[發明專利]一種實驗室模擬煙氣脫硫過程制備脫硫石膏的方法

無效

• 申請號: 201310051568.1
• 申請日: 2013-02-17
• 公開（公告）號: CN103073044A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 司政凱;王宏霞;曹林方;鄧小成;王安會;董剛;張文生
• 申請（專利權）人: 河南民安新型材料有限公司
• 主分類號: C01F11/46
• 分類號: C01F11/46
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 王聚才;楊海霞

技術領域

本發明涉及一種制備脫硫石膏的方法，具體涉及到在實驗室條件下模擬火電廠濕法煙氣脫硫過程制備脫硫石膏的方法及裝置。

背景技術

濕法煙氣脫硫石膏是火電廠濕法煙氣脫硫的副產物。近年來，隨著我國濕法煙氣脫硫技術的實施推廣，煙氣脫硫石膏的排放量與日俱增，目前已經成為我國亟待資源化利用的一大宗工業固體廢棄物。然而由于煙氣脫硫石膏所特有的制備工藝，其本身組成結構的某些方面不同于天然石膏，故其在資源化利用方面存在諸多問題。目前煙氣脫硫石膏資源化利用率仍不足10%，大量的煙氣脫硫石膏仍被廢棄處理。為此，要想解決煙氣脫硫石膏的資源化利用問題，必須從根本上對煙氣脫硫石膏進行針對性的研究，這其中就涉及到如何在實驗室條件下模擬制備煙氣脫硫石膏的問題。

目前國內外就實驗室條件下模擬制備煙氣脫硫石膏的方法，主要為溶液合成法，即在水溶液中由含有鈣離子和硫酸根離子的化學試劑在含有一定量雜質的水溶液中制備得到。最為常用的方法是由氯化鈣和硫酸鈉兩種化學純試劑制備脫硫石膏；也有少量采用氫氧化鈣和硫酸反應制備石膏的方法。這些方法制備合成脫硫石膏存在的主要問題是：研究不具有針對性，與煙氣脫硫石膏實際的氣液形成條件存在很大的差別，未能真實重現煙氣脫硫石膏晶體結晶的過程。故合成出的石膏也不能代表煙氣脫硫石膏的自有特點，研究結果偏差較大。

此外，我國目前已有諸多針對煙氣脫硫裝置的專利（例如，ZL?99220302.3、ZL00214112.4和ZL?00254473.3等），但這些專利存在的共同特點是：（1）主要是針對工業上的應用開展，裝置普遍結構復雜，占地面積大，運行成本高，因此不適用于實驗室場所；（2）大都針對煙氣脫硫過程的某個環節進行改進（例如，公開號200710093041.X、CN?101062462和公開號200920153333.2等），均未考慮其脫硫終產物脫硫石膏的形成方面。

為此，綜合上述兩方面因素，就各研究院所、脫硫石膏制品生產廠而言，有必要提供一種在實驗室條件下模擬煙氣脫硫石膏晶體結晶過程制備出脫硫石膏的方法，并構建一個結構簡單、規模較小、易于操作、運行成本較低的實驗室模擬煙氣脫硫過程制備脫硫石膏的裝置。

發明內容

本發明目的在于提供一種實驗室條件下模擬濕法煙氣脫硫石膏晶體結晶過程制備煙氣脫硫石膏的方法。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種實驗室模擬煙氣脫硫過程制備脫硫石膏的方法，其將脫硫劑及雜質離子引入原料一起置于裝有去離子水的反應器中形成漿液，將二氧化硫氣體及氧氣通過鼓泡法引入漿液中，通過離子在漿液中的化學反應制備出摻雜有雜質離子（如鈉、鎂及氯離子等）的煙氣脫硫石膏。

脫硫劑的選用應以不能摻入雜質離子為選擇依據。雜質離子的引入一方面應以不引入其它雜質離子為基本選擇依據，另一方面應盡量與工業煙氣脫硫石膏中雜質離子的組成相同或相近。本發明優選氫氧化鈣作為脫硫劑。

所述雜質離子引入原料優選為無水硫酸鈉、無水硫酸鎂和無水氯化鈣中的一種或兩種以上。

具體的，所述實驗室模擬煙氣脫硫過程制備脫硫石膏的方法，該方法為：將雜質離子引入原料及13.8－15.8g的氫氧化鈣一起置于裝有4－6L去離子水的反應器中形成漿液，按氧氣分壓0.05MPa和二氧化硫流量12mL/h通過鼓泡法向反應器通氣用以將二氧化硫氣體及氧氣引入漿液中，通氣時間25－35min，通過離子在漿液中的化學反應制備出摻雜有雜質離子的煙氣脫硫石膏，反應溫度45－55℃，反應時間72±3h。

所述的雜質離子引入原料中，按氧化鈉質量計，鈉離子摻入量為0.05－0.20g；按氧化鎂質量計，鎂離子摻入量為0.10－0.35g；氯離子摻入量為0.05－0.20g。

一種用于模擬煙氣脫硫過程制備脫硫石膏的裝置，包括機架，機架上設有攪拌器、密閉的反應器，攪拌器的攪拌葉片位于反應器內，反應器內側或者外側設有加熱系統，反應器通過兩進氣管道分別連接二氧化硫氣體罐和氧氣罐，反應器通過尾氣吸收管道連接尾氣吸收系統。

加熱系統包括電加熱圈和溫度傳感器，溫度傳感器與電加熱圈均與用于控制加熱和攪拌速度的控制系統信號連接，控制系統還與攪拌器的攪拌電機信號連接。

所述反應器包括頂口設置密封蓋的反應器本體，上述進氣管道和尾氣吸收管道均通過密封蓋伸入反應器本體內，并且兩進氣管道的端口伸入至反應器本體的底部。