[其他]將煤和石膏轉(zhuǎn)化為價(jià)值較高的產(chǎn)品的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 87107443
• 申請(qǐng)日: 1987-12-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN87107443A
• 公開(kāi)（公告）日: 1988-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杰羅姆·赫伯特·馬頓;蒂莫菲·J·肯德龍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 佛羅里達(dá)磷酸鹽研究院
• 主分類(lèi)號(hào): C10J3/00
• 分類(lèi)號(hào): C10J3/00;C01B17/60
• 代理公司: 中國(guó)專(zhuān)利代理有限公司
• 代理人: 楊劍俠

本發(fā)明涉及將相對(duì)地低價(jià)值的煤和石膏經(jīng)濟(jì)地轉(zhuǎn)化為較高價(jià)值的氣體物流和固體產(chǎn)品的方法。特別是，本發(fā)明涉及一種同時(shí)生產(chǎn)可用作能源的可燃性氣體物流和可用作硫酸生產(chǎn)原料的含硫氣體物流的方法。本方法另一有用的副產(chǎn)品是一種燒結(jié)的固體無(wú)機(jī)產(chǎn)品，該產(chǎn)品可用作鋪路材料的集料與及其他用途。

天然的磷酸鹽巖，特別是礦物磷灰石（磷酸鈣），是一種主要的工業(yè)磷源。其中最通常的一種從磷酸鹽巖生產(chǎn)磷酸的方法是酸法或濕法。濕法包括用硫酸消化精制的磷酸鹽巖以生產(chǎn)磷酸和含有雜質(zhì)的硫酸鈣，即所謂磷石膏。直至目前為止，磷石膏被認(rèn)為是濕法生產(chǎn)中的一種沒(méi)有工業(yè)價(jià)值的廢產(chǎn)品。因此，大堆的磷石膏堆積在磷酸廠的附近和周?chē)Ｖ饕驗(yàn)榱鹘?jīng)磷石膏中可溶化合物出來(lái)的雨水被酸化，這些磷石膏堆引起了環(huán)境的污染問(wèn)題。

在授予Gardner等人的美國(guó)專(zhuān)利4503018中公開(kāi)了一種將磷石膏轉(zhuǎn)化成有用產(chǎn)品的有工業(yè)價(jià)值的方法。（“Gardner”法）整個(gè)地被結(jié)合在本發(fā)明中作參考。Gardner法產(chǎn)生一種由石膏的熱分解中型成的含硫氣體物流。更具體地說(shuō)，Gardner法包括將一種制成粒狀的含碳物料和石膏的混合物裝進(jìn)一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)爐篦中干燥和加熱，產(chǎn)生一種含有二氧化硫和（或）硫的氣體流出物。當(dāng)該顆粒被熱解以后，石灰殘余物可以出售或作其他傳統(tǒng)的用途。Gardner所提出的石膏脫硫方法總的來(lái)說(shuō)是吸熱的。因此，此方法應(yīng)用一種外部的熱源來(lái)熱解石膏。在一個(gè)實(shí)施方案中，Gardner法利用一個(gè)使用高硫煤的煤氣發(fā)生爐來(lái)生產(chǎn)一種熱的低英熱單位（low-BTU）原料氣體。這樣煤氣發(fā)生爐就將加熱了的氣體供給轉(zhuǎn)動(dòng)爐篦反應(yīng)器。雖然Gardner考慮過(guò)從產(chǎn)品氣體中回收熱量，但此方法并未能產(chǎn)生有意義的輸出熱量。

用于Gardner法中的可供選擇的煤氣發(fā)生爐是一種能基本上將在煤中所有的含碳和含流化合物轉(zhuǎn)化成揮發(fā)性氣體，并不必經(jīng)過(guò)預(yù)處理即可直接輸進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)爐篦反應(yīng)器中。因此煤原料中的碳主要用作熱源而并不主要地參與將在石膏中的流化合物還原的反應(yīng)。在煤原料中很大一部分的硫是以流化氫的形式從煤氣發(fā)生爐中流出。若將高-流化氫含量的氣體直接輸進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)爐篦反應(yīng)器中會(huì)引起某些害處。例如，和將固體含硫原料輸進(jìn)反應(yīng)器相比，當(dāng)這些氣體直接燃燒時(shí)，它們會(huì)導(dǎo)致在氣體產(chǎn)物中的具有較高的水含量和較低的SO含量。

Gardner法是將磷石膏轉(zhuǎn)化成可用產(chǎn)品的一個(gè)有價(jià)值的方法，有關(guān)專(zhuān)業(yè)人員正在繼續(xù)努力以尋求一些改進(jìn)石膏脫硫效率和提高該方法產(chǎn)品質(zhì)量的方法。

本發(fā)明涉及同時(shí)生產(chǎn)可用作能源的可燃性的第一氣體物流和一種可用作硫酸生產(chǎn)原料的含硫第二氣體物流。本方法包括在一種貧氧的氣氛中，在煤部分氣化的條件下將煤加熱，產(chǎn)生一種固體的碳焦和一種原煤氣物流。將含流化合物從粗煤氣物流分開(kāi)，產(chǎn)生一種可燃性的第一氣體物流。將含流化合物轉(zhuǎn)化成固體含硫物料并與固體的碳焦石膏結(jié)合形成一種原料混合物。該原料混合物的非石膏部分具有足夠的還原電位來(lái)將石膏中的硫還原成為+4或較低氧化態(tài)的氣體硫化合物。將原料混合物在還原條件下加熱產(chǎn)生一種含硫的第二氣體物流。本方法還生產(chǎn)一種具有鋪路混合料的集料價(jià)值的固體燒結(jié)產(chǎn)品。

本方法特別適用于有效地將低價(jià)值的產(chǎn)品如高-硫，低英熱單位的煤和磷石膏轉(zhuǎn)化成較高價(jià)值的產(chǎn)品，其中包括硫酸和一種優(yōu)質(zhì)的集料，并且有凈能量輸出。從保護(hù)環(huán)境的觀點(diǎn)來(lái)看，此方法是有很大優(yōu)點(diǎn)的，因?yàn)樗昧艘环N環(huán)境污染物磷石膏，而從能源觀點(diǎn)來(lái)看，則因?yàn)槟軐⑤^劣質(zhì)的煤轉(zhuǎn)化成一種干凈的可熱氣體和一種供給石膏脫硫反應(yīng)器用的碳源。

圖1為本發(fā)明同時(shí)生產(chǎn)一種可燃性第一氣體物流和含硫第二氣體物流的方法的主要特征簡(jiǎn)圖。

圖2為同時(shí)生產(chǎn)一種可燃?xì)怏w和含硫第二氣體物流的方法的一個(gè)實(shí)施方案簡(jiǎn)圖。

圖3為應(yīng)用流化床煤氣化器同時(shí)生產(chǎn)一種可燃?xì)怏w和含硫第二氣體物流的方法的一個(gè)實(shí)施方案簡(jiǎn)圖。

圖4為一個(gè)適用于本發(fā)明的轉(zhuǎn)動(dòng)爐篦反應(yīng)器的一個(gè)實(shí)施方案簡(jiǎn)圖。

本發(fā)明方法的第一步包括將煤氣原料部分氣化生產(chǎn)一種固體的碳焦和粗煤氣物流。不同于傳統(tǒng)的煤氣化操作，該操作是要求將煤中的碳成份基本上全部氣化，但在本方法中將煤在部分氣化的條件下加熱使得剩下很大一部分碳作為固體的碳焦。部分氣化條件主要是通過(guò)將氣化在一種缺氧的氣氛下和在一個(gè)低于傳統(tǒng)的煤氣化操作溫度的溫度下進(jìn)行達(dá)到的。氣化的溫度和輸進(jìn)氣化器的氣體流速和氧含量，煤的性質(zhì)（即，英熱單位含量）和煤在氣化器內(nèi)的停留時(shí)間有關(guān)。