[发明专利]一种硫酸铝铵分解窑尾气回收循环利用工艺

说明书

技术领域

本发明属于大气污染治理领域，特别涉及一种硫酸铝铵分解窑尾气回收循环利用工艺。

背景技术

蓝宝石(Sapphire)是一种三氧化二铝(α和Al2O3)的单晶，又称为刚玉。人造蓝宝石作为一种重要的人工合成晶体，已被广泛地应用于科学技术、国防与民用工业的许多领域。近两年国内已经有40多家企业投资生产蓝宝石晶体，中国的蓝宝石企业会不断壮大，而国外也有很多企业来中国建立生产蓝宝石晶体，未来LED的市场会涌向中国。蓝宝石长晶对高纯的三氧化二铝的需求会越来越大，高纯三氧化二铝的市场前景非常可观。

目前，制备高纯三氧化二铝粉体的方法主要有胆碱化铝水解法、硫酸铝铵热解法、碳酸铝铵热解法、异丙醇铝水解法、高纯铝活化水解法等。

虽然硫酸铝铵热解法工艺较为简单，技术较成熟，成本较低，但分解过程中产生的大量SO₃和NH₃，若不进行有效的回收，将会对环境造成严重污染；目前国内还没有好的回收处理方法，这也是限制了硫酸铝铵热解法的技术发展和推广的主要原因。随着国家对环境保护要求的越来越严格，因为环境污染问题，该方法甚至有可能被逐渐淘汰的危险。

本发明工艺在此应用背景下，解决了硫酸铝铵热解法生产高纯三氧化二铝可能对环境造成严重污染的问题，并还将回收的SO₃和NH₃生产得到出高纯的硫酸铝铵，实现了硫酸铝铵的循环利用。，将使硫酸铝铵热解法生产高纯三氧化二铝将有广阔的市场前景。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种硫酸铝铵分解窑尾气回收循环利用工艺，具有脱硫和脱氨效率高，尾气完全能达标排放的优点，还可以进一步生产得到高纯硫酸铝铵，实现了资源的循环利用。

本发明硫酸铝铵分解窑尾气回收循环利用工艺，包括如下步骤：

A、将反应装置辊道窑产生的含有SO₃和NH₃的尾气先通入硫酸吸收塔吸收装置，尾气中的SO₃和NH₃与循环吸收液进行反应除去大部分的SO₃和NH₃，然后进入氨吸收塔吸收装置，除去未被吸收的SO₃后，达标排放；

其中，控制硫酸吸收装置塔中循环吸收液包括硫酸和硫酸铵，溶剂为水，吸收液的硫酸浓度为65-70％；

控制氨吸收装置中循环吸收液包括氨和硫酸铵，溶剂为水，吸收液的pH值为6.5-7.5；

B、当步骤A得到的硫酸吸收装置塔的中循环吸收液中硫酸浓度接近70％时，将部分循环吸收液移出硫酸吸收装置，并同时补充部分水，以维持循环吸收液中的硫酸浓度在65-70％之间；当氨吸收装置中氨和硫酸铵循环吸收液PpH值≤6.5时补充部分碳酸氢铵，维持氨吸收塔中循环吸收液的PpH值6.5-7.5；同时将部分循环吸收液移出氨吸收塔吸收装置；

C、连续向硫酸吸收装置塔和氨吸收塔装置中通入辊道窑产生的含有SO₃和NH₃的尾气，然后重复步骤A、B；

D、将步骤B中分别移出的循环吸收液在搪瓷反应釜内混合，并加入碳酸氢铵和氢氧化铝进行中和反应，得到硫酸铝铵溶液；

E、将步骤D所述的硫酸铝铵溶液按照常规方法进行浓缩、冷却结晶、重结晶、过滤可得到高纯固体硫酸铝铵；。

进一步的，实现循环利用，还可以进行如下步骤F的操作：

F、将步骤E所述的硫酸铝铵返回辊道窑反应装置内进行分解，得到高纯的三氧化二铝粉料，实现硫酸铝铵的循环使用。

上述技术方案中，所述反应装置为辊道窑；所述硫酸吸收装置为硫酸吸收塔；所述氨吸收装置为氨吸收塔。

上述技术方案中，步骤D是在反应釜中进行中和反应；优选的所述反应釜为搪瓷反应釜。

上述技术方案中，步骤B所述移出部分吸收液，一次移出的量为循环吸收液的20％左右。

本发明硫酸铝铵分解窑尾气回收循环利用工艺，将辊道窑内硫酸铝铵分解的产生的含SO₃和NH₃的尾气在硫酸吸收塔中进行脱硫和脱氨反应，在氨吸收塔中进行进一步的脱硫反应，并将循环吸收液用碳酸氢铵氨和氢氧化铝进行中和得到硫酸铝铵，生产高纯度的出硫酸铝铵产品，并实现硫酸铝铵的循环利用。