本發明專利技術公開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的煙氣脫硫石膏。本發明專利技術能夠較為真實再現煙氣脫硫石膏的合成過程，能夠為在實驗室條件下深入研究解決煙氣脫硫石膏的各項性能提供理論和技術上的支持，促進煙氣脫硫石膏的資源化利用。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術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。
技術介紹
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、CN101062462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。
技術實現思路
本專利技術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，本專利技術采用如下技術方案: ，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。本專利技術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.Sg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°C，反應時間72±3h。所述的雜質尚子引入原料中，按氧化鈉質量計，鈉尚子摻入量為0.05 — 0.20g ;按氧化鎂質量計，鎂尚子摻入量為0.10 — 0.35g ;氯尚子摻入量為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。所述加熱和攪拌速度控制系統為PLC控制系統，電加熱圈位于反應器本體外圍的導熱液體中。所述尾氣吸收系統為內設吸收溶液的密封罐，尾氣吸收管道的前端連通于密封蓋上，尾氣吸收管道的末端伸入尾氣吸收系統內吸收溶液的液面下。所述進氣管道和尾氣吸收管道上均設置控制閥門，二氧化硫氣體罐和氧氣罐的出氣口處均設置分壓閥。所述進氣管道和尾氣吸收管道均為PVC管，反應器本體及其密封蓋和攪拌器葉片均為不銹鋼材料制成。所述機架為鐵架，鐵架放置在活動架上。本專利技術與現有技術相比具有的效果和最大優點是能夠在實驗室條件下較為真實再現煙氣脫硫石膏的合成制備過程，能夠為在實驗室條件下深入研究解決煙氣脫硫石膏的各項性能提供理論和技術上的支持，促進煙氣脫硫石膏的資源化利用。附圖說明圖1是用于本專利技術所述方法制備脫硫石膏的裝置整體結構示意圖。具體實施例方式以下以通過優選實施例對本專利技術工藝作進一步的詳細說明，但本專利技術的保護范圍并不局限于此。實施例1圖1是本專利技術用于模擬煙氣脫硫過程制備脫硫石膏的裝置，包括放置在活動架7上的機架3，機架3為鐵架，活動架7可靈活的調整反應器內液體與導熱液液面間的高度。機架3上設有攪拌器2和密閉的反應器，所述反應器包括頂口設置密封蓋4的反應器本體5，反應器本體5與密封蓋4通過螺絲密封連接，攪拌器2設有兩片攪拌葉片，攪拌器2的攪拌軸從密封蓋4向下插入反應器本體5內，使攪拌器2的攪拌葉片位于反應器內，攪拌器2的驅動電機部分位于密封蓋4上方的機架3上。反應器外側設有加熱系統6，加熱系統6包括電加熱圈和溫度傳感器14，電加熱圈包括環繞反應器本體5外圍的不銹鋼襯板和襯板外圈環繞的電熱絲，并且電加熱圈位于反應器本體5外圍的導熱液15中，導熱液15可以是水，也可以是無揮發性的導熱油等，電加熱圈通過加熱導熱液15來加熱反應器本體5，這樣對反應器起到緩熱作用，以防止反應器本體5過熱(電加熱圈與導熱液15均為現有技術，固不詳細敘述)。反應器通過兩進氣管道13分別連接二氧化硫氣體罐8和氧氣罐9，反應器通過尾氣吸收管道16連接尾氣吸收系統10,尾氣吸收系統10為內設吸收溶液的密封罐,吸收溶液可為氫氧化鈉堿液等。上述兩進氣管道13均通過密封蓋4伸入反應器本體5內，并且兩進氣管道13的端口伸入至反應器本體5的底部，尾氣吸收管道16的前端連通于密封蓋4上，尾氣吸收管道16的末端伸入尾氣吸收系統10內吸收溶液的液面下，所述兩進氣管道13和尾氣吸收管道16上均設置控制閥門12，二氧化硫氣體罐8和氧氣罐9的出氣口處均設置分壓閥11，即兩進氣管道13各通過一個分壓閥11與二氧化硫氣體罐8和氧氣罐9連接。所述的模擬煙氣脫硫過程制備脫硫石膏的裝置還包括用于控制加熱和攪拌速度的控制系統1，所述控制系統I為PLC控制系統，控制系統I位于攪拌器2的上方的機架3上，所述溫度傳感器14與電熱絲均與控制系統I信號連接，控制系統I還與攪拌器2的攪拌電機信號連接。所述兩進氣管道13和尾氣吸收管道1本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種實驗室模擬煙氣脫硫過程制備脫硫石膏的方法，其特征在于，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的煙氣脫硫石膏。
【技術特征摘要】
2012.12.25 CN 201210569555.91.一種實驗室模擬煙氣脫硫過程制備脫硫石膏的方法，其特征在于，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的煙氣脫硫石膏。2.如權利要求1所述實驗室模擬煙氣脫硫過程制備脫硫石膏的方法，其特征在于，所述脫硫劑為氫氧化鈣。3.如權利要求1所述實驗室模擬煙氣脫硫過程制備脫硫石膏的方法，其特征在于，所述雜質離子引入原料為無水硫酸鈉、無水硫酸鎂和無水氯化鈣中的一種或兩種以上。4.如權利要求3所述實驗室模擬煙氣脫硫過程制備脫...
【專利技術屬性】
技術研發人員：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，
類型：發明
國別省市：
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