[發明專利]一種用磷石膏生產硫酸的方法

在審

• 申請號: 202111034135.6
• 申請日: 2021-09-03
• 公開（公告）號: CN113697775A
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 邵冰;楊恪言;邵思銘;魏林;邵璐
• 申請（專利權）人: 邵冰
• 主分類號: C01B17/50
• 分類號: C01B17/50;C01B17/74;C04B7/24;C04B7/44
• 代理公司: 貴陽中工知識產權代理事務所 52106
• 代理人: 劉安寧

一種用磷石膏生產硫酸的方法，該方法仍然是將磷石膏通過煅燒，制取硫酸生產的原料氣SO₂,其特征包括以下特點：(1)磷石膏經過預處理，制成固定形狀；(2)采用串聯的立窯作為煅燒磷石膏的設備；(3)采用可燃性氣體為燃燒氣、同時采用助燃劑煅燒磷石膏；(4)控制煅燒溫度和煅燒時間，以制得高濃度SO₂氣體。本方法與已有煅燒磷石膏制備硫酸的生產方法相比，能大幅度提高磷石膏利用率及燃燒效率，具有硫酸鈣還原率高、生產水泥煤耗低，水泥質量高，窯爐尾氣二氧化硫濃度高，硫酸生產裝置的投資少，生產成本低，同時充分利用廢熱，實現節能降耗，而且從根本上解決了磷石膏料因高溫而易結焦的弊病。適用于磷石膏生產企業。

技術領域

本發明涉及磷石膏，也涉及硫酸；具體來說，涉及以磷石膏為原料生產硫酸的方法。

背景技術

磷石膏是濕法磷酸生產產生的固體工業廢渣，每生產1t磷酸約產生4～5t磷石膏。2004年世界磷石膏排放量達2.95億t。目前，我國磷石膏年排放量約5000萬t。磷化工的迅速發展必然帶來磷石膏廢渣的處理和硫酸需求量增加兩大問題。磷石膏中的CaSO₄·2H₂O含量一般高達90％以上，是一種重要的再生資源。但磷石膏中含有磷、氟及有機物等諸多有害雜質，難以直接利用。目前全世界對磷石膏的平均利用率只達到4％～5％，其中日本、英國和德國由于天然石膏資源匱乏，因此將磷石膏經復雜的去雜工藝處理用于替代天然石膏作水泥緩凝劑和石膏墻體材料。目前我國利用率尚低，磷石膏是一種污染環境的公害。同時，我國硫資源匱乏，磷復肥企業原料硫酸(約占我國硫酸總耗量70％)的生產用硫磺主要依靠進口。近年，由于中國大量采用硫磺制酸工藝(對進口硫磺的依存度已超過50％)和全球原油價格的不斷上升，造成進口硫磺價格不斷上漲，進口硫磺到岸價2003年為40～50美元/t，2007年已持續上漲到200～220美元/t。2006年我國年進口硫磺已接近900萬t。

目前，國內外均磷石膏分解制取硫酸聯產水泥作為最大量資源化利用磷石膏的經濟有效的途徑。中國專利申請件中，201810569845.0號《雙極膜法利用磷石膏制備硫酸的方法》和202011612325.7號《一種磷石膏生產水泥聯產硫酸的生產方法》均屬于此。利用高濃磷復肥企業排放的廢渣磷石膏制造硫酸并聯產水泥(或熟料)，硫酸返回用于生產磷酸，整個生產過程無廢物排出，資源在生產過程中得到高效循環利用，形成一個循環產業鏈，既有效地解決了磷酸生產廢渣磷石膏堆放占地、污染環境、制約磷復肥工業發展的難題，又開辟了硫酸和水泥生產的新原料途徑。因此，磷肥、硫酸、水泥聯產是一條很好的循環經濟鏈。

這個工藝常見的磷石膏焙燒為獨立的旋轉窯，用空氣對磷石膏加以煅燒。磷石膏分解溫度900℃～1000℃，磷石膏中硫的轉化率低，燃燒效率低，且旋轉窯極容易結焦，帶來操作難度的增加和操作成本的增加。較好一些的方式是采用間歇式的立式窯，這種方法便于提高SO₂生成率，也比較不易結焦。但是尾氣產生的SO₂濃度低，后續濃縮工藝能耗水量大。目前尚無采用富氧空氣或純氧助燃以提高硫的轉化率，也未有通過環形設置的方式提高立式窯的SO₂生成率的方法。

發明內容

本發明旨在提供一種用磷石膏生產硫酸的方法，該方法不采用傳統的獨立旋轉窯，也不采用間歇式立式窯，而是采用串聯的立窯作為焙燒爐、采用富氧或純氧作物助燃劑煅燒磷石膏，以制得高濃度SO₂的硫酸原料氣。

發明人提供的用磷石膏生產硫酸的方法仍然是將磷石膏通過煅燒，制取硫酸生產的原料氣SO₂,不同于現有技術的是：本發明還包括以下特點：

(1)磷石膏經過預處理，制成固定形狀；

(2)采用串聯的立窯作為煅燒磷石膏的設備；

(3)采用可燃性氣體為燃燒氣、同時采用助燃劑煅燒磷石膏；

(4)控制煅燒溫度和煅燒時間，以制得高濃度SO₂氣體。