[发明专利]一种石膏制硫酸与水泥的改进生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及石膏生产硫酸和水泥的工艺，属于硫酸、水泥行业的生产技术及工业副产石膏废渣资源综合利用和环境保护治理领域。 

背景技术

石膏制硫酸和水泥技术的研究始于20世纪初。1916年，德国的缪勒和阔纳(Muller Kuhne)开发天然石膏制硫酸和水泥技术取得了成功，并建立了中试装置；其后，英国、德国、波兰、奥地利、南非等相继建成了以天然石膏、硬石膏和磷石膏为原料生产硫酸和水泥装置，并投入生产，其平均生产能力为日产硫酸和水泥各160吨。由于投资大、热耗高、运转率低、经济效益差的原因，国外的生产装置在上世纪70年代先后停产。 

我国目前工业石膏年排放量已超过7000万吨，并逐年增长。由于工业副产石膏中含有有害物质，任意排放会造成严重的环境污染；设置堆场，不仅占地多、投资大、堆渣费用高，而且对堆场的地质条件要求高，长期堆积会引起地表水及地下水的污染。 

我国在总结国内外技术的基础上，取得利用盐石膏、磷石膏、天然石膏、脱硫石膏制硫酸与水泥的成功，并在上世纪末建设8套生产装置，最大的达到年产磷石膏制20万吨硫酸联产30万吨水泥的规模，成为世界石膏制酸技术较先进、规模最大的装置。但是各装置都存在投资高、热耗大、动力消耗大、经济效益差的缺点，所以有的已停产。例如申请号为200810139276.2，名称为一种石膏生产硫酸和水泥的改进生产工艺的专利申请中使用半水石膏生产工艺，由于原料为二水石膏需要加热到160℃以上的高温烘干才能得到半水石膏，热耗很大、装置也比较的复杂，而且采用此工艺时回转窑极易结圈，运转率低，投资高，热耗大，动力消耗大，经济效益差。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述技术存在的热耗大、经济效益差的缺陷，提供一种石膏制硫酸与水泥工艺，具有原料取材广泛，能耗低，投资少、效益高，无废水、废渣排放的优点。 

本发明的技术方案为：一种石膏制硫酸与水泥的改进生产工艺，原料包括二水石膏、黏土和还原剂，经过原料烘干、独立粉磨、机械搅拌均化、生料预热、回转窑分解煅烧、窑气 酸洗净化、SO₂干燥、两转两吸工艺、水泥磨制过程制得硫酸和水泥产品，采用二水石膏工艺，原料烘干是采用由硫酸吸收装置中出来的70～85℃的绝干尾气烘干原料得到游离水含量＜5％wt的二水石膏，然后再与黏土和还原剂在CaCl₂或Na₂SO₄的存在下直接均化为生料。 

所述的CaCl₂或Na₂SO₄的加入量占原料总重量的0.5～3％。 

所述的还原剂是硫磺或C≥60％wt、挥发性成分Vad＜6％wt的焦炭、石油焦、无烟煤中的任意一种。 

所述的机械搅拌均化采用底部机械搅拌均化仓 

预热采用2～5级复合预热回转窑进行预热。 

所述石膏为工业副产石膏废渣或天然石膏，SO₃≥32％wt、CaO≥29％wt、SiO₂≤8.0％wt、P₂O₅＜2％wt、F＜0.35％wt。 

所述的两转两吸时采用低温热回收技术，硫酸吸收装置分两段吸收，下部是200～240℃的高温吸收段，上部是85～110℃的低温吸收段，在高温吸收段的高温硫酸出口处设蒸汽发生器，产生蒸汽用于发电供热，每吨硫酸可产蒸汽0.4-0.5吨。 

有益效果： 

1、石膏烘干采用二水工艺流程，烘干设备采用气流悬浮烘干机，热源采用硫酸吸收装置出来的70～85℃的绝干尾气即可将二水石膏中的游离水去掉。较传统半水工艺流程设备体积小、节省投资、生产能力大，节约30％总热耗及20％的电耗。采用二水石膏为原料，二水石膏的稳定性好，不结块，只要将原料中所含的游离水烘干到＜5％即可，不需象半水工艺一样加热到160℃以上高温。由于每吨硫酸排出3.2～3.6吨70～85℃的绝干尾气，要消耗二水石膏1.5吨，折合含游离水20％石膏1.8吨，如烘干至含游离水5％时应去掉水份0.22吨。用3.2～3.6吨70～85℃的绝干尾气在气流烘干机烘去0.22吨游离水是可行的。 

2.生料制备采用底部机械搅拌卸料钢筒均化仓，石膏无需粉磨即可与辅料均化成合格生料，降低了30％的动力消耗及投资。 

3.采用2～5级复合预热窑分解石膏生料新技术，与传统窑相比，系统热耗降低30％，增大生产能力、节省装置投资、使用二水石膏生料。