一种用火电厂脱硫石膏和粉煤灰生产石粉和硫酸铝铵的方法，包括以下步骤：（１）将脱硫石膏调糊、除杂，（２）石膏糊和氨气、二氧化碳气体的吸收、反应，（３）硫酸铵溶液和碳酸钙固体的固液分离，（４）硫酸铵溶液浓缩结晶，（５）将粉煤灰和硫酸铵混合配料，（６）粉煤灰熟料生产，（７）粉煤灰反应熟料溶解，（８）硫酸铝、硫酸铝铵混合液多级沉降分离、精滤，（９）硫酸铝溶液ｐＨ值调整，（１０）硫酸铝铵结晶和重结晶，（１１）硫酸铁铵溶液铵置换和氨补充，（１２）氢氧化铁过滤洗涤。本发明专利技术把脱硫石膏的处理和粉煤灰治理结合在一起，生产硫酸铝铵和石灰石粉。在生产过程中，要吸收烟气中的二氧化碳，可有效减少二氧化碳暖室气体的排放量，合成氨的补充量也只有上述方法的四分之一，生产成本大幅度下降。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于一种用火电厂将脱硫石膏和粉煤灰联合治理的方法，具体 涉及一种。
技术介绍
一个1000MW的火电厂每天要消耗数百吨的石灰石粉用于烟气脱硫， 根据其燃煤含硫量的高低，要产出200 300吨的脱硫石膏并向大气多排 放数以百吨的二氧化碳暖室气体。和粉煤灰一样，脱硫石膏的大量产出， 对环境造成了极大的压力，成为亟待解决的环保问题。为解决这一问题， 荷兰大陆公司在几年前就建造了一个用碳酸铵和硫酸钙反应生成碳酸钙 和硫酸铵的示范厂，但由于合成氨的生产成本较高，致使这一工艺至今未 得到广泛应用。专利申请号为200810068745.2 "—种以磷石膏为原料生产 硫酸铵的方法"，也是用碳酸铵处理石膏。在生产硫酸铵的过程中同样也 要消耗大量的合成氨产品，这一方法虽然可以解决磷石膏的环境保护问 题，但经济效益将是制约其实际应用的一大困难。
技术实现思路
本专利技术提供一种用火电厂脱硫石膏和粉煤灰生产石粉和硫酸铝铵的 方法，用于解决火电厂生产过程中产生的脱硫石膏和粉煤灰造成的环保问 题及治理其过程中采用的合成氨生产成本较高的问题。本专利技术采用以下技术方案一种，包括以 下步骤(1)将脱硫石膏调糊、除杂，用石粉洗涤水、硫酸铵浓縮时的一级凝 结水或铵置换得到的硫酸铵稀液把石膏调成糊状，并除去大颗粒杂质，使反应完毕后的硫酸铵溶液浓度在40% 44%之间；(2) 石膏糊和氨气、二氧化碳气体的吸收、反应，用泵把调成糊状的 石膏液体喷淋进一级、二级、三级反应吸收塔，吸收烟气中的氨气和二氧 化碳，吸收反应温度35 7(TC，喷淋吸收和反应总时间30 卯分钟， 化学反应方程式CaS04*2H20+2NH3+C02=(NH4)2S04+CaC03 I +H20;(3) 硫酸铵溶液和碳酸钙固体的固液分离，反应完毕后的硫酸铵液体 和碳酸钙固体混合液，经沉降分离，液体直接蒸发浓縮， 一小部分经精滤 后，作为硫酸铝铵粗液的PH值调整液使用，碳酸钙固体经3 4级逆程 洗涤后，返回烟气脱硫工序，重复使用，含硫酸铵浓度低的碳酸转洗涤液 返回石膏糊的调制工序；(4) 硫酸铵溶液浓縮结晶；蒸发浓縮时的一级凝结水中含有氨， 一级凝结水要返回石膏调糊工序 和烟气喷淋降温-洗涤工序，以减少氨损失，二级凝结水用作粉煤灰反应 熟料的溶解水或碳酸钙洗涤液，结晶后的硫酸铵经脱水处理，直接进入和 粉煤灰的配料工序；(5) 将粉煤灰和硫酸铵混合配料，粉煤灰用电厂干排灰或电除尘细灰， 按粉煤灰中氧化铝:硫酸铵=1:4 6(重量比)混合、搅拌均匀，送入反应回 转窑；(6)粉煤灰熟料生产，在窑内通入350 40(TC的烟气，使硫酸铵和 粉煤灰中的氧化铝发生固相反应，根据反应温度和窑炉类型，反应时间为 2 4小时，反应方程式A1203+3(NH4)2S04=A12(S04)3+6NH3T+3H20 A1203+4(NH4)2S04=2A1NH4(S04)2+6NH3T+3H20 反应过程中释放出的氨气和烟气混合，经除尘和降温后，进入一级、 二级、三级反应吸收塔；(7)粉煤灰反应熟料溶解， 溶解温度90 100°C 溶解时间30 60分钟5溶解水量固水重量比(以Al2Ojt):八1203:水=6: 12;(8) 硫酸铝、硫酸铝铵混合液多级沉降分离、精滤；(9) 硫酸铝溶液PH值调整，用精滤后的硫酸氨浓液和氨气把硫酸铝溶液的PH值调整到3.5 4;(10) 硫酸铝铵结晶和重结晶，硫酸铝铵第一次结晶后的余液硫酸铁铵溶液进入铵置换工序，重结晶余液中含铝量较高，返回粉煤灰熟料溶 解工序，重结晶过程中的溶解水用去离子水，重结晶后，硫酸铝铵中的铁含量小于13ppm;(11) 硫酸铁铵溶液铵置换和氨补充，在搅拌状态下，向硫酸铝铵第一次结晶余液中通入氨气或高浓度氨水，氨过量1.05 1.1倍，反应时 间5 10分钟；反应方程式(NH4)2SOMl2(S04)3+6NH3*H20=2Al(OH)3+4(NH4)2S04 (NH4)2S04'Fe2(S04)3+6NH"H20= 2Fe(OH)3+4(NH4)2S04 (NH4)2S04'MgS04+2NH3*H20=Mg(OH)2+2(NH4)2S04(12) 氢氧化铁过滤洗涤，逆程洗涤3 4次，洗涤水温度60 80°C， 如果滤液中硫酸铵浓度高，直接进入浓縮结晶工序；如滤液浓度低，则返 回石膏调糊工序。本专利技术同现有技术相比，具有以下有益效果本专利技术把脱硫石膏的处 理和粉煤灰治理结合在一起，生产硫酸铝铵和石灰石粉。在生产过程中， 要吸收烟气中的二氧化碳，可有效减少二氧化碳暖室气体的排放量，合成 氨的补充量也只有上述方法的四分之一，生产成本大幅度下降。生产出来 的硫酸铝铵作为产品出售；石灰石粉返回脱硫工序重复使用，节省了电厂 石灰石购买、运输和粉磨费用，可有效降低脱硫成本。附图说明图l为本专利技术的工艺流程图。 具体实施例方式一种，包括以6下步骤1. 石膏调糊、除杂。用石粉洗涤水、硫酸铵浓縮时的一级凝结水或 铵置换得到的硫酸铵稀液把石膏调成糊状，并除去大颗粒杂质。石膏糊在配制过程中的加水量要考虑反应器内总水量(包括粉煤灰 和硫酸铵的反应生成水、蒸发水等)，使反应完毕后的硫酸铵溶液浓度在 40% 44%之间，以减轻硫酸铵溶液浓縮结晶的负担。2. 石膏糊和氨气、二氧化碳气体的吸收、反应。用泵把调成糊状的石膏液体喷淋进多级吸收反应装置，吸收烟气中的氨气和二氧化碳，并发生如下反应CaS04'2H20+2NH3 +C02=(NH4)2S04+CaC03 I +H20 吸收反应温度35 70°C ，喷淋吸收和反应总时间30 90分钟。 石膏糊的喷入量应根据上述反应方程式计算，并考虑1.05 1.1倍的 氨过量和至少2倍的二氧化碳过量。3. 硫酸铵溶液和碳酸钙固体的固液分离。反应完毕后的硫酸铵液体 和碳酸钙固体混合液，经沉降分离，液体直接去蒸发浓縮(一小部分经精 滤后，作为硫酸铝铵粗液的PH值调整液使用)；碳酸钙固体经3 4级逆 程洗涤后，返回烟气脱硫工序，重复使用；含硫酸铵浓度较低的碳酸钙洗 涤液返回石膏糊的调制工序。4. 硫酸铵溶液浓缩结晶。由于硫酸铵原液浓度已经很高，经两效真 空减压浓縮，即可达到结晶目的。蒸发浓縮时的一级凝结水中含有一定量的氨，所以一级凝结水要返回 石膏调糊工序和烟气喷淋降温-洗涤工序，以减少氨损失；二级凝结水可 以用作粉煤灰反应熟料的溶解水或碳酸钙洗涤液。因此要根据各工序用水 量情况，合理调整两级浓縮真空度，实现水平衡。结晶后的硫酸铵经简单脱水处理，不必烘干，直接进入和粉煤灰的配 料工序。5. 粉煤灰和硫酸铵混合配料。粉煤灰用电厂干排灰或电除尘细灰。 若使用湿排粗灰，必须要磨细至300目左右。按粉煤灰中氧化铝:硫酸铵7=1:4 6(重量比)混合、搅拌均匀，送入反应回转窑。6. 粉煤灰熟料生产。在窑内通入350 40(TC的烟气，使硫酸铵和粉 煤灰中的氧化铝发生固相反应。建议使用电厂锅炉省煤器前的尾部烟气， 以进一步降低成本。如在电厂以外作业，可以使用热风炉的热风，连同烟 气一并通入反应窑。根据反应温度和窑炉类型，反应时间为2 4小时。反应方程式A1203+3(NH4)2S04=A12(S04)3+6NH3T+3H20A1203+4(N本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用火电厂脱硫石膏和粉煤灰生产石粉和硫酸铝铵的方法，其特征是：包括以下步骤： （１）将脱硫石膏调糊、除杂，用石粉洗涤水、硫酸铵浓缩时的一级凝结水或铵置换得到的硫酸铵稀液把石膏调成糊状，并除去大颗粒杂质，使反应完毕后的硫酸铵溶液浓度在 ４０％～４４％之间； （２）石膏糊和氨气、二氧化碳气体的吸收、反应，用泵把调成糊状的石膏液体喷淋进一级、二级、三级反应吸收塔，吸收烟气中的氨气和二氧化碳，吸收反应温度３５～７０℃，喷淋吸收和反应总时间３０～９０分钟； （３）硫酸 铵溶液和碳酸钙固体的固液分离，反应完毕后的硫酸铵液体和碳酸钙固体混合液，经沉降分离，液体直接蒸发浓缩，碳酸钙固体经３～４级逆程洗涤后，返回烟气脱硫工序，重复使用，含硫酸铵浓度低的碳酸钙洗涤液返回石膏糊的调制工序； （４）硫酸铵溶液浓缩 结晶； 蒸发浓缩时的一级凝结水中含有氨，一级凝结水要返回石膏调糊工序和烟气喷淋降温－洗涤工序，以减少氨损失，二级凝结水用作粉煤灰反应熟料的溶解水或碳酸钙洗涤液，结晶后的硫酸铵经脱水处理，直接进入和粉煤灰的配料工序； （５）将粉煤 灰和硫酸铵混合配料，粉煤灰用电厂干排灰或电除尘细灰，按粉煤灰中氧化铝：硫酸铵＝１：４～６（重量比）混合、搅拌均匀，送入反应回转窑； （６）粉煤灰熟料生产，在窑内通入３５０～４００℃的烟气，使硫酸铵和粉煤灰中的氧化铝发生固相反应，根据反 应温度和窑炉类型，反应时间为２～４小时，反应过程中释放出的氨气和烟气混合，经除尘和降温后，进入一级、二级、三级反应吸收塔； （７）粉煤灰反应熟料溶解， 溶解温度：９０～１００℃ 溶解时间：３０～６０分钟 溶解水量：固 水重量比（以Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］计）：Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］∶水＝６∶１２； （８）硫酸铝、硫酸铝铵混合液多级沉降分离、精滤； （９）硫酸铝溶液ＰＨ值调整，用精滤后的硫酸氨浓液和氨气把硫酸铝溶液的ＰＨ值调整到３．５～４； （１０）硫酸铝铵结晶和重结晶，硫酸铝铵第一次结晶后的余液硫酸铁铵溶液进入铵置换工序，重结晶余液中含铝量较高，返回粉煤灰熟料溶解工序，重结晶过程中的溶解水用去离子水，重结晶后，硫酸铝铵中的铁含量小于１３ｐｐｍ； （１１）硫酸铁铵溶液铵 置换和氨补充，在搅拌状态下，向硫酸铝铵第一次结晶余液中通入氨气或高浓度氨水，氨过量１．０５～１．１倍，反应时间５～１０分钟；...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李睿德，
申请(专利权)人：李睿德，
类型：发明
国别省市：14[中国|山西]
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