[發明專利]一種石膏噴動流化分解工藝

有效

• 申請號: 201410089746.4
• 申請日: 2014-03-12
• 公開（公告）號: CN103818884A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 黃濤;楊守明;羅萬林;張勇;韓道俊;黃彥龍;胡偉;鐘顯剛;王新剛;楊校鈴
• 申請（專利權）人: 四川宏達股份有限公司
• 主分類號: C01B17/77
• 分類號: C01B17/77
• 代理公司: 四川力久律師事務所 51221
• 代理人: 劉雪蓮;王蕓

技術領域

本發明屬于石膏制酸技術領域，特別涉及一種石膏粉流態化窯外分解工藝，本發明方法還可以同時制備硫酸。

背景技術

隨著我國經濟的日益高速發展，大量工業固廢石膏急需跟進消化處理：

1、磷石膏是硫酸法萃取磷酸的副產品，每生產1噸磷銨產品，約產生2.5噸磷石膏，隨著我國磷銨行業迅猛發展，副產品磷石膏的量越來越大，磷石膏的堆放不僅占用了大量的土地資源，還由于風蝕、雨蝕污染大氣、地表地下水及土壤，而且磷石膏堆場的建設費亦相當昂貴。

2、制鹽工業產生的鹽渣，長期來被棄置溝壑堆積如山，或在洪水期排入河流，造成一定程度的環境污染及侵占土地的社會危害。

3、隨著環境保護的日益嚴格，火力發電等工業產生的脫硫渣越來越多，大量堆棄。

4、石膏礦開采常常棄置大量的硬石膏不用。

磷石膏、脫硫石膏、鹽石膏、硬石膏等等工業固廢的綜合治理已成為我們國家一個迫切需要解決的問題。

磷石膏制硫酸聯產水泥是石膏工業廢渣綜合利用的有效途徑之一，我國從60年代開始研究攻關，90年代建設了多套工業示范裝置，使得磷酸—磷石膏—硫酸實現有機循環。磷石膏制硫酸聯產水泥的工藝包括以下步驟：原料均化、烘干脫水、生料制備、熟料燒成、窯氣制酸和水泥磨制等六個過程。

磷石膏制硫酸聯產水泥可以有效利用副產品磷石膏制得硫酸，并且得到水泥產品，變廢為寶，具有良好的經濟效益和環保效益。但是傳統磷石膏制硫酸聯產水泥工藝存在以下問題：采用焦炭做還原劑分解石膏，原料價格高，進而導致產品成本高；熟料燒成過程中采用水泥生產工藝中落后的中空窯窯內分解煅燒技術，能耗高、脫硫率低；分解煅燒在中空窯內一步完成操作難度大，結球結圈嚴重，裝置運轉率低，單位產能低。

中國專利CN101708826A公布了一種硫磺還原分解磷石膏的方法。該方法為：將磷石膏放入反應器中并在惰性氛圍下，升溫至500～900℃預熱10～30分鐘，然后通入摩爾分率為10～50%的氣態硫磺與磷石膏進行還原反應1～2h后，將所得硫化鈣料研磨后再與磷石膏按摩爾比1～1.5:3混合均勻，在非氧化性氣氛中1000℃～1400℃下焙燒0.5～3h，所產生的SO₂氣體作為生產硫酸的原料，所得固體渣料可用做水泥生產的原料。磷石膏的分解率可達98wt%以上，脫硫率可達95wt%以上。上述方法僅為實驗方法，因為不是連續反應過程，無法直接進行工業化生產，如果該方法要實現工業化生產，需要具有經濟性的解決第一步反應系統的熱平衡及第一步反應氣硫的惰性保護問題。因此該方法尚不能進行工業化生產。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中所存在的上述不足，提供一種能夠實現工業化連續生產、操作難度低、高石膏分解率的噴動流化窯外分解制硫酸工藝。

本發明提供的石膏噴動流化分解工藝，其特征在于，包括以下步驟：

（1）、在熔硫槽中將硫磺加熱至120℃～150℃，得到液體硫磺。

（2）、液體硫磺經液硫泵喂入液硫汽化爐，與回轉窯尾排出的余熱尾氣進行換熱，使液體硫磺氣化升溫至450℃～750℃，換熱后的余熱尾氣進入二級旋風預熱器。

（3）、料倉內平均粒度為1μm～200μm的石膏生料粉按與余熱尾氣標況體積比為1:4000～10000的比例，經喂料機喂入一級旋風預熱器與余熱尾氣進行換熱，升溫至50℃～400℃，經過一級旋風預熱器預熱的生料進入二級旋風預熱器與余熱尾氣進行換熱，升溫至200℃～700℃，經過二級旋風預熱器預熱的生料一部分進入噴動流化床、一部分與噴動流化床排出的固體物料一起進入回轉窯；二級旋風預熱器換熱后排出的余熱尾氣進入一級旋風預熱器換熱。

所述體積比是指固體生料粉體積與余熱尾氣標準狀態下的氣體體積比。

根據裝置的中各物料的反應狀態調節經過二級預熱的生料進入噴動流化床和進入回轉窯的比例，使裝置反應充分。

（4）、燃料在熱風爐內與鼓風機鼓入的空氣按空氣過剩5%～15%混合后充分燃燒，產生的熱煙氣與液硫氣化爐來的硫磺氣體按體積比0.2～10:1混和，消耗掉熱煙氣中的剩余的氧氣，形成600℃～1100℃的含硫蒸氣的混合煙氣，混合煙氣進入噴動流化床。

（5）、經過二級預熱的生料在噴動流化床內與含硫蒸氣的混合煙氣在500℃～1000℃進行噴動流化換熱分解反應，分解反應后的固體物料經溢流口排出；流化床尾氣進入旋風除塵器，分離下的粉料返回噴動流化床。