[發明專利]一種石油焦協同石膏煅燒及炭熱還原的系統及方法

有效

• 申請號: 201911144067.1
• 申請日: 2019-11-20
• 公開（公告）號: CN110950309B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 馬春元;夏霄;張立強;趙希強;李軍;馮太
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C01B17/04
• 分類號: C01B17/04;C01F11/08
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張曉鵬

本發明公開了一種石油焦協同石膏煅燒及炭熱還原的系統及方法，系統，煅燒爐，分為上段和下段，上段為氧化煅燒區，下段為還原煅燒區，上段和下段相連，連接處設置有含氧氣體入口；下段分別與石膏源和石油焦源連接；炭熱還原塔，其氣體進口與煅燒爐的氣體出口通過高溫分離器連接，其固體進口與石油焦源連接，其固體出口與煅燒爐連接；硫磺回收裝置，其氣體進口與所述炭熱還原塔的氣體出口連接。不僅可以解決我國低品位工業石膏(主要是硫酸鈣)和高硫碳材料難以處理的問題，同時還可以使其協同資源化利用，回收高品質硫磺和氧化鈣。緩解我國硫磺資源短缺的現狀，降低硫磺資源的對外依存度。另外氧化鈣可代替石灰石作為濕法脫硫的脫硫劑。

技術領域

本發明涉及固廢資源化利用技術領域，尤其涉及一種石油焦協同石膏煅燒及炭熱還原的工藝及方法。

背景技術

公開該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

隨著我國高濃度磷肥和磷酸工業的快速發展，副產物磷石膏的產量急劇增加。目前我國磷石膏年排放量近億噸，累積堆積量近5億噸。隨著我國環保要求的不斷提高，燃煤電廠、鋼鐵廠等排放的含硫煙氣需要設置煙氣脫硫裝置，其中以石灰石-石膏法為主的濕法脫硫機組占總裝機容量的85％左右，該項技術雖然具有脫硫效率高、運行穩定等優點，但是需要消耗大量的石灰石，石灰石過度開采，不僅破壞生態環境，而且脫硫副產物為低品質脫硫石膏，價值低，難以利用。目前，我國脫硫石膏年產量約為一億噸，脫硫石膏的成分與磷石膏相似，主要成分是CaSO₄·2H₂O。工業石膏含有酸性及有害物質，必須專門堆放，既占地又浪費資源，且工業石膏長期堆放會污染地下水，造成二次污染。

石油焦是原油經蒸餾將輕重質油分離后，重質油再經熱裂的過程，轉化而成的產品，硫是影響石油焦質量的雜質之一，石油焦的含硫量取決于渣油的含硫量，渣油中的硫分有30％～40％殘留在石油焦中，石油焦中的硫可分為硫的有機化合物(硫醚、硫醇、磺酸等)和硫的無機化合物(硫化鐵、硫酸鹽)兩類。一般煅燒到1300℃左右，脫硫效果不大，只有將煅燒溫度提高到1450℃左右才能有較明顯的脫硫效果，目前石油焦的利用較為困難。

硫磺在所有含硫產品中分子量最低，單位價值高；儲存運輸成本較低；且硫磺可作為大多數含硫產品的生產原料，用途廣泛。我國又是硫磺資源短缺的國家，每年硫磺進口量及消耗量位居世界前列，對外依存度高，硫磺作為重要的化工原料之一，其市場價值和應用價值遠遠大于硫酸。

發明內容

針對上述現有技術中提出的技術問題，本發明的目的是提供一種石油焦協同石膏煅燒及炭熱還原的系統及方法，不僅可以解決我國低品位工業石膏(主要是硫酸鈣)和石油焦難以處理的問題，同時還可以使其協同資源化利用，回收高品質硫磺和氧化鈣。緩解我國硫磺資源短缺的現狀，降低硫磺資源的對外依存度。另外氧化鈣可代替石灰石作為濕法脫硫的脫硫劑，減少對石灰石資源的開采，保護生態環境。

為了解決以上技術問題，本發明的技術方案為：

一種石油焦協同石膏煅燒及炭熱還原的系統，包括：

煅燒爐，分為上段和下段，上段為氧化煅燒區，下段為還原煅燒區，上段和下段相連，連接處設置有含氧氣體入口；

下段分別與石膏源和石油焦源連接；

炭熱還原塔，其氣體進口與煅燒爐的氣體出口連接，其固體進口與石油焦源連接，其固體出口與煅燒爐連接；

硫磺回收裝置，其氣體進口與所述炭熱還原塔的氣體出口通過高溫分離器連接，用于提供冷凝回收硫磺的環境。