然后將所述氨水單元內的部分物料經過所述第三管線通入所述石膏反應單元內與石膏反應生成碳酸鈣。
9、優選地，該方法還包括：將所述氨水單元內的另一部分物料返回所述氨水單元。
10、優選地，該方法還包括：將經過所述石膏反應單元排出的尾氣通入所述尾氣凈化單元進行吸收。
11、優選地，該方法還包括：在所述石膏反應單元中，將經過石膏反應裝置排出的漿液經過所述漿液出口輸送至所述漿液液固分離裝置進行固液分離，將經過所述漿液液固分離裝置處理得到的部分或全部液相通過所述漿清液循環裝置進入所述石膏反應裝置；將經過所述漿液液固分離裝置處理得到的固相輸送至所述固液分離裝置進行進一步固液分離，得到碳酸鈣固體并回收。
12、優選地，該方法還包括：將經過石膏反應裝置排出的物料通過所述第一循環泵輸送至所述二氧化碳微納米氣泡發生裝置。
13、優選地，所述二氧化碳微納米氣泡發生裝置的物料的ph值為6-10.5。
14、與現有技術相比，本專利技術具有如下技術效果：
15、(1)按照本專利技術所述的脫硫石膏鈣循環利用系統，充分利用微納米氣泡具有比表面積大、上浮速度慢和傳質效率高的特點，提高了二氧化碳吸收效率，加快了氨水與二氧化碳的反應，有效降低了氨逃逸含量；并提高了微納米氣泡在二氧化碳微納米氣泡生成單元內的停留時間；通過將未反應的微納米氣泡可以繼續進入氨水單元反應，提高了二氧化碳的利用率；
16、(2)在本專利技術所述的脫硫石膏鈣循環利用系統中，通過微納米二氧化碳氣泡既可以與氨水在二氧化碳微納米氣泡生成單元內先反應生成碳酸氫銨和碳酸銨，然后進入石膏反應單元繼續與石膏反應，并分別控制各個單元內的ph值，使堿性溶液更容易和二氧化碳反應，加快了硫酸鈣與碳酸銨的反應速率，促進了硫酸鈣反應發生，降低了二氧化碳的物耗，減少了氨逃逸；在更優選的情本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種脫硫石膏鈣循環利用系統，其特征在于，該系統包括：石膏反應單元(1)、石膏存儲單元(3)、二氧化碳微納米氣泡生成單元(4)和氨水單元(5)，其中，
2.根據權利要求1所述的脫硫石膏鈣循環利用系統，其特征在于，所述石膏反應單元(1)包括石膏反應裝置(101)、第一攪拌裝置(102)、漿清液循環裝置(103)、漿液出口(105)、漿液液固分離裝置(106)和固液分離裝置(107)，
3.根據權利要求1或2所述的脫硫石膏鈣循環利用系統，其特征在于，所述氨水單元(5)還包括氨水泵(501)、第二攪拌裝置(504)，
4.根據權利要求1-3任意一項所述的脫硫石膏鈣循環利用系統，其特征在于，所述系統還包括尾氣凈化單元(2)，所述尾氣凈化單元(2)用于將所述石膏反應單元(1)排出的尾氣進行吸收。
5.一種脫硫石膏鈣循環利用方法，其特征在于，該方法在權利要求1-4中任意一項所述的脫硫石膏鈣循環利用系統中進行，該方法包括以下步驟：
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，該方法還包括：將所述氨水單元(5)內的另一部分物料返回所述氨
7.根據權利要求5或6所述的方法，其特征在于，該方法還包括：將經過所述石膏反應單元(1)排出的尾氣通入所述尾氣凈化單元(2)進行吸收。
8.根據權利要求5-7中任意一項所述的方法，其特征在于，該方法還包括：在所述石膏反應單元(1)中，將經過石膏反應裝置(101)排出的漿液經過所述漿液出口(105)輸送至所述漿液液固分離裝置(106)進行固液分離，將經過所述漿液液固分離裝置(106)處理得到的部分或全部液相通過所述漿清液循環裝置(103)進入所述石膏反應裝置(101)；將經過所述漿液液固分離裝置(106)處理得到的固相輸送至所述固液分離裝置(107)進行進一步固液分離，得到碳酸鈣固體并回收。
9.根據權利要求5-8中任意一項所述的方法，其特征在于，該方法還包括：將經過石膏反應裝置(101)排出的物料通過所述第一循環泵(402)輸送至所述二氧化碳微納米氣泡發生裝置(403)。
10.根據權利要求5-9中任意一項所述的方法，其特征在于，所述二氧化碳微納米氣泡發生裝置(403)的物料的pH值為6-10.5。
...【技術特征摘要】
1.一種脫硫石膏鈣循環利用系統，其特征在于，該系統包括：石膏反應單元(1)、石膏存儲單元(3)、二氧化碳微納米氣泡生成單元(4)和氨水單元(5)，其中，
2.根據權利要求1所述的脫硫石膏鈣循環利用系統，其特征在于，所述石膏反應單元(1)包括石膏反應裝置(101)、第一攪拌裝置(102)、漿清液循環裝置(103)、漿液出口(105)、漿液液固分離裝置(106)和固液分離裝置(107)，
3.根據權利要求1或2所述的脫硫石膏鈣循環利用系統，其特征在于，所述氨水單元(5)還包括氨水泵(501)、第二攪拌裝置(504)，
4.根據權利要求1-3任意一項所述的脫硫石膏鈣循環利用系統，其特征在于，所述系統還包括尾氣凈化單元(2)，所述尾氣凈化單元(2)用于將所述石膏反應單元(1)排出的尾氣進行吸收。
5.一種脫硫石膏鈣循環利用方法，其特征在于，該方法在權利要求1-4中任意一項所述的脫硫石膏鈣循環利用系統中進行，該方法包括以下步驟：
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，該方法還包括：將所述氨水單元(5)內的另一部分物料返...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉劍鋒，楊春振，高儼，叢瑋，
申請(專利權)人：國能山東能源環境有限公司，
類型：發明
國別省市：
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