CN201713334U

CN201713334U - 一种工业副产石膏重结晶装置

Info

Publication number: CN201713334U
Application number: CN2010202061026U
Authority: CN
Inventors: 施利毅; 王钢领; 钱明; 杨文文; 张剑平; 冯欣; 李宗周; 丁鹏
Original assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2010-05-26
Filing date: 2010-05-26
Publication date: 2011-01-19
Anticipated expiration: 2020-05-26

Abstract

本实用新型涉及一种工业副产石膏重结晶装置，包括溶解罐(I)、溶解罐(II)、固液分离器(I)、固液分离器(II)、结晶罐(I)。溶解罐(I)、溶解罐(II)底侧均与固液分离器(I)底侧相连通，固液分离器(I)顶侧与结晶罐(I)顶部相连通，结晶罐(I)底侧与固液分离器(II)底侧相连通，固液分离器(II)顶侧与溶解罐(I)、溶解罐(II)顶部相连通，结晶罐(I)顶部与溶解罐(I)、溶解罐(II)顶部相连通。溶解罐、结晶罐底部均为锥形，溶解罐(I)、溶解罐(II)、固液分离器(I)、固液分离器(II)、结晶罐(I)均为夹套式，溶解罐(I)、溶解罐(II)内搅拌器中部为螺带式、底部为锚式。本装置适用于工业副产石膏提纯及制备α型半水石膏、硫酸钙晶须，可实现连续化工业生产，经济实用。

Description

一种工业副产石膏重结晶装置

技术领域

本实用新型涉及工业副产石膏重结晶领域，尤其适用于工业副产石膏提纯及制备α型半水石膏、硫酸钙晶须领域。

背景技术

工业副产石膏包括烟气脱硫石膏、磷石膏、氟石膏等，这些工业副产石膏硫酸钙含量较高、白度较低。由于这些石膏是工业过程中副产物，工业条件的限制使其杂质成分复杂，含水量较高，颗粒较细且级配较差，白度较低，给这些工业副产石膏的资源化利用造成了障碍。国内虽然天然石膏含量较大，但工业较发达的长三角、珠三角地区天然石膏资源非常匮乏，而且这些工业较发达地区工业副产石膏资源丰富，给工业副产石膏的进一步利用提供了现实的可能性。工业副产石膏若不被利用即成为工业废弃物，占用土地，污染环境，给环境和社会造成了破坏，同时也给企业造成了经济负担。合理的资源化利用工业副产石膏，能够创造良好的环境效益、社会效益和经济效益。

燃煤电厂烟气脱硫石膏是工业副产石膏中的主要类型，以燃煤电厂的余热蒸汽作为热源，利用本实用新型装置，可有效的实现能源的合理利用。目前工业副产石膏堆积严重，占用上百万亩土地，如何实现工业副产石膏资源化利用已经成为了一个亟待解决的问题。工业副产石膏中的杂质较复杂，不仅有可溶性的离子，还有一些不溶于水的灰分，造成白度过低，降低了石膏的力学性能，严重制约了工业副产石膏的潜在应用的挖掘。将本装置与工业副产石膏重结晶法提纯结合起来，可有效的提纯工业副产石膏，改善其性能。以工业副产石膏为原料制备α型半水石膏及硫酸钙晶须是一个先溶解后结晶的过程，可以利用本实用新型装置完成。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种工业副产石膏重结晶装置。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现。

一种工业副产石膏重结晶装置，该装置包括溶解罐Ⅰ、溶解罐Ⅱ、固液分离器Ⅰ、固液分离器Ⅱ、结晶罐Ⅰ，溶解罐Ⅰ、溶解罐Ⅱ底侧均与固液分离器Ⅰ底侧相连通，固液分离器Ⅰ顶侧与结晶罐Ⅰ顶部相连通，结晶罐Ⅰ底侧与固液分离器Ⅱ底侧相连通，固液分离器Ⅱ顶侧与溶解罐Ⅰ、溶解罐Ⅱ顶部相连通，结晶罐Ⅰ顶部与溶解罐Ⅰ、溶解罐Ⅱ顶部相连通。

将一定量的工业副产石膏、特定液相加入至溶解罐Ⅰ、溶解罐Ⅱ内，加料的方式根据实际情况来定，可以同时加入，也可以一定速率加入液相或工业副产石膏，于溶解罐Ⅰ中恒温、搅拌下溶解，然后进入恒温的固液分离器Ⅰ中，将滤液引入结晶罐Ⅰ中，于结晶罐Ⅰ中以一定的降温速率冷却、结晶，然后进入恒温的固液分离器Ⅱ中，所得滤饼烘干后即为产物，滤液循环至溶解罐Ⅰ、溶解罐Ⅱ重复利用。为方便出料，溶解罐Ⅰ、溶解罐Ⅱ、结晶罐Ⅰ底部均为锥形，可于溶解罐Ⅰ底部放置一定量硫酸钙，使液相中硫酸钙达到饱和，提高硫酸钙产量。溶解罐Ⅰ、溶解罐Ⅱ与结晶罐Ⅰ之间设有固液分离器，以实现固液分离，外壁均加有隔热层。溶解罐Ⅰ、溶解罐Ⅱ、固液分离器Ⅰ、固液分离器Ⅱ、结晶罐Ⅰ均为夹套式，夹套内通蒸汽、导热油等热源以恒温，一些工业工程会排放出余热蒸汽，如燃煤电厂，本实用新型装置可合理地回收利用能源。溶解罐Ⅰ、溶解罐Ⅱ顶部设有搅拌装置，为充分搅拌粉末与液相混合体系，搅拌器底部设为锚式，中部为螺带式，这样就能够保证位于溶解罐Ⅰ、溶解罐Ⅱ底物的固态物质能够得到充分的搅拌、溶解，搅拌器还可设计为中空形式，在其内通入热源，进一步提高工业副产石膏溶解效率。本实用新型之所以设计溶解罐Ⅰ、溶解罐Ⅱ两个溶解罐对应结晶罐Ⅰ一个结晶罐，是考虑到充分混合工业副产石膏，提高工业副产石膏的溶解效率。

结晶罐Ⅰ内设有用于控制降温速率的盘管，盘管内可通入特定温度、流速的流体，如水、导热油，传热效果较好，只要控制较低温度的流体的温度、流速即可有效的控制降温速率。本实用新型中溶解罐Ⅰ、溶解罐Ⅱ位于整个装置的上部，固液分离器Ⅰ位于整个装置的中部，固液分离器Ⅱ、结晶罐Ⅰ位于整个装置的下部，结晶罐Ⅰ底部通过泵与溶解罐Ⅰ、溶解罐Ⅱ相连通，通过减压、重力的双重方式将固液混合相经固液分离器所得液相运输至结晶罐Ⅰ内，以防止运输过程中泵的堵塞，如果采用泵直接输送，就可能会出现在输送的过程中造成液相温度降低，从而结晶析出固体，导致泵的堵塞。

固液分离器Ⅰ、固液分离器Ⅱ内滤网设置于上部，底部设有出料口。固液混合相从固液分离器Ⅰ、固液分离器Ⅱ底部进入，经分离后，液相从顶侧分离出来，固相则从底部分离出来。

此外，还可根据溶解时间和结晶时间之间的关系来设置溶解罐和结晶罐的数量比例，例如当溶解时间与结晶时间相同时，可以设计为两个溶解罐对应一个结晶罐如附图1，这样可以让两个溶解罐交替进行溶解工业副产石膏，而结晶罐则一直处在工作状态，同理也可以设计为一个溶解罐对应两个结晶罐，这样可以达到充分利用资源，效益最大化，也可根据具体情况灵活设置。本装置可实现连续化的工业生产，采用工业中常见的蒸汽、导热油等作为能源。根据实际情况，可共用固液分离器、泵，经济实用。根据各个设备所需热源的参数的不同，可将溶解罐Ⅰ、溶解罐Ⅱ、固液分离器Ⅰ、固液分离器Ⅱ、结晶罐Ⅰ之间的热源连通起来，如将溶解罐热源出口与固液分离器热源进口连接起来，以实现热源的高效合理利用。

附图说明

图1为本实用新型的工业副产石膏重结晶装置示意图

图中的标号数字表示如下：

1.泵；2.搅拌器；3.压力测量器；4.温度测量器；5.夹套；6.螺带；7.滤网；8.盘管。

具体实施方式

实施例1：将燃煤电厂脱硫石膏破碎，用80目筛子过筛，称取40.01g研磨过筛后燃煤电厂烟气脱硫石膏与事先定容至500ml的2mol/l的硝酸溶液同时加入至1000ml溶解罐中，然后将溶解罐三分之二以上体积浸没于90℃恒温水浴中，恒温并搅拌4h。反应完成后，趁热抽滤，滤液转移至1000ml结晶罐中，将结晶罐置于25℃恒温水浴锅中冷却结晶4h。结晶完成后抽滤，将滤饼于60℃烘箱中干燥12h即得脱硫石膏提纯后产品15.34g。脱硫石膏原料白度为44.7％，提纯后白度为95.5％，产品成分分析见表1。

实施例2：将实施例1中滤液500ml回收利用，与40.00g破碎过筛后的燃煤电厂烟气脱硫石膏同时加入至1000ml溶解罐中，然后将溶解罐三分之二以上体积浸没于90℃恒温水浴中，恒温并搅拌4h。反应完成后，趁热抽滤，滤液转移至1000ml结晶罐中，将结晶罐置于25℃恒温水浴锅中冷却结晶4h。结晶完成后抽滤，将滤饼于60℃烘箱中干燥12h即得脱硫石膏提纯后产品10.18g。提纯后白度为92.4％，产品成分分析见表1。

实施例3：称取如实施例1中步骤所制得的重结晶提纯后脱硫石膏40.01g进行脱硫石膏二次重结晶提纯，然后与事先定容500ml的2mol/l的硝酸溶液同时加入至1000ml溶解罐中，然后将溶解罐三分之二以上体积浸没于90℃恒温水浴中，恒温并搅拌4h。反应完成后，趁热抽滤，滤液转移至1000ml结晶罐中，置于25℃恒温水浴锅中冷却结晶4h。结晶完成后抽滤，将滤饼于60℃烘箱中干燥12h即得脱硫石膏提纯后品15.94g。一次重结晶脱硫石膏白度为95.5％，二次重结晶脱硫石膏提纯后白度为95.1％，产品成分分析见表1。

表1脱硫石膏及产品成分分析/wt.％

样品类别	CaO	SO₃	MgO	Na₂O	K₂O	SiO₂	Fe₂O₃	Al₂O₃	TiO₂	Cl
											脱硫石膏	25.27	40.34	0.98	0.00	0.03	1.69	0.18	0.34	0.02	0.00
实施例1	32.44	47.72	0.93	0.00	0.00	0.00	0.03	0.00	0.00	0.00
											实施例2	31.26	46.27	0.94	0.00	0.00	0.00	0.04	0.00	0.00	0.00
实施例3	25.87	42.83	0.92	0.00	0.00	0.00	0.03	0.00	0.00	0.00

Claims

1.一种工业副产石膏重结晶装置，包括溶解罐(I)、溶解罐(II)、固液分离器(I)、固液分离器(II)、结晶罐(I)，其特征在于溶解罐(I)、溶解罐(II)底侧均与固液分离器(I)底侧相连通，固液分离器(I)顶侧与结晶罐(I)顶部相连通，结晶罐(I)底侧与固液分离器(II)底侧相连通，固液分离器(II)顶侧与溶解罐(I)、溶解罐(II)顶部相连通，结晶罐(I)顶部与溶解罐(I)、溶解罐(II)顶部相连通。

2.根据权利要求1所述的工业副产石膏重结晶装置，其特征在于：溶解罐(I)、溶解罐(II)均为夹套式，底部均为锥形，内部设有搅拌装置，搅拌装置中部为螺带式，底部为锚式。

3.根据权利要求1所述的工业副产石膏重结晶装置，其特征在于：结晶罐(I)为夹套式，底部为锥形，内部设有盘管。

4.根据权利要求1所述的工业副产石膏重结晶装置，其特征在于：固液分离器(I)、固液分离器(II)均为夹套式，滤网设于上部，底部设有出料口。