一种有色冶炼烟气脱硫石膏的固碳的方法及装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113144872A(43)申请公布日2021.07.23(21)申请号202110222093.2(22)申请日2021.02.28(71)申请人昆明理工大学地址650000云南省昆明市呈贡区昆明理工大学(72)发明人马丽萍张伟宁平孙鑫戴取秀田森林(74)专利代理机构昆明同聚专利代理有限公司53214代理人张玉(51)Int.Cl.B01D53/79(2006.01)B01D53/62(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种有色冶炼烟气脱硫石膏的固碳的方法及装置(57)摘要本发明涉及一种有色冶炼烟气脱硫石膏的固碳的方法及装置，属于环境保护技术领域。本发明利用有色冶炼过程中烟气脱硫石膏（主要成分为CaSO4）在碳（主要采用褐煤和高硫煤）还原剂下，低于800℃分解得到固体产物CaS及杂质；再将以上固体产物加入液相水中进行水解反应，得到大量含有钙离子的碱性溶液，之后经过过滤及沉淀处理的澄清溶液用于工业尾气二氧化碳捕集吸收，液相中结晶生成的碳酸钙其纯度大于90%。本发明方法工艺相比其他烟气脱硫石膏能耗较低，同时制得的碳酸钙产品纯度较高。在实现有色冶炼脱硫石膏低能耗处理资源化利用的同时达到工业尾气中二氧化碳捕集矿化，生产高附加值轻质碳酸钙的目的。CN113144872ACN113144872A权利要求书1/1页1.一种有色冶炼烟气脱硫石膏的固碳的方法，其特征在于，按以下方法进行：（1）将有色冶炼烟气脱硫石膏在100‑110℃下进行烘干预处理0.5‑1.5小时，脱去97wt%以上的游离水然后将其与褐煤或高硫煤按照1:3‑5比例混合进行，加入反应器在进行还原分解反应；（2）将步骤（1）中还原分解得到的固相产物加入密封搅拌水解反应器中进行水解反应，得到含有钙离子和氢氧根离子的碱性溶液；（3）将步骤（2）中水解浑浊液经过沉淀、过滤得到澄清溶液，其澄清液相用于烟气中二氧化碳捕集，生成轻质碳酸钙过程。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中所述的有色冶炼烟气脱硫石膏中CaSO4的重量百分含量不小于80%。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中所述的还原分解温度为750‑800℃。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中所述的还原分解反应所得固相产物中CaS纯度大于90%。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）、（2）和（3）在烟气二氧化碳捕集前确保反应装置为密封状态，以免空气中酸性气体与液相发生反应。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中水解反应温度为15‑35℃下进行。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）中二氧化碳捕集过程，烟气温度控制低于50℃。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）中工业尾气中二氧化碳捕集结晶后得到的液相回流至水解反应器中用于过程（1）中还原分解得到的固相产物水解。9.一种根据权利要求1至8任意一项所述方法使用的装置，其特征在于，包括：加压鼓风机（1）、流化床反应器（2）、旋风气固分离器（3）、水解反应器（4）、密封沉淀装置（5）、二氧化碳捕集/碳酸钙结晶反应器（6）；所述加压鼓风机（1）与流化床反应器（2）进气口连接，所述旋风气固分离器（3）一端连接流化床反应器（2）出口，另一端连接水解反应器（4），水解反应器（4）液相出口连接密封沉淀装置（5），之后其沉淀得到澄清溶液流向二氧化碳捕集/碳酸钙结晶反应器（6），旋风气固分离器（3）出气口通过尾气处理与外界连通。2CN113144872A说明书1/4页一种有色冶炼烟气脱硫石膏的固碳的方法及装置技术领域[0001]本发明涉及一种有色冶炼烟气脱硫石膏的固碳的方法，以及所采用的装置。有色冶炼烟气脱硫石膏是有色金属冶炼过程中排放的一种固体废弃物，用其脱除工业烟气中的二氧化碳，达到以废治废的目的，同时还对其中的钙和硫等离子资源化再利用，属于环境保护技术领域。背景技术[0002]有色冶炼脱硫石膏主要成分为硫酸钙（CaSO4）为一种固体废弃物，也是一种具有多种潜在用途的硫、钙和石膏资源。为了降低脱硫石膏的堆放对生态环境造成的影响，国内外研究者对其资源化利用已经进行了相关的研究工作。有色冶炼脱硫石膏的综合应用主要集中在以下几个方面：首先，有色冶炼脱硫石膏在农业上的应用主要是作为土壤改良剂或者用作硫、钙、硅肥料。其次，有色冶炼脱硫石膏在建材行业的应用主要是生产石膏胶凝材料包括α型和β型半水石膏。再次，通过一系列化工过程加工为可被下游生产利用的化工原材料，主要为：制备硫酸铵、硫酸钾以及用于生产硫酸钙晶须。有色冶炼脱硫石膏中杂质除了不溶性杂质对其应用性能影响较小外，其它的少量杂质，如可溶性