[發明專利]一種協同流化分解石膏的方法

有效

• 申請號: 201610344029.0
• 申請日: 2016-05-20
• 公開（公告）號: CN105858620B
• 公開（公告）日: 2018-01-02
• 發明（設計）人: 楊秀山;孔行健;王辛龍;楊林;張志業;鐘本和;陳曉東
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C01B17/50
• 分類號: C01B17/50;C01F11/08
• 代理公司: 成都希盛知識產權代理有限公司51226
• 代理人: 何強,武森濤

技術領域

本發明涉及石膏分解技術領域，尤其是一種協同流化分解石膏的方法。

背景技術

石膏是主要化學組成為硫酸鈣的一類物質。中國是一個天然石膏和工業副產石膏資源都非常豐富的國家，但大部分石膏資源都用于建筑材料，尤其是工業副產石膏用于建筑材料存在諸多缺點，大大限制了其利用程度。同時中國又是一個硫資源匱乏和水泥生產主要以石灰石為原料的國家，通過分解石膏，使其中含有的硫、鈣資源分別加以利用是解決上述資源困境的一個有效方法。

以氣相還原劑流態化分解石膏是一種較為理想的石膏分解技術。當前較為典型的石膏流態化技術或協同流化技術方案請參照中國發明專利ZL201010223874.5，其公布了一種磷石膏振動流態化分解的方法，將復合外加劑流化劑與預處理后的磷石膏按照質量比1:7混合均勻，送入窯外均勻流態化分解爐，在Ar氣氛保護下升溫至850～1100℃，然后以5～50ml/min的流量通入CO，并使CO與Ar的體積流量比為1:(2～19),控制溫度為850～1100℃，啟動振動能量載入裝置，進行還原分解。

目前的流化分解技術中，石膏分解率低,只有70％到80％；復合外加劑和反應物大量外循環使物耗能耗不經濟，成本高，裝置時空產率不高。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種協同流化分解石膏的方法，充分利用物料實現床內循環，提高石膏的分解率。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種協同流化分解石膏的方法，采用含石膏多組分顆粒體系床內分級流化反應器進行，所述多組分顆粒體系床內分級流化反應器包括設置有反應腔的床體，所述床體的底部設置有進風管，進風管上方設置有布風板，布風板上方的床體側壁上設置有與反應腔相通的進料通道；所述反應腔內部設置有隔離器，所述隔離器上下敞口，所述隔離器的下端覆蓋布風板的風孔且與布風板之間設置有循環通道；隔離器的側壁與床體的側壁之間設置有循環間隙，所述循環間隙處的床體側壁上設置有二次進風結構，所述二次進風結構設置有向上的上出風孔；所述隔離器上方的床體上設置有出料口；

具體步驟為：

A、將床體內的溫度升高至設定值；

B、利用進風管持續通入流化氣體與氣相還原劑的混合氣體或者通入氣相還原劑；利用進料通道向床體內部持續通入石膏顆粒與流化劑顆粒的混合顆粒；

C、石膏顆粒進入床體底部，在氣體的帶動下懸浮于隔離器中，并進行相應的反應，得到平均粒徑比反應物顆粒小、重量比反應物顆粒輕的生成物顆粒；

D、控制進風管內的氣體的流速，使生成物顆粒在氣體的帶動下上浮至隔離器的上方，并隨著氣體從位于隔離器上方的出料口排出并收集，而石膏顆粒與流化劑顆粒在重力的作用下從循環間隙回落；

E、向循環間隙中通入流向向上的惰性氣體，惰性氣體的流速滿足使生成物顆粒停留在隔離器上方，而石膏顆粒與流化劑顆粒從循環間隙回落并進行循環，從而將生成物顆粒分離。

進一步地，步驟B中，所述流化劑包括催化劑。

進一步地，所述流化劑顆粒至少包括黃鐵礦顆粒、磁黃鐵礦顆粒、石英砂顆粒、閃鋅礦顆粒、方鉛礦顆粒、辰砂顆粒、毒砂顆粒、鎳黃鐵礦顆粒、黃銅礦顆粒、黃錫礦顆粒、輝銀礦顆粒、斑銅礦顆粒、雌黃顆粒、輝鉍礦顆粒、輝鉬礦顆粒、輝砷鈷礦顆粒、輝銻礦顆粒、輝銅礦顆粒和銅藍顆粒中的一種。

進一步地，所述石膏至少包括硬石膏、磷石膏、脫硫石膏、氟石膏、檸檬酸石膏和鎳石膏中的一種。

進一步地，氣相還原劑至少包括一氧化碳、氫氣、甲烷氣、水煤氣、硫化氫氣體和硫磺氣中的一種。

進一步地，步驟B中，所述石膏顆粒原料的平均粒徑為5～100μm，流化劑顆粒的平均粒徑為100～1000μm；步驟B中，氣相還原劑的摩爾分率為5％～100％，氣相還原劑與石膏粉的摩爾比為(1～10):1；步驟C中，反應溫度控制在500℃～900℃，物料停留的平均時間控制在2～30min。

進一步地，步驟B中，所述石膏顆粒原料的平均粒徑為20～60μm，流化劑顆粒的平均粒徑為200～600μm；步驟B中，氣相還原劑的摩爾分率為20％～80％，氣相還原劑與石膏粉的摩爾比為(3～8):1；步驟C中，反應溫度控制在600℃～800℃，物料停留的平均時間控制在5～20min。