[发明专利]一种石膏喷动流化分解工艺

说明书

技术领域

本发明属于石膏制酸技术领域，特别涉及一种石膏粉流态化窑外分解工艺，本发明方法还可以同时制备硫酸。

背景技术

随着我国经济的日益高速发展，大量工业固废石膏急需跟进消化处理：

1、磷石膏是硫酸法萃取磷酸的副产品，每生产1吨磷铵产品，约产生2.5吨磷石膏，随着我国磷铵行业迅猛发展，副产品磷石膏的量越来越大，磷石膏的堆放不仅占用了大量的土地资源，还由于风蚀、雨蚀污染大气、地表地下水及土壤，而且磷石膏堆场的建设费亦相当昂贵。

2、制盐工业产生的盐渣，长期来被弃置沟壑堆积如山，或在洪水期排入河流，造成一定程度的环境污染及侵占土地的社会危害。

3、随着环境保护的日益严格，火力发电等工业产生的脱硫渣越来越多，大量堆弃。

4、石膏矿开采常常弃置大量的硬石膏不用。

磷石膏、脱硫石膏、盐石膏、硬石膏等等工业固废的综合治理已成为我们国家一个迫切需要解决的问题。

磷石膏制硫酸联产水泥是石膏工业废渣综合利用的有效途径之一，我国从60年代开始研究攻关，90年代建设了多套工业示范装置，使得磷酸—磷石膏—硫酸实现有机循环。磷石膏制硫酸联产水泥的工艺包括以下步骤：原料均化、烘干脱水、生料制备、熟料烧成、窑气制酸和水泥磨制等六个过程。

磷石膏制硫酸联产水泥可以有效利用副产品磷石膏制得硫酸，并且得到水泥产品，变废为宝，具有良好的经济效益和环保效益。但是传统磷石膏制硫酸联产水泥工艺存在以下问题：采用焦炭做还原剂分解石膏，原料价格高，进而导致产品成本高；熟料烧成过程中采用水泥生产工艺中落后的中空窑窑内分解煅烧技术，能耗高、脱硫率低；分解煅烧在中空窑内一步完成操作难度大，结球结圈严重，装置运转率低，单位产能低。

中国专利CN101708826A公布了一种硫磺还原分解磷石膏的方法。该方法为：将磷石膏放入反应器中并在惰性氛围下，升温至500～900℃预热10～30分钟，然后通入摩尔分率为10～50%的气态硫磺与磷石膏进行还原反应1～2h后，将所得硫化钙料研磨后再与磷石膏按摩尔比1～1.5:3混合均匀，在非氧化性气氛中1000℃～1400℃下焙烧0.5～3h，所产生的SO₂气体作为生产硫酸的原料，所得固体渣料可用做水泥生产的原料。磷石膏的分解率可达98wt%以上，脱硫率可达95wt%以上。上述方法仅为实验方法，因为不是连续反应过程，无法直接进行工业化生产，如果该方法要实现工业化生产，需要具有经济性的解决第一步反应系统的热平衡及第一步反应气硫的惰性保护问题。因此该方法尚不能进行工业化生产。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种能够实现工业化连续生产、操作难度低、高石膏分解率的喷动流化窑外分解制硫酸工艺。

本发明提供的石膏喷动流化分解工艺，其特征在于，包括以下步骤：

（1）、在熔硫槽中将硫磺加热至120℃～150℃，得到液体硫磺。

（2）、液体硫磺经液硫泵喂入液硫汽化炉，与回转窑尾排出的余热尾气进行换热，使液体硫磺气化升温至450℃～750℃，换热后的余热尾气进入二级旋风预热器。

（3）、料仓内平均粒度为1μm～200μm的石膏生料粉按与余热尾气标况体积比为1:4000～10000的比例，经喂料机喂入一级旋风预热器与余热尾气进行换热，升温至50℃～400℃，经过一级旋风预热器预热的生料进入二级旋风预热器与余热尾气进行换热，升温至200℃～700℃，经过二级旋风预热器预热的生料一部分进入喷动流化床、一部分与喷动流化床排出的固体物料一起进入回转窑；二级旋风预热器换热后排出的余热尾气进入一级旋风预热器换热。

所述体积比是指固体生料粉体积与余热尾气标准状态下的气体体积比。

根据装置的中各物料的反应状态调节经过二级预热的生料进入喷动流化床和进入回转窑的比例，使装置反应充分。

（4）、燃料在热风炉内与鼓风机鼓入的空气按空气过剩5%～15%混合后充分燃烧，产生的热烟气与液硫气化炉来的硫磺气体按体积比0.2～10:1混和，消耗掉热烟气中的剩余的氧气，形成600℃～1100℃的含硫蒸气的混合烟气，混合烟气进入喷动流化床。

（5）、经过二级预热的生料在喷动流化床内与含硫蒸气的混合烟气在500℃～1000℃进行喷动流化换热分解反应，分解反应后的固体物料经溢流口排出；流化床尾气进入旋风除尘器，分离下的粉料返回喷动流化床。