[發明專利]一種將濕法脫硫石膏直接轉化為硫酸銨和碳酸鈣并循環利用的方法

在審

• 申請號: 201710886137.5
• 申請日: 2017-09-27
• 公開（公告）號: CN107583466A
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 任岷
• 申請（專利權）人: 四川恒泰環境技術有限責任公司
• 主分類號: B01D53/96
• 分類號: B01D53/96;B01D53/50;B01D53/80;C01C1/244;C01F11/18
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司51214
• 代理人: 沈強

技術領域

本發明涉及環境保護領域，具體為一種將濕法脫硫石膏直接轉化為硫酸銨和碳酸鈣并循環利用的方法。本發明能夠將煙氣脫硫副產的脫硫石膏轉化為硫酸銨及碳酸鈣，且其通過與濕法脫硫的相互配合，能夠有效降低水的消耗和能耗，具有較好的環境友好性，值得大規模推廣和應用。

背景技術

在燃煤電廠、煉油廠、鋼鐵廠及冶金等企業的生產過程中，所產生的含二氧化硫煙氣經過石灰石-石膏濕法脫硫工藝處理，得到副產物脫硫石膏。目前，我國含硫煙氣脫硫采用濕法脫硫所產生的脫硫石膏年產量在7500萬噸以上。盡管這種脫硫石膏部分能被作為建筑及裝飾石膏加以利用，少量作為水泥的緩凝劑用于水泥生產中；但大多數脫硫石膏受品位、周圍環境資源、地理位置等原因，未加利用，而只能暫時堆放處理。堆置處理不但占地面積大，而且還容易造成二次污染，影響堆放場周圍地下水水質及鄰近河道水質，造成嚴重的環境污染問題。將脫硫石膏轉化為硫酸銨和碳酸鈣，能夠豐富和提高脫硫石膏的利用途徑和利用率，并對周圍農業生產產生積極影響。

硫酸銨作為一種化學肥料，很早以前就被用于農業生產中。硫酸銨的含氮量為21.2%，含硫量為24.2%，營養成分含量高于碳酸氫銨（碳酸氫銨的含氮量為17.7%）。另外，碳酸氫銨的化學性質不穩定，施用時易分解，肥效利用率不高；而硫酸銨的化學穩定性較好，其肥效及農作物吸收利用率高于碳酸氫銨。我國北方土壤普遍缺硫，而硫酸銨不僅含有農作物生長所需要的大宗元素氮，還含有農作物生長所需的中量元素硫。將硫酸銨用于我國北方土壤，具有較好的經濟價值和環保價值。因此，通過脫硫石膏轉化副產的硫酸銨應用于農業，拓展了脫硫石膏的利用及消化。

為此，中國專利CN103920371A中公開了一種利用煙氣脫硫石膏或脫硫灰渣制備碳酸鈣聯產硫酸銨的方法，其在脫硫石膏或脫硫灰渣中按固液質量比10% ～ 30% 的比例加入水，將其攪拌均勻，形成懸濁液；2）按碳酸氫銨（NH₄HCO₃）：氨水（NH₃·H₂O） ：脫硫石膏或脫硫灰渣中CaSO4物質的量的比為1 ～ 1.6 ：1 ～ 1.6 ：1 的比例，在上述懸濁液中加入NH₄HCO₃固體及質量百分比濃度為1% ～ 30% 的NH₃·H₂O，并將懸濁液、NH₄HCO₃固體，及NH₃·H₂O 組成的混合物進行攪拌，反應0.5 ～ 2h ；3）將步驟2）的反應產物進行固液分離，得到碳酸鈣固體及硫酸銨溶液。

中國專利CN101284676B中公開了一種硫酸銨制造工藝，其在氨水濃度為180-200 滴度、氨水溫度為40 ℃ -50 ℃ 的含二氧化碳（CO₂）的氨水中，加入粒度為150-200 目的石膏粉，加熱使碳化氨水與石膏進行反應，反應時的混合液體的pH 值為7.2-7.5，反應溫度控制在50-55℃，反應時間為1-2 小時；把反應后的混合液體進行過濾，把分離出碳酸鈣（CaCO₃）的硫酸銨液體經過冷卻、結晶，結晶后的硫酸銨液體分離出水份，即得到硫酸銨產品，并同時副產碳酸鈣。

中國專利CN102583443B中公開了以碳酸氫銨為主原料生產硫酸銨的方法，其將固體碳酸氫銨、工藝水、液氨或氣氨，通過計量，按質量配比加入溶解槽反應，制成碳酸銨溶液；再將碳酸銨溶液用泵打進轉化反應器，按比例加入磷石膏進行轉化反應。反應后的料漿用泵打到過濾機，真空下過濾，分離出硫酸銨濾液和碳酸鈣渣濾餅；(4)將硫酸銨濾液用泵送入蒸發結晶，結晶后得出硫酸銨料漿，最后經離心分離、干燥得到硫酸銨產品。

申請人研究發現，在上述方法中，需要添加單獨的工藝水，并需要將反應液通過外加條件從室溫升溫至40℃-70℃；而如何進一步降低整體的能耗，則成為迫切需要解決的問題。為此，本發明提供一種將濕法脫硫石膏直接轉化為硫酸銨和碳酸鈣并循環利用的方法。

發明內容