[发明专利]一种利用煤化工三废制备纳米碳酸钙及氨基复肥的系统及工艺

权利要求书

1.一种利用煤化工三废制备纳米碳酸钙及氨基复肥的系统，其特征在于，包括脱硫塔(1)，脱硫塔(1)的底部设有废氨水进口，且脱硫塔(1)中的废氨水通过循环泵(2)连接至脱硫塔(1)上部的喷淋层，脱硫塔(1)的中部设有脱硝烟气进口，脱硫塔(1)的下部还连接有氧化风机(3)；

还包括磷酸萃取槽(9)，磷酸萃取槽(9)上设有废硫酸进口和磷矿石进口，磷酸萃取槽(9)的磷石膏出口连接至第一过滤洗涤机(10)，脱硫塔(1)底部的脱硝废液出口也连接至第一过滤洗涤机(10)，第一过滤洗涤机(10)的净化磷石膏出口连接至第一搅拌槽(4)，第一搅拌槽(4)上还设有废氨水进口，第一过滤洗涤机(10)的洗水出口连接有中和槽(11)，第一搅拌槽(4)的出口端连接有超重力反应器(5)，超重力反应器(5)的二氧化碳入口连接至脱硫塔(1)的二氧化碳排气口，超重力反应器(5)的出口端连接至第二过滤洗涤机(6)，第二过滤洗涤机(6)的硫酸铵滤液出口连接至中和槽(11)，中和槽(11)的出口端连接至蒸发结晶器(12)，蒸发结晶器(12)的铵盐出口和磷酸萃取槽(9)的磷酸出口均连接至复肥厂分别用于生产磷复肥和氨基复肥，蒸发结晶器(12)的冷凝水出口和第二过滤洗涤机(6)的碳酸钙滤饼出口均连接至第二搅拌槽(7)，第二搅拌槽(7)的出口端连接至喷雾干燥机(8)，喷雾干燥机(8)的冷凝水出口连接至第二过滤洗涤机(6)，且喷雾干燥机(8)上设有纳米碳酸钙出口。

2.根据权利要求1所述的一种利用煤化工三废制备纳米碳酸钙及氨基复肥的系统，其特征在于，所使用的废氨水为合成氨过程、尿素制备过程或碳铵生产过程产生的废氨水的一种或几种的混合物。

3.根据权利要求1所述的一种利用煤化工三废制备纳米碳酸钙及氨基复肥的系统，其特征在于，所使用的二氧化碳为合成氨厂、火电厂或水泥厂生产过程产生的CO₂废气。

4.根据权利要求1所述的一种利用煤化工三废制备纳米碳酸钙及氨基复肥的系统，其特征在于，所使用的废硫酸为浓硫酸清净乙炔废硫酸、钛白粉废硫酸、烷基化废硫酸或气体干燥废硫酸。

5.一种利用煤化工三废制备纳米碳酸钙及氨基复肥的工艺，采用权利要求1所述的系统，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：废氨水进入脱硫塔(1)，由循环泵(2)将废氨水循环至脱硫塔(1)的喷淋层，喷淋吸收脱硝烟气中的SO₂，产生的亚硫酸铵溶液经氧化后，转化为脱硫废液；

步骤二：废硫酸进入磷酸萃取单元(9)萃取磷矿石中的磷酸，产生的磷酸进入复肥厂生产磷复肥，产生的磷石膏进入第一过滤洗涤机(10)用脱硫过程产生的脱硫废液上清液洗涤后成为净化磷石膏；

步骤三：净化磷石膏及废氨水进入第一搅拌槽(4)制备成均匀的磷石膏悬浮液，磷石膏悬浮液进入超重力反应器(5)，同时，将脱硫塔(1)排出二氧化碳引至超重力反应器(5)，在超重力反应器(5)中，磷石膏悬浮液和CO₂气体发生反应，反应的温度为室温～60℃，反应时间为10～30min，转速为600～1200rpm，将反应后悬浮液送入第二过滤洗涤机(6)进行过滤洗涤，得到硫酸铵滤液和CaCO₃滤饼；

步骤四：硫酸铵滤液送入中和槽(11)，用洗涤磷石膏后的酸性洗水中和，中和后的溶液经蒸发结晶器(12)蒸发结晶后得到铵盐，该铵盐送往复肥厂生产氨基复肥；

步骤五：由第二过滤洗涤机(6)过滤所得的CaCO₃滤饼与蒸发结晶器(12)产生的冷凝水在第二搅拌槽(7)中混合后，进入喷雾干燥机(8)，经喷雾干燥得到纳米CaCO₃产品，在喷雾干燥过程得到的冷凝水送至第二过滤洗涤机(6)，对过滤所得CaCO₃滤饼进行过滤洗涤。

6.根据权利要求5所述的一种利用煤化工三废制备纳米碳酸钙及氨基复肥的工艺，其特征在于，脱硫塔(1)的下部连接有氧化风机(3)，吸收脱硝烟气中的SO₂产生的亚硫酸铵溶液经氧化风机(3)强制氧化后，转化为脱硫废液。