本實用新型涉及一種用脫硫石膏聯(lián)產納米碳酸鈣、硫酸銨和氯化銨的系統(tǒng)。
背景技術：
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）過程的副產品，F(xiàn)GD過程是一項采用石灰-石灰石回收燃煤或油的煙氣中的二氧化硫的技術。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，它不僅有力地促進了國家環(huán)保循環(huán)經濟的進一步發(fā)展，而且還大大降低了礦石膏的開采量，保護了資源。但是對于脫硫石膏在除建筑材料以外的其它方面的應用還處于起步階段。
技術實現(xiàn)要素：
本實用新型解決的技術問題是提供一種用脫硫石膏聯(lián)產納米碳酸鈣、硫酸銨和氯化銨的系統(tǒng)，以拓展脫硫石膏的用途。
本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：一種用脫硫石膏聯(lián)產納米碳酸鈣、硫酸銨和氯化銨的系統(tǒng)，包括，
第一反應器，所述第一反應器用于脫硫石膏和第一混酸溶液進行反應；
第一過濾器，所述第一過濾器用于將從第一反應器反應后排出的固液混合物進行固液過濾分離；
廢液池，所述廢液池用于存儲經過第一過濾器過濾分離后的濾液；
第二反應器，所述第二反應器用于將經過第一過濾器過濾分離后的固體物質和第二混酸溶液進行反應；
第二過濾器，所述第二過濾器用于將從第二反應器反應后排出的固液混合物進行固液過濾分離；
第一水洗塔，所述第一水洗塔用于對經過第二過濾器過濾分離后的固體物質進行水洗處理；
第三過濾器，所述第三過濾器用于將從第一水洗塔反應后排出的固液混合物進行固液過濾分離；
第三反應器，所述第三反應器用于經過第三過濾器過濾分離后的固體物質和碳酸氫銨溶液進行反應；
第四過濾器，所述第四過濾器用于將從第三反應器反應后排出的固液混合物進行固液過濾分離；
第一噴霧塔，所述第一噴霧塔用于將經過第四過濾器過濾分離后的濾液進行濃縮結晶；
第一干燥機，所述第一干燥機用于將經過第一噴霧塔濃縮結晶后的結晶物質進行干燥；
第一存儲箱，所述第一存儲箱用于存儲由第一干燥機干燥后的固體物質；
第四反應器，所述第四反應器用于經過第四過濾器過濾分離后的固體物質與鹽酸溶液進行反應；
第五過濾器，所述第五過濾器用于將從第四反應器反應后排出的固液混合物進行固液過濾分離；
第二存儲箱，所述第二存儲箱用于存儲經過第五過濾器過濾分離后的固體物質；
第五反應器，所述第五反應器用于經過第五過濾器過濾分離后的濾液與碳酸銨溶液進行反應；
第六過濾器，所述第六過濾器用于將從第五反應器反應后排出的固液混合物進行固液過濾分離；
水洗塔組，所述水洗塔組用于對經過第六過濾器過濾分離后的固體物質進行水洗處理；
第二干燥機，所述第二干燥機用于對經過水洗塔組水洗處理后的固體物質進行干燥處理；
第三存儲箱，所述第三存儲箱用于存儲經過第二干燥機干燥后的固體物質；
第二噴霧塔，所述第二噴霧塔用于將經過第六過濾器過濾分離后的濾液進行濃縮結晶；
第三干燥機，所述第三干燥機用于將經過第二噴霧塔濃縮結晶后的結晶物質進行干燥；
第四存儲箱，所述第四存儲箱用于存儲由第三干燥機干燥后的固體物質。
進一步的是：所述水洗塔組包括依次設置的第二水洗塔、第七過濾器、第三水洗塔、第八過濾器、第四水洗塔和第九過濾器。
進一步的是：還包括流體接觸塔，所述流體接觸塔用于吸收從第四反應器排出的二氧化碳氣體。
本實用新型的有益效果是：通過采用本實用新型所述的用脫硫石膏聯(lián)產納米碳酸鈣、硫酸銨和氯化銨的系統(tǒng)，可利用脫硫石膏制備得到納米碳酸鈣、硫酸銨和氯化銨；因此可實現(xiàn)對脫硫石膏的有效利用，進而拓展脫硫石膏的用途，提高脫硫石膏的商業(yè)價值。
附圖說明
圖1為本實用新型所述的用脫硫石膏聯(lián)產納米碳酸鈣、硫酸銨和氯化銨的系統(tǒng)的示意圖；
圖中標記為：第一反應器1、第一過濾器2、廢液池3、第二反應器4、第二過濾器5、第一水洗塔6、第三過濾器7、第三反應器8、第四過濾器9、第一噴霧塔10、第一干燥機11、第一存儲箱12、第四反應器13、第五過濾器14、第二存儲箱15、第五反應器16、第六過濾器17、第二干燥機18、第三存儲箱19、第二噴霧塔20、第三干燥機21、第四存儲箱22、第二水洗塔23、第七過濾器24、第三水洗塔25、第八過濾器26、第四水洗塔27、第九過濾器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、第五混合罐34。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型進一步說明。
如圖1中所示的具體示例，本實用新型所述的一種用脫硫石膏聯(lián)產納米碳酸鈣、硫酸銨和氯化銨的系統(tǒng)，包括，
第一反應器1，所述第一反應器1用于脫硫石膏和第一混酸溶液進行反應；
第一過濾器2，所述第一過濾器2用于將從第一反應器1反應后排出的固液混合物進行固液過濾分離；
廢液池3，所述廢液池3用于存儲經過第一過濾器2過濾分離后的濾液；
第二反應器4，所述第二反應器4用于將經過第一過濾器2過濾分離后的固體物質和第二混酸溶液進行反應；
第二過濾器5，所述第二過濾器5用于將從第二反應器4反應后排出的固液混合物進行固液過濾分離；
第一水洗塔6，所述第一水洗塔6用于對經過第二過濾器5過濾分離后的固體物質進行水洗處理；
第三過濾器7，所述第三過濾器7用于將從第一水洗塔6反應后排出的固液混合物進行固液過濾分離；
第三反應器8，所述第三反應器8用于經過第三過濾器7過濾分離后的固體物質和碳酸氫銨溶液進行反應；
第四過濾器9，所述第四過濾器9用于將從第三反應器8反應后排出的固液混合物進行固液過濾分離；
第一噴霧塔10，所述第一噴霧塔10用于將經過第四過濾器9過濾分離后的濾液進行濃縮結晶；
第一干燥機11，所述第一干燥機11用于將經過第一噴霧塔10濃縮結晶后的結晶物質進行干燥；
第一存儲箱12，所述第一存儲箱12用于存儲由第一干燥機11干燥后的固體物質；
第四反應器13，所述第四反應器13用于經過第四過濾器9過濾分離后的固體物質與鹽酸溶液進行反應；
第五過濾器14，所述第五過濾器14用于將從第四反應器13反應后排出的固液混合物進行固液過濾分離；
第二存儲箱15，所述第二存儲箱15用于存儲經過第五過濾器14過濾分離后的固體物質；
第五反應器16，所述第五反應器16用于經過第五過濾器14過濾分離后的濾液與碳酸銨溶液進行反應；
第六過濾器17，所述第六過濾器17用于將從第五反應器16反應后排出的固液混合物進行固液過濾分離；
水洗塔組，所述水洗塔組用于對經過第六過濾器17過濾分離后的固體物質進行水洗處理；
第二干燥機18，所述第二干燥機18用于對經過水洗塔組水洗處理后的固體物質進行干燥處理；
第三存儲箱19，所述第三存儲箱19用于存儲經過第二干燥機18干燥后的固體物質；
第二噴霧塔20，所述第二噴霧塔20用于將經過第六過濾器17過濾分離后的濾液進行濃縮結晶；
第三干燥機21，所述第三干燥機21用于將經過第二噴霧塔20濃縮結晶后的結晶物質進行干燥；
第四存儲箱22，所述第四存儲箱22用于存儲由第三干燥機21干燥后的固體物質。
其中，水洗塔組可進一步包括依次設置的第二水洗塔23、第七過濾器24、第三水洗塔25、第八過濾器26、第四水洗塔27和第九過濾器28。這樣可通過水洗塔組實現(xiàn)對相應的固體物質進行三次的水洗、過濾處理，進而確保最終進入第二干燥機18內的固體物質表面附著的其他溶液雜質已被有效清洗。
另外，考慮到在第四反應器13內反應后會產生大量的二氧化碳氣體，為了避免該部分氣體直接排放到大氣環(huán)境中，同時為了實現(xiàn)對二氧化碳的回收利用，本實用新型進一步設置有流體接觸塔29，所述流體接觸塔29用于吸收從第四反應器13排出的二氧化碳氣體。具體的，在流體接觸塔29內可采用碳酸銨溶液實現(xiàn)對二氧化碳的有效吸收，并且通過采用碳酸銨溶液吸收二氧化碳后可生碳酸氫銨溶液；這樣可進一步將生成的碳酸氫銨溶液加入到第三反應器8用于反應。
另外，為了便于調節(jié)和控制各加入溶液的濃度配比，本實用新型進一步還可設置相應的混合罐，如參照附圖1中所示的分別設置有相應的第一混合罐30、第二混合罐31、第三混合罐32、第四混合罐33和第五混合罐34。其中，第一混合罐30的作用是用于配置相應濃度的碳酸氫銨溶液，然后再將在第一混合罐30內配置的碳酸氫銨溶液根據(jù)需要相應地加入到第三反應器8內；并且還可將在流體接觸塔29內生成的碳酸氫銨溶液加入到第一混合罐30中進行配置以回收使用。第二混合罐31則是用于配置碳酸銨溶液，然后再將其加入到第五反應器16內。第三混合罐32是用于配置鹽酸溶液，然后再將其加入到第四反應器13內。第四混合罐33是用于配置第一混酸溶液，然后再將其加入到第一反應器1內；并且可將第二過濾器5過濾的濾液加入到第四混合罐33內用于配置相應濃度的第一混酸溶液。第五混合罐34是用于配置第二混酸溶液，然后再將其加入到第而反應器4內；并且可將第三過濾器7過濾的濾液加入到第五混合罐34內用于配置相應濃度的第二混酸溶液。
另外，為了提高反應器、水洗塔、混合罐等的反應效果或者液體混合效果，進一步設置各反應器、水洗塔以及混合罐等均帶有攪拌裝置。
參照附圖1中所示，本實用新型的一種典型工藝流程如下：
在第四混合罐33內，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/硫酸的質量比為1:2進行混合，得到質量濃度約為15~20g/L的第一混酸溶液；而在第五混合罐34內則按照鹽酸/硫酸的質量比為1:3進行混合，得到質量濃度8~12g/L的第二混酸溶液。
之后，將脫硫石膏加入到第一反應器1內，并用第一混酸溶液對脫硫石膏進行第一次酸洗處理；之后將經過第一次酸洗處理后的固體物質通過第一過濾器2進行過濾；之后再在第二反應器4內對經過第一次酸洗處理后的脫硫石膏進行第二次酸洗處理。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。當然，參照附圖1中所示，還可將第二次酸洗處理后由第二過濾器5過濾的濾液進行回收，并加入到相應的第四混合罐33內，用于配置第一混酸溶液。
經過兩次酸洗處理后的固體物質由第二過濾器5過濾后加入第一水洗塔6內進行水洗處理，然后再由第三過濾器7進行過濾分離，并且分離出的濾液又可通過回收至第五混合罐34內，用于配置第二混酸溶液。
經過第三過濾器7過濾分離出的固體物質加入到第三反應器8，同時向第三反應器8內加入相應的碳酸氫銨溶液后進行反應；其主要目的是將Ca2+轉化為碳酸鈣（CaCO3）沉淀物，同時獲得硫酸銨溶液；之后經過第四過濾器9的過濾后，將主要成分為硫酸銨的濾液加入第一噴霧塔10內進行濃縮結晶，然后再通過第一干燥機11進行干燥，以最終得到硫酸銨產品，可作為化肥用，并將最終得到的硫酸銨存儲于第一存儲箱12內。
而經過第四過濾器9過濾后的固體物質，主要為碳酸鈣固體，之后將其加入到第四反應器13內，并與鹽酸溶液進行反應，以生成二氧化碳氣體和氯化鈣溶液。之后再通過第五過濾器14進行過濾，以過濾出未溶解于鹽酸溶液中的雜質，如二氧化硅等；并將該部分雜質存儲于第二存儲箱15內。而通過第五過濾器14過濾的濾液則加入到第五反應器16內，與加入的碳酸銨溶液進行反應，以生成納米級別的碳酸鈣沉淀物和氯化銨溶液；然后再經過第六過濾器17以及水洗塔組的水洗、過濾，并最終通過第二干燥機18的干燥后將得到的納米碳酸鈣存儲于第三存儲箱19內。而對于氯化銨溶液，則經過第六過濾器17過濾后加入到第二噴霧塔20內進行濃縮結晶，然后再通過第三干燥機21進行干燥，以最終得到氯化銨產品，可作為化肥用，并將最終得到的氯化銨存儲于第四存儲箱22內。
另外，在第四反應器13內產生的二氧化碳，則由流體接觸塔29進行吸收，具體的可在流體接觸塔29內通入相應的碳酸銨溶液；由碳酸銨溶液吸收二氧化碳后生成碳酸氫銨溶液；之后還可將生成的碳酸氫銨溶液加入到第一混合罐30內，并最終經過配置后加入到第三反應器8內用于反應。
以上所述，僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在不付出創(chuàng)造性勞動的情況下，在本實用新型的精神和原則內所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。