一种脱硫石膏浆液直接制备α-半水石膏的工业结晶工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种脱硫石膏浆液直接制备α－半水石膏的工业结晶工艺，包括如下步骤：（１）向钙基湿法烟气脱硫工程排出的脱硫石膏浆液中加入第Ⅰ、第Ⅱ或第Ⅲ主族元素的易溶性无机盐，混匀后形成悬浊浆液；（２）向悬浊浆液中加入α－半水石膏晶种，进行水热反应得到结晶悬浊浆液；（３）将结晶悬浊浆液进行固液分离，分离出的固相用热水洗涤后干燥得到α－半水石膏。本发明专利技术工艺制备的产品质量稳定，能耗低、操作简单，适合连续生产。

Industrial crystallization process for directly preparing alpha hemihydrate gypsum by desulfurized gypsum slurry

The invention discloses a desulfurization gypsum slurry for industrial crystallization preparation of alpha hemihydrate gypsum process, which comprises the following steps: (1) soluble inorganic salt and 1, the second or third main group elements desulfurization gypsum slurry discharged from wet flue gas desulfurization project in the mixed the formation of suspension slurry; (2) to the suspension slurry adding alpha hemihydrate gypsum crystal, hydrothermal reaction crystallization suspension slurry; (3) the crystal suspension slurry solid-liquid separation, solid phase separated with hot water after washing and drying to obtain alpha hemihydrate gypsum. The product prepared by the process has the advantages of stable quality, low energy consumption and simple operation, and is suitable for continuous production.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钩基湿法烟气脱硫副产物的资源化利用方法，尤其是涉及一种脱硫工程排出的石膏浆液直接制备oc-半水石膏的工业结晶工艺。
技术介绍
随着我国火电厂和燃煤工业锅炉、炉窑烟气脱碌b规才莫的持续增大，钙 基湿法烟气脱硫工艺被大量采用，因此产出大量的脱石克副产物——脱碌u^ 膏，如何进行资源化利用，特别是高附加值的资源化利用，具有十分重要的环保意义和战略资源价值。国内外钙基湿法脱>5危副产物资源化技术主要 用于代替天然石膏经煅烧生产P-半水石膏，进一步加工石膏板、石膏砌块等建筑材料；其次用于水泥添加剂，也有用作各种工程、地面凹陷和矿 井的填充料；少部分用于农业改造土壤性能。4丐基湿法脱疏系统中，钩基吸收剂(如石灰石)浆液与燃煤烟气中的 二氧化硫在吸收塔内反应，生成的亚疏酸钓悬浮液经氧化后形成脱硫石膏 浆液。脱硫石膏浆液一般先经过水力旋流分离，再用真空带式过滤机过滤。 滤后的固相即为脱硫石膏，其主要成分为二水硫酸钩。二水疏酸4丐经过不 同的脱水方式可得到P型和a型二种半水石膏。cx-半水石膏因其制品具 有硬度大、强度高、耐磨性好等特点，被用作高强度石膏基料。ot-半水 石膏应用领域非常广泛，几乎覆盖所有石膏产品，其价格远高于P半水石 膏，故受到愈来愈多的关注。已经推广应用的ot -半水石膏制备工艺可大致分为两大类气相蒸压 法和液相蒸压法。这两类工艺的大致操作过程为将经石皮碎、筛选或压制 成型的二水石膏原料;j文置于可密闭的反应容器中，通入热蒸汽或热的Jf某晶 剂溶液，维持一定压力(如0.1-lMPa)并控制温度超过二水石膏的相变温度(如120-18(TC ),经过一段时间的转化后，将产物干燥或固液分离后干 燥即得ct-半水石膏。这些工艺采用压力设备，温度较高，多采用间歇式 操作，生产周期长，能耗大，成本较高。尤其是直接应用于4丐基湿法脱疏 系统，存在衔接匹配复杂、流程长、占地大、投资高等问题。中国专利技术专利申请03142607.7公开了 一种常压盐溶液法制取ot -半水 脱硫石膏的工艺，将脱石克工艺中沉淀槽内的亚碌u酸钩沉淀浆先进行充分氧 化，然后与一定配比的媒晶剂溶液混合，送入结晶器在一定条件下进行结 晶；结晶产物经离心分离、洗涤和干燥后得到oc-半水脱碌b石膏；洗涤水 中的媒晶剂蒸发浓缩后循环使用。由于目前较完备的4丐基湿法脱硫工程产 出的是富含二水硫酸钓的脱疏石膏，为了实现大批量连续化生产oc-半水 石膏和进一步降低投资与运行成本，需要使脱硫石膏制备ot -半水石膏工 艺和设备更好地与钓基湿法脱硫工程相衔接和匹配，使之成为脱硫工程的 自然延伸部分，还需要采取可行的技术手段在保证产品质量前提下，有效 缩短生产转化周期。在cc-半水石膏的工业化结晶制备技术方面，国内迄 今尚缺乏直接利用钓基湿法脱硫工程排出的脱硫石膏浆液进行cx -半水石 膏制备的可靠技术。
技术实现思路
本专利技术提供一种常压下，直接利用脱碌^工程排出的脱减石膏浆液为原料制备oc -半水石膏的工业结晶工艺，该工艺与钧基湿法烟气脱疏工程匹配性较好，易于实现大批量连续化生产。二水石膏水热条件下脱水转化生成a -半水石膏的过程可用溶解-析晶 机理解释在一定的盐溶液中，二水石膏首先发生溶解，由于总体上石膏 各相的溶解度随着温度的升高而减小，但二水石膏没有半水石膏的溶解度 下降的快，当盐溶液温度超过石膏相变温度时，二水石膏的溶解度大于半 水石膏的溶解度，体系形成cx-半水石膏的过饱和溶液；当达到一定过饱 和度时，cc-半水石膏晶核从溶液中析出并长大，生成oc-半水石膏晶体。 特定盐溶液体系中，二水石膏与半水石膏间的转化温度(相变点)可随着 盐浓度的增加而降低，因而可以控制在常压下相对较温和的条件下制备出 a-半水石膏。oc-半水石膏的成核过程由于需要克服一定的能量，往往经历一较长的诱导期，这也是二水石膏脱水转化的控制步骤。利用水热循环结晶和投 加晶种的方法，可有效缩短诱导期，提高转化速率，研究表明可以将二水 石膏脱水转化时间缩短一半以上。一种脱石克石膏浆液直接制备a-半水石膏的工业结晶工艺，包括如下 步骤(1 )向钙基湿法烟气脱硫工程排出的脱疏石膏浆液(以二水石膏为 主)中加入第I 、第n或第m主族元素的易溶性无机盐，混匀后形成悬浊 浆液；(2) 向悬浊浆液中加入a-半水石膏晶种，进行水热反应，直至完成 二水石膏向a -半水石膏的转化，得到结晶悬浊浆液；(3) 将结晶悬浊浆液进行固液分离，分离出的液相仍含有少量a-半 水石膏晶体，可在步骤(l)中回用，即与钩基湿法烟气脱硫工程排出的 脱硫石膏浆液混合，再进入后续流程，无需另外投加晶种；分离出的固相(oc-半水石膏晶体)用热水洗涤，洗涤水经过澄清处理后可循环使用， 洗涤过的a-半水石膏经干燥后得成品。所述的4丐基湿法烟气脱疏工程排出的脱硫石膏浆液，其含固量(质量 百分含量)为10%-60%，其固相主要成分为二水石膏，纯度大于70%。由于步骤(3)中的分离出的液相要在步骤(1)中回用，与4丐基湿法 烟气脱硫工程排出的脱硫石膏浆液混合后，混合物含固量(质量百分含量) 为5%-50%。所述的第I 、第II或第III主族元素的易溶性无机盐选自硫酸钾、硫酸 钠、硫酸铝、氯化钾、氯化镁、氯化铝或硼砂中的一种或多种。作为优选，所述的第I 、第n或第m主族元素的易溶性无机盐中至少有一种为疏酸盐。第i 、第ii或第m主族元素的易溶性无机盐的用量为加入易溶性无机盐后的浆液总质量的O. 1%-35%。氯是ct -半水石膏产品中必须严格控制的成分，当含量过高则导致产品强度性能下降、表面"泛霜"等不良现象。 由f脱硫浆液中含有较高浓度的氯离子，为便于控制终产品中氯离子的含 量，调配浆液时，优先添加疏酸钾、硫酸钠、硫酸铝和硼砂等不含氯离子的易溶盐。这些易溶盐一方面可增大二水硫酸钓的溶解度，促进其溶解和a-半水石膏的成核；另一方面可吸附在硫酸钩晶体表面，从而影响晶体 各晶面的相对生长速率，使生成的晶体具有较规则的晶形。所述的a -半水石膏晶种，其用量范围为加入oc -半水石膏晶种后的浆 液总质量的0.001%-5%。本专利技术中晶种添加的作用，不仅在于常规的缩短成核时间，更重要的 是通过合适的晶种投加量，控制晶体成核时间与晶体生长时间的相对长 短，以利于生成完整、致密的、符合强度要求的ot-半水石膏晶体。实验 研究表明，不投加晶种或者晶种数量不足，则制备时间很长，从而导致生 产力低下；如果晶种投加量超出合适范围时，生成的晶体力学性能会大大 降低，如，抗折强度较正常工况下的产品下降20%以上。步骤(2)中所述的水热反应温度为70-110。C。由于结晶在常压和低 于沸点温度条件下完成，可利用电厂低品位蒸汽作为热源，水热结晶反应 器可避免采用压力容器。步骤(3)中所述的固液分离可采用离心分离或过滤设备(如真空带 式过滤机、板框压滤机、转鼓真空过滤机等)方式中的一种或数种的组合， 优选脱硫工程已有的过滤设备，如真空带式过滤机。步骤(3)中分离出的固相用热水洗涤，热水温度为70-100°C，优选 90-100 °C。步骤(3)中所述的干燥可采用烘箱、气流干燥器、流化床干燥器、 沸腾床干燥器等干燥方式中的一种或几种的组合；干燥温度为4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脱硫石膏浆液直接制备α－半水石膏的工业结晶工艺，包括如下步骤：　　　　（１）向钙基湿法烟气脱硫工程排出的脱硫石膏浆液中加入第Ⅰ、第Ⅱ或第Ⅲ主族元素的易溶性无机盐，混匀后形成悬浊浆液；　　　　（２）向悬浊浆液中加入α－半水石膏晶种，进行水热反应得到结晶悬浊浆液；　　　　（３）将结晶悬浊浆液进行固液分离，分离出的固相用热水洗涤后干燥得到α－半水石膏。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：官宝红，杨柳春，吴忠标，沈卓贤，马宪法，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]