[實用新型]一種分解磷石膏的復合循環流化床裝置

無效

• 申請號: 200820054541.2
• 申請日: 2008-01-08
• 公開（公告）號: CN201161187Y
• 公開（公告）日: 2008-12-10
• 發明（設計）人: 趙艷龍;梁日忠;溫誠鋒;熊勝春;楊開亮
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: B01J8/24
• 分類號: B01J8/24
• 代理公司: 上海上大專利事務所（普通合伙）
• 代理人: 顧勇華

技術領域

本實用新型涉及一種分解磷石膏的復合循環流化床裝置，屬化工流化床裝置或設備技術領域。

背景技術

磷石膏是濕法磷酸和磷肥生產過程中所產生的廢渣，每生產1噸磷酸就要產生5噸左右的磷石膏廢渣，這些廢渣大多數直接丟棄或堆放，不僅占用大量土地，而且還造成了嚴重的環境污染和資源浪費。磷石膏的主要成分是硫酸鈣，其資源化利用的重要途徑之一是分解磷石膏制硫酸聯產水泥。將CaSO₄在高溫下分解出CaO與SO₂氣體，CaO與SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃等形成水泥熟料，SO₂氣體送入硫酸裝置制取硫酸。該過程一方面消除了磷石膏的環境污染，另一方面回收利用了工業廢渣，變廢為寶，解決了我國硫資源嚴重短缺和環境污染的問題。

磷石膏制酸技術始于本世紀初，到目前為止，成熟的工藝為在回轉窯內煅燒并在同一設備內完成磷石膏分解和水泥熟料生成的過程。而煅燒有兩種流程，一種是中空回轉窯，一種是帶立筒預熱器的回轉窯。這樣的流程存在的主要問題是：

制酸氣體中SO₂濃度偏低，體積濃度一般為7～8％左右；

回轉窯熱利用率低，傳熱速率慢，單位熟料熱耗高達10450KJ/kg熟料；

回轉窯內熱工制度難以穩定，分解帶要求維持微還原氣氛，而氧化帶要求微氧化氣氛，調節難度大，操作不易掌握；

聯產水泥的標號低，質量差。

發明內容

為了克服現有磷石膏制酸工藝中SO₂濃度低、熱利用效率低、熱工制度難以穩定和水泥熟料質量差等諸多缺點和不足，本實用新型的目的是提供一種有利于磷石膏分解的復合循環流化床裝置，該裝置不僅能大幅度提高產量、降低能耗、穩定操作，而且可將SO₂氣體濃度相應提高到14～16％。

本實用新型一種分解磷石膏的復合循環流化床分解裝置，包括有：爐膛、旋風分離器和分料裝置，二次空氣入口，磷石膏加入口，煤粉加入口，空氣入口，固體物質水平通道，氣體物質SO₂排出口，固體物質循環下通道，分解產物CaO出口；其特征在于爐膛內設有氧化帶、還原帶和煤粉燃燒帶(即還原氣體生成帶)，且自上而下依序排列布置；在爐膛上部氧化帶一側設有二次空氣入口；在爐膛中部還原帶一側設有磷石膏加入口；在爐膛下部煤粉燃燒帶(即還原氣體生成帶)一側設有煤粉加入口；在煤膛的另一側設置有一旋風分離器，其間有位于上面的水平通道和位于下面的斜向的循環下通道相連接；兩者構成復合循環系統；在所述的旋風分離器的頂部設有氣體物質SO₂排出口；旋風分離器的下部為一分料裝置，分料裝置底部一側角隅處設有分解產物CaO出口；在爐膛底部和分料裝置底部設有空氣入口，由空氣源送入空氣；在裝置內形成物料內循環以及物料外循環的運作過程。

本實用新型復合循環流化床裝置的運作原理和運作過程如下所述：

(1)在煤粉燃燒帶即還原氣體生成帶的化學反應為：

2C+O₂→2CO

C+CO₂→2CO

(2)在還原帶的化學反應為還原分解過程：

CaSO₄+CO→CaO+SO₂+CO₂

CaSO₄+4CO?→CaS+4CO₂

(3)在氧化帶的氧化過程為：

CaS+2O₂→CaSO₄

(4)回爐循環過程：以上重新生成的CaSO₄同未分解和新加入的磷石膏回到還原分解過程進行再次還原分解。

本實用新型裝置的優點如下：

本實用新型中，磷石膏在復合循環流化床裝置中在沸騰狀態下進行分解反應，故其傳熱條件及氣氛條件大為改善，使反應速率提高，且SO₂爐氣產量也大幅度提高。經過爐內、爐外循環還原氧化后，磷石膏的分解率可達99％，SO₂氣體濃度可達14～16％。

附圖說明

圖1為本實用新型復合循環流化床裝置的結構示意圖。