CN208700898U - 一种废弃磷石膏联产白石膏和氯化铵的系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种废弃磷石膏联产白石膏和氯化铵的系统，包括第一水洗塔组、第二水洗塔组、第一反应塔、废液池、第一缓存罐、第二反应塔、第二缓存罐、第三缓存罐、蒸馏塔、第五过滤器、第一储存箱、第三反应塔、第四缓存罐、第五缓存罐、第六缓存罐、第四反应塔、第六过滤器、第七缓存罐、第七过滤器、第二储存箱、第八缓存罐、第五反应塔、第八过滤器、喷雾塔、第二干燥箱、第四储存箱、第一干燥箱、第三储存箱。本实用新型所述的一种废弃磷石膏联产白石膏和氯化铵的系统，副产的石膏杂质含量低，能提升石膏制品的附加值，实现废弃磷石膏的有效利用，提高磷石膏的商业价值，带来更好的使用前景。
Description
技术领域
本实用新型涉及工业废弃物利用、环境保护领域，特别涉及一种废弃磷石膏联产白石膏和氯化铵的系统。
背景技术
磷石膏是生产磷肥、磷酸时排放出的固体废弃物，每生产1t磷酸约产生4.5-5t磷石膏。磷石膏主要成分CaSO4·2H2O，还含少量磷酸、硅、镁、铁、铝、有机杂质等。无论是国内还是国外，磷石膏资源化利用情况都不令人满意。日本、韩国和德国等发达国家磷石膏的利用率相对高一些。其他不发达国家磷石膏的利用率相对很低，一般以直接排放(抛弃)为主。在我国，磷石膏利用不合理，造成大量的资源浪费，其主要用于建材制品、土壤改良剂、水泥缓凝剂等附加产值低的方面，为此，我们提出一种废弃磷石膏联产白石膏和氯化铵的系统。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种废弃磷石膏联产白石膏和氯化铵的系统，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：
一种废弃磷石膏联产白石膏和氯化铵的系统，包括第一水洗塔组、第二水洗塔组、第一反应塔、废液池、第一缓存罐、第二反应塔、第二缓存罐、第三缓存罐、蒸馏塔、第五过滤器、第一储存箱、第三反应塔、第四缓存罐、第五缓存罐、第六缓存罐、第四反应塔、第六过滤器、第七缓存罐、第七过滤器、第二储存箱、第八缓存罐、第五反应塔、第八过滤器、喷雾塔、第二干燥箱、第四储存箱、第一干燥箱、第三储存箱所述第一水洗塔组包括依次设置的第一过滤器、第一水洗塔和第二过滤器；
所述第一反应塔用于实现废弃磷石膏和混合酸洗液进行反应；
所述第一过滤器用于将从第一反应塔反应后排出的固液混合物进行固液过滤分离；
所述废液池用于对经过第一过滤器过滤分离后的滤液进行存储；
所述第一水洗塔用于对经过第一过滤器过滤分离后的固体物质进行水洗处理；
所述第二过滤器用于对第一水洗塔的固液物质进行分离；
所述第二反应塔用于实现第二过滤器过滤的固体物质和第二次混酸反应；
所述蒸馏塔用于醇洗塔中的固体纯质，并经过第五过滤器把含有乙醇的溶液储存在第一储存箱；
所述第三反应塔用于第五过滤器的固体物质和碳酸氢铵溶液进行反应；
所述第四缓存罐用于碳酸氢铵溶液和氨水溶液的缓存处理，便于进入与第三反应塔反应；
所述第六过滤器用于第三反应塔分离固液混合物质；
所述第四反应塔用于第六过滤器分离出的固体物质和第七缓存罐里的盐酸溶液反应，产生的二氧化碳经过流体接触塔进入第五缓存罐；
所述第八缓存罐用于缓存第六过滤器的液体物质和经过第七过滤器过滤出的液体物质两者混合储存；
所述第二储存箱用于储存第七过滤器过滤出的物质；
所述第五反应塔用于第八缓存罐两种液体物质在一定的配比下反应；
所述第八过滤器用于第五反应塔的固液混合物分离；
所述第三储存箱用于第一干燥箱的固体物质干燥储存；
所述喷雾塔用于将经过第八过滤器过滤分离后的液物质进行浓缩结晶；
所述第二干燥箱用于将经过喷雾塔浓缩结晶后的结晶物质进行干燥；
所述第四储存箱用于存储由第二干燥箱干燥后的固体物质，固体物质为氯化铵。
优选的，所述第二水洗塔组包括依次设置的第三过滤器、第二水洗塔和第四过滤器，所述第三过滤器用于第二反应塔反应后的固液混合物质固液分离，所述第二水洗塔用于第三过滤器固液分离后对固体物质的水洗处理，所述第四过滤器用于第二水洗塔固体物质水洗处理并将滤液用于第二缓存罐和第三缓存罐。
优选的，所述第四反应塔和第五缓存罐之间设有流体接触塔，所述流体接触塔用于吸收从第四反应塔排出的二氧化碳气体。
优选的，所述醇洗塔可以用于第三缓存罐的固体物质进行醇洗处理和用于将第四过滤器出的固体物质进行醇洗。
优选的，所述第一反应塔、第二反应塔、第三反应塔、第四反应塔和第五反应塔的内部均分别设有搅拌装置。
优选的，所述第四反应塔内部的盐酸滴加速率设置了流速控制器。
与现有技术相比，本实用新型提供了一种废弃磷石膏联产白石膏和氯化铵的系统，具有如下有益效果：副产的石膏杂质含量低，可用于生产高档的填料、饰品和石膏建材产品，能提升石膏制品的附加值，从而实现对废弃磷石膏的有效利用，提高磷石膏的商业价值，最终达到“变废为宝”的目的，整个废弃磷石膏联产白石膏和氯化铵的系统的结构简单，操作方便，使用效果相对于传统方式更好。
该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
附图说明
图1为本实用新型一种废弃磷石膏联产白石膏和氯化铵的系统中由废弃磷石膏联产硫酸钙晶须和氯化铵的系统的整体结构示意图。
图中：1、第一反应塔；2、第一过滤器；3、废液池；4、第一水洗塔；5、第二过滤器；6、第一缓存罐；7、第二反应塔；8、第三过滤器；9、第二水洗塔；10、第四过滤器；11、第二缓存罐；12、第三缓存罐；13、醇洗塔；14、蒸馏塔；15、第五过滤器；16、第一储存箱；17、第三反应塔；18、第四缓存罐；19、第五缓存罐；20、第六缓存罐；21、流体接触塔；22、第四反应塔；23、第六过滤器；24、第七缓存罐；25、第七过滤器；26、第二储存箱；27、第八缓存罐；28、第五反应塔；29、第八过滤器；30、喷雾塔；31、第二干燥箱；32、第四储存箱；33、第一干燥箱；34、第三储存箱；35、流速控制器。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
实施例1
如图1所示，一种废弃磷石膏联产白石膏和氯化铵的系统，包括第一水洗塔组、第二水洗塔组、第一反应塔1、废液池3、第一缓存罐6、第二反应塔7、第二缓存罐11、第三缓存罐12、蒸馏塔14、第五过滤器15、第一储存箱16、第三反应塔17、第四缓存罐18、第五缓存罐19、第六缓存罐20、第四反应塔22、第六过滤器23、第七缓存罐24、第七过滤器25、第二储存箱26、第八缓存罐27、第五反应塔28、第八过滤器29、喷雾塔30、第二干燥箱31、第四储存箱32、第一干燥箱33、第三储存箱34，第一水洗塔组包括依次设置的第一过滤器2、第一水洗塔4和第二过滤器5；
第一反应塔1用于实现废弃磷石膏和混合酸洗液进行反应；第一过滤器2用于将从第一反应塔1反应后排出的固液混合物进行固液过滤分离；废液池3用于对经过第一过滤器2过滤分离后的滤液进行存储；第一水洗塔4用于对经过第一过滤器2过滤分离后的固体物质进行水洗处理；第二过滤器5用于对第一水洗塔4的固液物质进行分离；第二反应塔7用于实现第二过滤器5过滤的固体物质和第二次混酸反应；蒸馏塔14用于醇洗塔13的固体纯质，并经过第五过滤器15把含有乙醇的溶液储存在第一储存箱16；第三反应塔17用于第五过滤器15的固体物质和碳酸氢铵溶液进行反应；第四缓存罐18用于碳酸氢铵溶液和氨水溶液的缓存处理，便于进入与第三反应塔17反应；第六过滤器23用于第三反应塔17分离固液混合物质；第八缓存罐27用于缓存第六过滤器23的液体物质和经过第七过滤器25过滤出的液体物质两者混合储存；第二储存箱26用于储存第七过滤器25过滤出的物质；第五反应塔28用于第八缓存罐27两种液体物质在一定的配比下反应；第八过滤器29用于第五反应塔28的固液混合物分离；第三储存箱34用于第一干燥箱33的固体物质干燥储存；喷雾塔30用于将经过第八过滤器29过滤分离后的液物质进行浓缩结晶；第二干燥箱31用于将经过喷雾塔30浓缩结晶后的结晶物质进行干燥；第四储存箱32用于存储由第二干燥箱31干燥后的固体物质氯化铵。
第二水洗塔组包括依次设置的第三过滤器8、第二水洗塔9和第四过滤器10，第三过滤器8用于第二反应塔7反应后的固液混合物质固液分离，第二水洗塔9用于第三过滤器8固液分离后对固体物质的水洗处理，第四过滤器10用于第二水洗塔9固体物质水洗处理并将滤液用于第二缓存罐11和第三缓存罐12；第四反应塔22和第五缓存罐19之间设有流体接触塔21，流体接触塔21用于吸收从第四反应塔22排出的二氧化碳气体；醇洗塔13可以用于第三缓存罐12的固体物质进行醇洗处理和用于将第四过滤器10出的固体物质进行醇洗；第一反应塔1、第二反应塔7、第三反应塔17、第四反应塔22和第五反应塔28的内部均分别设有搅拌装置；第四反应塔22内部的盐酸滴加速率设置了流速控制器35，第四反应塔22用于第六过滤器23分离出的固体物质和第七缓存罐24里的盐酸溶液反应，产生的二氧化碳经过流体接触塔21进入第五缓存罐19。
实施例2
如图1所示，一种废弃磷石膏联产白石膏和氯化铵的系统，一种废弃磷石膏联产白石膏和氯化铵的系统，包括水洗塔组、第一反应塔1、废液池3、第一缓存罐6、第二反应塔7、第二缓存罐11、第三缓存罐12、蒸馏塔14、第五过滤器15、第一储存箱16、第三反应塔17、第四缓存罐18、第五缓存罐19、第六缓存罐20、第四反应塔22、第六过滤器23、第七缓存罐24、第七过滤器25、第二储存箱26、第八缓存罐27、第五反应塔28、第八过滤器29、喷雾塔30、第二干燥箱31、第四储存箱32、第一干燥箱33、第三储存箱34；
第一反应塔1用于实现废弃磷石膏和混合酸洗液进行反应；废液池3用于对经过第一过滤器2过滤分离后的滤液进行存储；第二反应塔7用于实现第二过滤器5过滤的固体物质和第二次混酸反应；蒸馏塔14用于醇洗塔13的固体纯质，并经过第五过滤器15把含有乙醇的溶液储存在第一储存箱16；第三反应塔17用于第五过滤器15的固体物质和碳酸氢铵溶液进行反应；第四缓存罐18用于碳酸氢铵溶液和氨水溶液的缓存处理，便于进入与第三反应塔17反应；第六过滤器23用于第三反应塔17分离固液混合物质；第八缓存罐27用于缓存第六过滤器23的液体物质和经过第七过滤器25过滤出的液体物质两者混合储存；第二储存箱26用于储存第七过滤器25过滤出的物质；第五反应塔28用于第八缓存罐27两种液体物质在一定的配比下反应；第八过滤器29用于第五反应塔28的固液混合物分离；第三储存箱34用于第一干燥箱33的固体物质干燥储存；喷雾塔30用于将经过第八过滤器29过滤分离后的液物质进行浓缩结晶；第二干燥箱31用于将经过喷雾塔30浓缩结晶后的结晶物质进行干燥；第四储存箱32用于存储由第二干燥箱31干燥后的固体物质氯化铵。
水洗塔组可进一步包括第一过滤器2、第一水洗塔4、第二过滤器5、第三过滤器8、第二水洗塔9和第四过滤器10，第一过滤器2用于将从第一反应塔1反应后排出的固液混合物进行固液过滤分离，第一水洗塔4用于对经过第一过滤器2过滤分离后的固体物质进行水洗处理，第二过滤器5用于对第一水洗塔4的固液物质进行分离，第三过滤器8用于第二反应塔7反应后的固液混合物质固液分离，第二水洗塔9用于第三过滤器8固液分离后对固体物质的水洗处理，第四过滤器10用于第二水洗塔9固体物质水洗处理并将滤液用于第二缓存罐11和第三缓存罐12，这样可通过水洗塔组实现对相应的固体物质进行两次的水洗、过滤处理，进而确保最终进入内的固体物质表面附着的其他溶液杂质已被有效清洗。
第四反应塔22和第五缓存罐19之间设有流体接触塔21，流体接触塔21用于吸收从第四反应塔22排出的二氧化碳气体；醇洗塔13可以用于第三缓存罐12的固体物质进行醇洗处理和用于将第四过滤器10出的固体物质进行醇洗；各反应塔、水洗塔、缓存罐以及混合罐等均设置有搅拌装置，提高了反应效果和液体混合效果；第四反应塔22内部的盐酸滴加速率设置了流速控制器35，第四反应塔22用于第六过滤器23分离出的固体物质和第七缓存罐24里的盐酸溶液反应，产生的二氧化碳经过流体接触塔21进入第五缓存罐19。
另外，考虑到在第四反应塔22内反应后会产生大量的二氧化碳气体，为了避免该部分气体直接排放到大气环境中，同时为了实现对二氧化碳的回收利用，本实用新型进一步设置有流体接触塔21，所述流体接触塔21用于吸收从第四反应塔22排出的二氧化碳气体；在流体接触塔21内可采用氨水溶液实现对二氧化碳的有效吸收，并且通过采用氨水溶液吸收二氧化碳后可生成碳酸铵和/或碳酸氢铵溶液；这样可进一步将生成的碳酸铵和/或碳酸氢铵溶液加入到第三反应塔17用于反应。
需要说明的是，本实用新型为一种废弃磷石膏联产白石膏和氯化铵的系统，系统的工作流程为：
首先，在第一缓存罐6内，将盐酸溶液和硫酸溶液按照盐酸/硫酸的质量比为1:2进行混合，得到第一混酸溶液；而在第二缓存罐11内则按照盐酸/硫酸的质量比为1:3进行混合，得到第二混酸溶液；
之后，将磷石膏加入到第一反应塔1内，并用第一混酸溶液对磷石膏进行第一次酸洗处理；之后将经过第一次酸洗处理后的固体物质通过第一过滤器2进行过滤；之后再在第二反应塔7内对经过第一次酸洗处理后的磷石膏进行第二次酸洗处理，上述两次酸洗处理的目的是去除磷石膏中的Fe2O3与MgO等金属氧化物；
再将上述经过第四过滤器10处理后的固体物质加入到醇洗塔13中进行醇洗处理，即通过向醇洗塔13中加入乙醇，以溶解该固体物质中的有机物充分溶解磷石膏的硫酸钙；其中，加入到醇洗塔13内的乙醇的浓度可取为70-80％即可。之后再通过相应的第五过滤器15、蒸馏塔14、第一储存箱16等实现对乙醇的回收并重复利用；
将经过第五过滤器15过滤分离出的固体物质加入到第三反应塔17，同时向第三反应塔17内加入相应的碳酸氢铵与氨水的混合溶液后进行反应，其主要目的是将Ca2+转化为碳酸钙(CaCO3)沉淀物，同时获得硫酸铵溶液；
而经过第六过滤器23过滤后的固体物质，主要为碳酸钙固体，之后将其加入到第四反应塔22内，并与经过第七缓存罐24缓存的和经过流速控制器控速35的盐酸溶液进行反应，以生成二氧化碳气体和氯化钙溶液，之后再通过第七过滤器25进行过滤，以过滤出未溶解于盐酸溶液中的杂质，如二氧化硅等；并将该部分杂质存储于第二储存箱26内；
同时在第四反应塔22中盐酸溶液的滴加事先利用第七缓存罐24将盐酸溶液缓存好，在经流速控制器35控制盐酸滴加的速率，保证其盐酸和碳酸钙得到充分反应；
另外，在第四反应塔22内产生的二氧化碳，则由流体接触塔21进行吸收，具体的可在流体接触塔21内通入相应的氨水溶液，由氨水溶液吸收二氧化碳后生成碳酸铵或碳酸氢铵溶液；之后还可将生成的碳酸铵或碳酸氢铵溶液加入到第三反应塔17内用于反应；
将上述在第八缓存罐27中并按照一定配比混合后的氯化钙溶液和硫酸铵溶液加入第五反应塔28中发生反应，并得到硫酸钙(CaSO4)固体以及由氯化铵(NH4Cl)溶液，之后再将反应后的固液混合物一起加入第八过滤器29中过滤分离，其中经过第八过滤器29过滤后的滤液进入喷雾塔30中，由喷雾塔30对其进行浓缩结晶，之后再将结晶后的结晶物质通过第二干燥箱31进行干燥；最后再将干燥后的固体物料存储于第三储存箱34中；
整个废弃磷石膏联产白石膏和氯化铵的系统加工后副产的石膏杂质含量低，可用于生产高档的填料、饰品和石膏建材产品，能提升石膏制品的附加值，从而实现对废弃磷石膏的有效利用，提高磷石膏的商业价值，最终达到“变废为宝”的目的，整个废弃磷石膏联产白石膏和氯化铵的系统的结构简单，操作方便，较为实用。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种废弃磷石膏联产白石膏和氯化铵的系统，其特征在于：包括第一水洗塔组、第二水洗塔组、第一反应塔(1)、废液池(3)、第一缓存罐(6)、第二反应塔(7)、第二缓存罐(11)、第三缓存罐(12)、蒸馏塔(14)、第五过滤器(15)、第一储存箱(16)、第三反应塔(17)、第四缓存罐(18)、第五缓存罐(19)、第六缓存罐(20)、第四反应塔(22)、第六过滤器(23)、第七缓存罐(24)、第七过滤器(25)、第二储存箱(26)、第八缓存罐(27)、第五反应塔(28)、第八过滤器(29)、喷雾塔(30)、第二干燥箱(31)、第四储存箱(32)、第一干燥箱(33)、第三储存箱(34)，所述第一水洗塔组包括依次设置的第一过滤器(2)、第一水洗塔(4)和第二过滤器(5)；
所述第一反应塔(1)用于实现废弃磷石膏和混合酸洗液进行反应；
所述第一过滤器(2)用于将从第一反应塔(1)反应后排出的固液混合物进行固液过滤分离；
所述废液池(3)用于对经过第一过滤器(2)过滤分离后的滤液进行存储；
所述第一水洗塔(4)用于对经过第一过滤器(2)过滤分离后的固体物质进行水洗处理；
所述第二过滤器(5)用于对第一水洗塔(4)的固液物质进行分离；
所述第二反应塔(7)用于实现第二过滤器(5)过滤的固体物质和第二次混酸反应；
所述蒸馏塔(14)用于醇洗塔(13)中的固体纯质，并经过第五过滤器(15)把含有乙醇的溶液储存在第一储存箱(16)；
所述第三反应塔(17)用于第五过滤器(15)的固体物质和碳酸氢铵溶液进行反应；
所述第四缓存罐(18)用于碳酸氢铵溶液和氨水溶液的缓存处理，便于进入与第三反应塔(17)反应；
所述第六过滤器(23)用于第三反应塔(17)分离固液混合物质；
所述第四反应塔(22)用于第六过滤器(23)分离出的固体物质和第七缓存罐(24)里的盐酸溶液反应，产生的二氧化碳经过流体接触塔(21)进入第五缓存罐(19)；
所述第八缓存罐(27)用于缓存第六过滤器(23)的液体物质和经过第七过滤器(25)过滤出的液体物质两者混合储存；
所述第二储存箱(26)用于储存第七过滤器(25)过滤出的物质；
所述第五反应塔(28)用于第八缓存罐(27)两种液体物质在一定的配比下反应；
所述第八过滤器(29)用于第五反应塔(28)的固液混合物分离；
所述第三储存箱(34)用于第一干燥箱(33)的固体物质干燥储存；
所述喷雾塔(30)用于将经过第八过滤器(29)过滤分离后的液物质进行浓缩结晶；
所述第二干燥箱(31)用于将经过喷雾塔(30)浓缩结晶后的结晶物质进行干燥；
所述第四储存箱(32)用于存储由第二干燥箱(31)干燥后的固体物质。
2.根据权利要求1所述的一种废弃磷石膏联产白石膏和氯化铵的系统，其特征在于：所述第二水洗塔组包括依次设置的第三过滤器(8)、第二水洗塔(9)和第四过滤器(10)，所述第三过滤器(8)用于第二反应塔(7)反应后的固液混合物质固液分离，所述第二水洗塔(9)用于第三过滤器(8)固液分离后对固体物质的水洗处理，所述第四过滤器(10)用于第二水洗塔(9)固体物质水洗处理并将滤液用于第二缓存罐(11)和第三缓存罐(12)。
3.根据权利要求1所述的一种废弃磷石膏联产白石膏和氯化铵的系统，其特征在于：所述第四反应塔(22)和第五缓存罐(19)之间设有流体接触塔(21)，所述流体接触塔(21)用于吸收从第四反应塔(22)排出的二氧化碳气体。
4.根据权利要求1所述的一种废弃磷石膏联产白石膏和氯化铵的系统，其特征在于：所述醇洗塔(13)可以用于第三缓存罐(12)的固体物质进行醇洗处理和用于将第四过滤器(10)出的固体物质进行醇洗。
5.根据权利要求1所述的一种废弃磷石膏联产白石膏和氯化铵的系统，其特征在于：所述第一反应塔(1)、第二反应塔(7)、第三反应塔(17)、第四反应塔(22)和第五反应塔(28)的内部均分别设有搅拌装置。
6.根据权利要求1所述的一种废弃磷石膏联产白石膏和氯化铵的系统，其特征在于：所述第四反应塔(22)内部的盐酸滴加速率设置了流速控制器(35)。
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Granted publication date: 20190405 Termination date: 20190910 |
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