一种石膏复分解反应系统及混合曝气方法技术方案

本发明专利技术公开了一种石膏复分解反应系统及混合曝气方法

【技术实现步骤摘要】
一种石膏复分解反应系统及混合曝气方法


[0001]本专利技术属于化工领域，具体涉及一种石膏复分解反应系统及混合曝气方法
。

技术介绍

[0002]煤炭燃烧是发电等行业获取能量的主要方式
。
随着环保理念的增强在煤炭燃烧污染物处理过程中产生的废弃物也越来越多
。
湿法脱硫是目前电厂等处理烟气使用的主要手段
。
由于脱硫石膏堆积量大
、
资源化利用率低等问题
。
大量堆积的脱硫石膏占据了土地面积
、
同时也造成了资源浪费
。
[0003]由于天然石膏资源丰富
、
公众对于脱硫石膏作为固态废弃物的处理概念还不成熟等因素
。
现阶段，脱硫石膏的综合利用途径较为单一
。
主要被用作水泥缓凝剂和用于生产石膏板
、
石膏砌块等新型墙体材料
。CN115124062A
公开了一种脱硫石膏资源化综合利用系统及工艺
。
通过复分解反应由脱硫石膏制备碳酸钙固体后制成纳米碳酸钙
、
获得的硫酸铵在高温条件下分解制得氨水
、
后进一步升高温度由反应产生的三氧化硫气体制得浓硫酸
。
然而已公开的脱硫石膏处理工艺中仍存在处理成本较高
、
对脱硫石膏的处理效率较低的问题
。
[0004]因此开发成本更低
、
废弃石膏处理效率更高的脱硫石膏处理工艺是当前实现资源可持续发展的主要目标
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是解决现有技术处理成本高
、
对废弃石膏处理效率较低的问题
。
本专利技术提供一种石膏复分解反应工艺及混合曝气方法，提高废弃石膏处理效率并且将反应过程的产物进行高效利用
。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术一方面提供了一种石膏复分解反应系统，其中，所述系统包括石膏浆液供给设备
、
氨水供给设备
、
锅炉烟气供给设备和复分解反应塔；所述复分解反应塔组成包括由外而内依次设置的氨水入口
、
石膏浆液入口和反应塔主体；所述反应塔主体为圆筒形，包括自上而下依次设置的烟气出口
、
烟气入口
、
第一曝气元件
、
第二曝气元件
、
第三曝气元件和浆液排口；所述第一曝气元件包括推流搅拌器；所述第二曝气元件包括背压多孔曝气头；所述第三曝气元件包括自上而下依次设置的雾化喷头和浆液循环泵
。
[0007]可选地，所述流式搅拌器沿反应塔底部侧壁均匀设置，所述推流搅拌器数量为至少2台；所述流式搅拌器后方设置有背压多孔曝气头，所述背压多孔曝气头外侧沿水平方向连接有引风机，所述引风机连接烟气供给系统管路，所述背压多孔曝气头背压面迎向水流旋转方向，所述背压多孔曝气头为多孔型，所述背压多孔曝气头数量与所述推流搅拌器
相同；所述反应塔右方外侧设置有浆液循环泵，所述浆液循环泵连入送液管路从外侧连入所述反应塔顶部的雾化喷头；所述浆液导流板沿反应塔内壁竖向设置，所述浆液导流板方向沿水流方向倾斜
。
[0008]可选地，所述第一曝气元件和所述第二曝气元件交替设置
。
[0009]可选地，所述石膏浆液供给系统包括自上而下依次设置的石膏浆液罐和石膏泵，所述石膏浆液罐下部设置的石膏浆液出口通过石膏泵连入反应塔左侧石膏浆液入口；所述氨水供给系统包括自上而下依次设置的氨水罐和氨水泵，所述氨水罐下部设置的氨水出口通过氨水泵连入反应塔左侧氨水入口；所述锅炉烟气供给系统包括自左而右依次设置的背压多孔曝气头和引风机，所述引风机连接烟气供给管路
。
[0010]本专利技术另一方面提供了一种石膏复分解反应工艺中的混合曝气方法，其中，所述方法包括如下步骤：
S1、
通过石膏浆液供给设备
、
氨水供给设备和锅炉烟气供给设备分别将石膏浆液
、
氨水和锅炉烟气输送至反应塔底部混合；
S2、
将所述混合浆液通过所述推流搅拌器沿顺时针方向推动进行搅拌，使混合浆液形成顺时针方向的旋流，进行第一次曝气，在旋转水流作用下，浆液反应塔内的曝气气泡呈旋转上升；
S3、
将所述锅炉烟气通过引风机和背压多孔曝气头通入反应塔混合浆液内并发生反应，进行第二次曝气，所述锅炉烟气从所述背压多孔曝气头的排气孔产生气泡，随气泡上升与混合浆液中的原料充分接触；所述反应塔底部的混合浆液经过所述浆液循环泵由反应塔底部不断抽送至反应塔顶部，经雾化喷头在反应塔上部喷洒，进行第三次曝气；
S4、
在反应塔内混合浆液顺时针旋流作用下，浆液内的固体成分向塔壁移动，然后在浆液导流板作用下向塔底移动，反应塔生成的浆液由浆液排口排出，反应剩余的烟气经烟气出口排出
。
[0011]可选地，步骤
S1
中，所述石膏浆液供给系统配制的石膏浆液浓度为
30
‑
50
重量
%
；所述氨水供给系统配制的氨水浓度为
10
‑
20
重量
%。
[0012]可选地，步骤
S2
中，所述推流搅拌器使塔底部的混合浆液由顺时针方向形成旋流，进行机械曝气，使混合浆液面保持流动，并与气体接触
。
[0013]可选地，步骤
S3
中，所述背压多孔曝气头，在旋转水流作用下，曝气头出气孔形成负压，引风机供应风量，将锅炉烟气通过管道输送到曝气头，通过曝气头形成不同尺寸的气泡；气泡于曝气头出口形成，气泡经过上升和流动，最后在液面处破裂；所述浆液循环泵不断将反应塔底部的混合浆液提升至反应塔顶部经雾化喷头喷洒在反应塔顶部空腔，所述雾化喷头把引风机引入的空气切割粉碎为微气泡的形式，雾化液滴与塔内烟气形成对流
。
[0014]可选地，在步骤
S2
和
S3
中进行混合曝气，所述背压多孔曝气头产生的气泡在旋转水流作用下，流向所述推流搅拌器，高速旋转的推流搅拌器将气泡打碎，进而形成微小气泡；
所述雾化喷头产生的雾化液滴与旋转水流接触并生成新的气泡，所述推流搅拌器的推动作用使混合浆液中产生的气泡上升，以使得反应塔内物料进行曝气
。
[0015]可选地，步骤
S4
中，所述混合浆液离心运动至塔壁，浆液内的固体成分通过浆液导流板流至反应塔底部，使浆液中固相产物碳酸钙得到浓缩
。
[0016]通过上述技术方案，本专利技术提供的一种石膏复分解反应系统及混合曝气方法，所述系统包括石膏浆液供给系统
、
氨水供给系统
、
锅炉烟气供给系统
、
复分解反应塔，所述第一曝气元件
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种石膏复分解反应系统，其特征在于，所述系统包括石膏浆液供给设备
、
氨水供给设备
、
锅炉烟气供给设备和复分解反应塔；所述复分解反应塔组成包括由外而内依次设置的氨水入口
、
石膏浆液入口和反应塔（7）主体；所述反应塔（7）主体为圆筒形，包括自上而下依次设置的烟气出口（8）
、
烟气入口（7‑2）
、
第一曝气元件
、
第二曝气元件
、
第三曝气元件和浆液排口（9）；所述第一曝气元件包括推流搅拌器（7‑1）；所述第二曝气元件包括背压多孔曝气头（7‑3）；所述第三曝气元件包括自上而下依次设置的雾化喷头（6‑1）和浆液循环泵（6）
。2.
根据权利要求1所述的系统，其中，所述流式搅拌器（7‑1）沿反应塔底部侧壁均匀设置，所述推流搅拌器（7‑1）数量为至少2台；所述流式搅拌器（7‑1）后方设置有背压多孔曝气头（7‑3），所述背压多孔曝气头（7‑3）外侧沿水平方向连接有引风机（5），所述引风机（5）连接烟气供给系统管路，所述背压多孔曝气头（7‑3）背压面迎向水流旋转方向，所述背压多孔曝气头（7‑3）为多孔型，所述背压多孔曝气头（7‑3）数量与所述推流搅拌器（7‑1）相同；所述反应塔（7）右方外侧设置有浆液循环泵（6），所述浆液循环泵（6）连入送液管路从外侧连入所述反应塔（7）顶部的雾化喷头（6‑1）；所述浆液导流板（7‑4）沿反应塔（7）内壁竖向设置，所述浆液导流板（7‑4）方向沿水流方向倾斜
。3.
根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一曝气元件和所述第二曝气元件交替设置
。4.
根据权利要求1所述的系统，其中，所述石膏浆液供给系统包括自上而下依次设置的石膏浆液罐（1）和石膏泵（2），所述石膏浆液罐（1）下部设置的石膏浆液出口通过石膏泵（2）连入反应塔（7）左侧石膏浆液入口；所述氨水供给系统包括自上而下依次设置的氨水罐（3）和氨水泵（4），所述氨水罐（3）下部设置的氨水出口通过氨水泵（4）连入反应塔（7）左侧氨水入口；所述锅炉烟气供给系统包括自左而右依次设置的背压多孔曝气头（7‑3）和引风机（5），所述引风机连接烟气供给管路
。5.
一种石膏复分解反应系统中的混合曝气方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
S1、
通过石膏浆液供给设备
、
氨水供给设备和锅炉烟气供给设备分别将石膏浆液
、
氨水和锅炉烟气输送至反应塔（7）底部混合；
S2、
将所述混合浆液通过所述推流搅拌器（7‑1）沿顺时针方向推动进行搅拌，使混合浆液形成顺时针方向的旋流，进行第一次曝气，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙祺，丛玮，刘广友，刘春宇，刘真，孟庆军，
申请(专利权)人：国能山东能源环境有限公司，
类型：发明
国别省市：