[发明专利]一种磷石膏富氧煅烧制硫酸联产水泥熟料的方法及装置

说明书

本发明提供了一种磷石膏富氧煅烧制硫酸联产水泥熟料的方法及装置，属于能源利用及环境保护技术领域。包括以下步骤：将磷石膏、粘土、还原碳粉和燃料碳粉混合，得到混合料；将所述混合料在富氧空气中进行煅烧，得到烟气和水泥熟料；将所述烟气依次进行分离、余热回收、电除尘、冷却和脱氟洗涤，得到预处理烟气；利用所述预处理烟气进行二转二吸接触法制备硫酸。本发明以磷石膏、粘土、还原碳粉和燃料碳粉为原料，用富氧空气还原煅烧，将烟气中的SO₂浓度提高，且烟气中含有磷石膏分解出来的HF，会使SO₂转化钒触媒中毒，将烟气通过冷却和脱氟，HF和SiF₄溶解于水中，进一步提高SO₂的浓度，满足“二转二吸”制硫酸的要求。

技术领域

本发明涉及能源利用及环境保护技术领域，尤其涉及一种磷石膏富氧煅烧制硫酸联产水泥熟料的方法及装置。

背景技术

磷石膏的排放量日益剧增，据报道，全世界磷石膏的年排放量接近10亿吨，我国的排放量就超过了3亿吨。目前，全世界磷石膏利用率不到15wt％，我国还不到10wt％。由于磷石膏对环境的影响日益严重，世界各国对磷石膏的利用日趋重视，磷石膏的利用主要集中在建材业、农业和工业三个方面。但最受人们关注且磷石膏处理量最大的技术方案是磷石膏制硫酸联立生产水泥技术。

磷石膏制硫酸联立生产水泥主要是利用磷石膏适当添加焦炭和辅助原料，经高温煅烧，使其分解，其中分解出的SO₂气体用于生成硫酸，剩余物料烧成水泥熟料。经国内外大量实践表明，磷石膏制硫酸联产水泥技术存在以下问题：(1)磷石膏很难完全分解，煅烧后含有大量硫酸盐，这对熟料的烧成是不利，烧出来的水泥熟料质量降低，性能不良(主要表现为凝结时间缩短和硬化后体积变化均匀性差)，这将造成整条生产线的产量低且产品不达标。水泥熟料煅烧温度要求1450℃，此时将有大量液相生成，造成操作上的困难；(2)水泥烧成温度较高(1450℃)，需大量空气，导致尾气中SO₂浓度低，通常尾气SO₂浓度只有7～8％(体积比)，只能采用一转一吸制酸工艺，硫酸浓度低，制酸废气中SO₂含量高，需要处理。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种磷石膏富氧煅烧制硫酸联产水泥熟料的方法及装置。本发明采用富氧空气作为助燃剂，大幅度减少氮气含量，提高烟气中SO₂的含量，满足二转二吸转化制备硫酸的要求。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种磷石膏富氧煅烧制硫酸联产水泥熟料的方法，包括以下步骤：

将磷石膏、粘土、还原碳粉和燃料碳粉混合，得到混合料；

将所述混合料在富氧空气中进行煅烧，得到烟气和水泥熟料；

将所述烟气依次进行分离、余热回收、电除尘、冷却和脱氟洗涤，得到预处理烟气；

利用所述预处理烟气进行二转二吸接触法制备硫酸。

优选地，所述富氧空气中氧气的体积分数为30～40％。

优选地，所述还原碳粉和燃料碳粉独立地为粉煤或焦炭粉。

优选地，所述还原碳粉的含量为还原碳粉和燃料碳粉质量之和的 25～28％，所述燃料碳粉的含量为还原碳粉和燃料碳粉质量之和的72～75％。

优选地，所述磷石膏、粘土和还原碳粉的用量比为1850～1900：245～255： 80～90。

优选地，所述煅烧包括依次进行的第一煅烧、第二煅烧和第三煅烧，所述第一煅烧的温度为900～1000℃，所述第二煅烧的温度为1000～1200℃，所述第三煅烧的温度为1200～1250℃。

优选地，所述磷石膏和粘土的粒径独立地为70～90μm。