[发明专利]一种硫酸盐炭热还原制备硫磺并回收脱硫剂的装置及工艺

说明书

本发明公开了一种硫酸盐炭热还原制备硫磺并回收脱硫剂的装置及工艺，硫酸盐中加入碳材料后，在800℃‑1100℃分解为氧化钙和SO₂浓度为5％‑30％的高温烟气，烟气中的高浓度SO₂可通过与碳材料在高温下反应直接还原为单质硫蒸汽，进而可以回收单质硫。氧化钙等金属氧化物可代替石灰石作为湿法脱硫的脱硫剂，进而实现脱硫剂的循环使用。不仅可以缓解我国硫酸盐(主要是硫酸钙)难以处理的问题，同时还可以使其资源化利用，回收硫磺和相应的金属氧化物，缓解我国硫磺资源短缺的现状，降低硫磺资源的对外依存度。金属氧化物可代替石灰石作为湿法脱硫的脱硫剂，减少对石灰石资源的开采，保护生态环境。

技术领域

本发明属于固废资源化利用领域，特别是涉及一种硫酸盐炭热还原制备硫磺并回收脱硫剂的装置及工艺。

背景技术

随着我国高浓度磷肥和磷酸工业的快速发展，副产物磷石膏的产量急剧增加，磷石膏的主要成分为CaSO₄·2H₂O，同时也含有少量的其他金属离子硫酸盐。目前我国磷石膏年排放量近亿吨，累积堆积量近5亿吨。目前国内磷石膏虽然有一定的利用途径，但都存在一定的问题，且处理量较小，无法缓解我国磷石膏的污染现状。磷石膏中含有酸性及有害物质，必须专门堆放，既占地又浪费资源，且磷石膏长期堆放会污染地下水。

随着我国环保要求的不断提高，燃煤电厂、钢铁厂等排放的含硫烟气需要设置烟气脱硫装置，其中以石灰石-石膏法为主的湿法脱硫机组占总装机容量的85％左右，该项技术虽然具有脱硫效率高、运行稳定等优点，但是需要消耗大量的石灰石，石灰石过度开采，不仅破坏生态环境，而且脱硫副产物为低品质脱硫石膏，价值低，难以利用。目前我国脱硫石膏年产量约为一亿吨，脱硫石膏的成分与磷石膏相似。

现有的烟气硫资源回收技术以及石膏硫资源化利用技术多数为制备硫酸，但是硫酸的储存和运输困难，其利用价值较低。硫磺在所有含硫产品中分子量最低，单位价值高；储存运输成本较低；且硫磺可作为大多数含硫产品的生产原料，用途广泛。我国又是硫磺资源短缺的国家，每年硫磺进口量及消耗量位居世界前列，对外依存度高，硫磺作为重要的化工原料之一，其市场价值和应用价值远远大于硫酸，现有硫磺制备方法为克劳斯硫磺回收工艺，此制备硫磺的工艺与硫酸盐煅烧回收硫资源方式无法有效结合。

发明内容

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种硫酸盐炭热还原制备硫磺并回收脱硫剂的装置及工艺。硫酸盐中加入碳材料后，在800℃-1100℃分解为氧化钙和SO₂浓度为5％-30％的高温烟气，烟气中的高浓度SO₂可通过与碳材料在高温下反应直接还原为单质硫蒸汽，进而可以回收单质硫。氧化钙等金属氧化物可代替石灰石作为湿法脱硫的脱硫剂，进而实现脱硫剂的循环使用。不仅可以缓解我国硫酸盐(主要是硫酸钙)难以处理的问题，同时还可以使其资源化利用，回收硫磺和相应的金属氧化物，缓解我国硫磺资源短缺的现状，降低硫磺资源的对外依存度。金属氧化物可代替石灰石作为湿法脱硫的脱硫剂，减少对石灰石资源的开采，保护生态环境。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

一种硫酸盐炭热还原制备硫磺并回收脱硫剂的装置，包括物料混合仓、还原焙烧炉、

第一分离器、第二分离器、炭热还原塔、第三分离器、再热器、精除尘装置、硫磺回收装置和硫磺储罐，其中，所述物料混合仓用于混匀硫酸盐和碳材料粉末；

物料混合仓的出口端通过输送装置与所述还原焙烧炉的进口连接；

还原焙烧炉的出口端设置所述第一分离器，第一分离器的固体出口端与还原焙烧炉连通，第一分离器的气体出口端与第二分离器的进口连接，过滤装置连接于第二分离器的固体出口端；