[发明专利]一种协同流化分解石膏的方法

说明书

技术领域

本发明涉及石膏分解技术领域，尤其是一种协同流化分解石膏的方法。

背景技术

石膏是主要化学组成为硫酸钙的一类物质。中国是一个天然石膏和工业副产石膏资源都非常丰富的国家，但大部分石膏资源都用于建筑材料，尤其是工业副产石膏用于建筑材料存在诸多缺点，大大限制了其利用程度。同时中国又是一个硫资源匮乏和水泥生产主要以石灰石为原料的国家，通过分解石膏，使其中含有的硫、钙资源分别加以利用是解决上述资源困境的一个有效方法。

以气相还原剂流态化分解石膏是一种较为理想的石膏分解技术。当前较为典型的石膏流态化技术或协同流化技术方案请参照中国发明专利ZL201010223874.5，其公布了一种磷石膏振动流态化分解的方法，将复合外加剂流化剂与预处理后的磷石膏按照质量比1:7混合均匀，送入窑外均匀流态化分解炉，在Ar气氛保护下升温至850～1100℃，然后以5～50ml/min的流量通入CO，并使CO与Ar的体积流量比为1:(2～19),控制温度为850～1100℃，启动振动能量载入装置，进行还原分解。

目前的流化分解技术中，石膏分解率低,只有70％到80％；复合外加剂和反应物大量外循环使物耗能耗不经济，成本高，装置时空产率不高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种协同流化分解石膏的方法，充分利用物料实现床内循环，提高石膏的分解率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种协同流化分解石膏的方法，采用含石膏多组分颗粒体系床内分级流化反应器进行，所述多组分颗粒体系床内分级流化反应器包括设置有反应腔的床体，所述床体的底部设置有进风管，进风管上方设置有布风板，布风板上方的床体侧壁上设置有与反应腔相通的进料通道；所述反应腔内部设置有隔离器，所述隔离器上下敞口，所述隔离器的下端覆盖布风板的风孔且与布风板之间设置有循环通道；隔离器的侧壁与床体的侧壁之间设置有循环间隙，所述循环间隙处的床体侧壁上设置有二次进风结构，所述二次进风结构设置有向上的上出风孔；所述隔离器上方的床体上设置有出料口；

具体步骤为：

A、将床体内的温度升高至设定值；

B、利用进风管持续通入流化气体与气相还原剂的混合气体或者通入气相还原剂；利用进料通道向床体内部持续通入石膏颗粒与流化剂颗粒的混合颗粒；

C、石膏颗粒进入床体底部，在气体的带动下悬浮于隔离器中，并进行相应的反应，得到平均粒径比反应物颗粒小、重量比反应物颗粒轻的生成物颗粒；

D、控制进风管内的气体的流速，使生成物颗粒在气体的带动下上浮至隔离器的上方，并随着气体从位于隔离器上方的出料口排出并收集，而石膏颗粒与流化剂颗粒在重力的作用下从循环间隙回落；

E、向循环间隙中通入流向向上的惰性气体，惰性气体的流速满足使生成物颗粒停留在隔离器上方，而石膏颗粒与流化剂颗粒从循环间隙回落并进行循环，从而将生成物颗粒分离。

进一步地，步骤B中，所述流化剂包括催化剂。

进一步地，所述流化剂颗粒至少包括黄铁矿颗粒、磁黄铁矿颗粒、石英砂颗粒、闪锌矿颗粒、方铅矿颗粒、辰砂颗粒、毒砂颗粒、镍黄铁矿颗粒、黄铜矿颗粒、黄锡矿颗粒、辉银矿颗粒、斑铜矿颗粒、雌黄颗粒、辉铋矿颗粒、辉钼矿颗粒、辉砷钴矿颗粒、辉锑矿颗粒、辉铜矿颗粒和铜蓝颗粒中的一种。

进一步地，所述石膏至少包括硬石膏、磷石膏、脱硫石膏、氟石膏、柠檬酸石膏和镍石膏中的一种。

进一步地，气相还原剂至少包括一氧化碳、氢气、甲烷气、水煤气、硫化氢气体和硫磺气中的一种。

进一步地，步骤B中，所述石膏颗粒原料的平均粒径为5～100μm，流化剂颗粒的平均粒径为100～1000μm；步骤B中，气相还原剂的摩尔分率为5％～100％，气相还原剂与石膏粉的摩尔比为(1～10):1；步骤C中，反应温度控制在500℃～900℃，物料停留的平均时间控制在2～30min。

进一步地，步骤B中，所述石膏颗粒原料的平均粒径为20～60μm，流化剂颗粒的平均粒径为200～600μm；步骤B中，气相还原剂的摩尔分率为20％～80％，气相还原剂与石膏粉的摩尔比为(3～8):1；步骤C中，反应温度控制在600℃～800℃，物料停留的平均时间控制在5～20min。