[发明专利]一种硫磺制酸余热用于磷石膏综合利用的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及磷石膏及硫磺制酸技术领域，尤其涉及一种硫磺制酸余热用于磷石膏综合利用的装置及方法。

背景技术

磷石膏是我国磷化工生产中最主要的工业副产品，是磷肥企业在生产过程中排出的以二水硫酸钙为主要成分的沉淀物。每生产一吨P₂O₅就要排放4.5～5.5吨磷石膏，颜色呈灰色或微黄色，pH值在2至4之间，化学成分比较复杂。

目前，我国磷石膏年排放量5000万吨，基本采用堆存处理，目前累计堆存超2亿吨，综合利用率低于10％，目前绝大部分磷石膏露天堆置，侵占了大片土地，且可溶性P2O5和Fˉ等随雨水浸出.产生酸性废水，引起土壤、水系、大气的严重污染，给人类的生存环境造成了危害。

宜昌鄂中化工有限公司将磷石膏进行处理制备成建筑石膏板进行综合利用，主要工艺包括烘干、煅烧、粉磨制备建筑用石膏，另外还以建筑石膏为原料经配料、成型、干燥、切割等工序制备纸面石膏板。其热量需求大。项目原计划设计采用一台2000万大卡的燃煤的热风炉和1600万大卡的燃煤热风炉提供，但从环保的角度来说，其能耗高，而且燃料燃烧时也会产生相应的污染，加大环保治理压力。

发明内容

本发明的目的提供一种硫磺制酸余热用于磷石膏综合利用的装置及方法，利用硫磺制酸系统提供热量，减少燃煤热风炉，减少用煤3万吨/年，其主要产品蒸汽，副产硫酸；实现磷石膏综合利用项目和配套硫磺制酸项目可持续发展，既符合安全环保要求,也符合企业发展和安全生产的需要。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种硫磺制酸余热用于磷石膏综合利用的装置，包括依次设置的熔硫槽和焚硫炉，焚硫炉的烟气出口连接至废热锅炉，废热锅炉的烟气出口连接至转化器，焚硫炉的烟气出口还连接有至少一套空气换热器，空气换热器的烟气出口进入转化器；空气换热器的加热空气出口连接至磷石膏综合利用区；废热锅炉的蒸汽出口连接至磷石膏综合利用区。

进一步地，所述空气换热器设置为2套，均与废热锅炉并联设置。

进一步地，所述空气换热器为干燥机空气换热器和煅烧器空气换热器，其中干燥机空气换热器的出风口连接至磷石膏粉料干燥装置送风口，磷石膏粉料干燥装置的回风口连接干燥机空气换热器的进风口，煅烧器空气换热器的出风口连接至磷石膏煅烧装置送风口，磷石膏煅烧装置回风口连接至煅烧器空气换热器的进风口。

进一步地，所述干燥机空气换热器的出风口与煅烧器空气换热器的出风口的温度在600-700℃，磷石膏粉料干燥装置的回风口温度为20-30℃，磷石膏煅烧装置回风口温度为180-220℃。

进一步地，所述磷石膏粉料干燥装置的回风口还设有干燥机空气预热器，其出风口连接至干燥机空气换热器的进风口，其出风口温度为180-220℃。

进一步地，所述废热锅炉的蒸汽出口的为过热蒸汽，温度在440℃以上；其连接至石膏制板干燥区，石膏制板干燥区的回风温度为90-150℃，送风温度为200-300℃。

进一步地，所述石膏制板干燥区设有多套空气预热器及空气干燥器。

硫磺制酸时，采用固体硫磺为原料,经熔硫炉液化，然后进行焚硫炉进行燃烧，生成二氧化硫，在经过转化器反应生成三氧化硫，最后经过吸收塔吸收成为硫酸。其以固体硫磺为原料，操作管理方便、低耗能的快速熔化和加压过滤精制，确保液体硫磺纯度，使装置长周期运行。而液体硫磺送入焚硫炉时，采用高压硫磺泵使液体硫磺机械雾化而充分焚烧。通过增加热烟气换热设备(空气换热器)，保证磷石膏项目需求热量。

在转化过程中，采用“3+2”式两次转化，能更好地调节反应速度和平衡转化率的矛盾,用同种触媒,最终转化率要高0.1～0.3％,并可确保尾气优于国家标准。采用国产S101、S108中、低温两种触媒,将总转化率提高到99.8％以上。触媒既可选用国产的,也可选用国外进口的孟山都触媒、托普索触媒等。采用两次中高温吸收,提高干燥效率并抑制雾粒的形成和增大雾粒粒径以便除雾。酸循环流程采用三塔、三槽、三器的干吸系统的循环流程,方便操作管理,并降低成品酸及排放尾气中的SO₂含量。焚硫炉出口设置废热锅炉,转化一、四、五段出口设置高、中、低三台过热器,在转化第三段出口Ⅲ换后和转化第五段过热器后各设置热管省煤器，可将高、中温余热全部回收利用，产生中压过热蒸汽。

本发明还涉及采用该装置余热利用方法，具体是：