CN109336431A

CN109336431A - 以氧化钙为中间体用硫磺作抗熔结剂的磷石膏制水泥硫酸新方法

Info

Publication number: CN109336431A
Application number: CN201811166714.4A
Authority: CN
Inventors: 朱寿连
Original assignee: Wilson Quality Engineering Co
Current assignee: Wilson Quality Engineering Co
Priority date: 2018-10-08
Filing date: 2018-10-08
Publication date: 2019-02-15

Abstract

本发明涉及以氧化钙为中间体用硫磺作抗熔结剂的磷石膏制水泥硫酸新方法，包括步骤：1）经加热器烘干、混合后的石膏和固体硫磺投入分解炉加热分解，得到固体产物氧化钙和含二氧化硫的气体产物；2）氧化钙固体产物与生产水泥所需的其它原料按比例投入回转窑内制成水泥；3）含二氧化硫的气体产物间接对石膏进行烘干后，送入硫酸车间生产硫酸；4）水泥烧成窑的尾气对石膏进行直接加热后经过简单处理而直接排空。本发明添加硫磺的主要目的是降低石膏分解过程中的熔结现象，从而增加石膏分解率，还以干石膏为过程的次产品能充分利用石膏分解炉尾气的余热利用，提高过程的热效率。

Description

以氧化钙为中间体用硫磺作抗熔结剂的磷石膏制水泥硫酸新方法

技术领域

本发明属于化工领域，涉及利用石膏制水泥硫酸新方法，具体说是以氧化钙为中间体用硫磺作抗熔结剂的磷石膏制水泥硫酸新方法。

背景技术

磷石膏是磷肥工业的固体废弃物，随着近年来高浓度复合肥工业的迅速发展，每年由磷肥化工企业排出的磷石膏超过数千万吨。水泥作为主要工程建筑用原材料之一，应用十分广泛。还原分解磷石膏制硫酸联产水泥是解决磷肥工业环境污染、减少占地和有效利用资源最为有效的途径之一。

专利号为CN101708826A公开了一种用硫磺还原分解磷石膏的方法，是先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，将所得硫化钙料块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0.5~3小时，所得固体渣料中CaO作为水泥熟料用于水泥生产，所产生的尾气SO₂作为生产硫酸的原料气。CaSO₄的还原率高，磷石膏分解率可达到98wt%以上，磷石膏脱硫率可达到95wt%以上，且能耗低，工艺简单、成熟，生产周期短，易于控制，便于推广。

但目前用磷石膏作为主要原料生产水泥硫酸，还存在一些问题：1.石膏在分解过程中易熔结，导致分解效率低下，操作区间窄；2.整个过程余热利用率低，造成能源浪费。

发明内容

为了克服石膏制水泥硫酸过程中存在的上述缺陷，本发明提供一种以氧化钙为中间体用硫磺作抗熔结剂的磷石膏制水泥硫酸新方法，以硫磺作为石膏颗粒的表面包裹膜而降低石膏分解过程中的熔结现象，利用半水石膏和氧化钙作为石膏制水泥硫酸的中间产品来实现制硫酸和制水泥的分开进行，而达到各自的最佳生产过程和稳定生产。同时增加氧化钙和α石膏作为额外的次产品，实现过程中热能的分级利用而达到更高的热利用率。

本发明采用如下的技术方案：

以氧化钙为中间体用硫磺作抗熔结剂的磷石膏制水泥硫酸新方法，包括步骤：

1）经加热器烘干、混合后的石膏和固体硫磺投入分解炉加热分解，得到固体产物氧化钙和含二氧化硫的气体产物；

2）氧化钙固体产物与生产水泥所需的其它原料按比例投入回转窑内制成水泥；

3）含二氧化硫的气体产物间接对石膏进行烘干后，送入硫酸车间生产硫酸；

4）水泥烧成窑的尾气对石膏进行直接加热后经过简单处理而直接排空。

本发明以氧化钙为中间体生产水泥硫酸，把石膏制硫酸和氧化钙与氧化钙制水泥两个生产过程叠加起来。这样两个生产过程可以进行各自的操作和条件控制以达到各自最佳生产过程和产品质量，同时不但可以增加氧化钙作为一个产品，而且还可以根据产品的销售行情进行产品配比的调节，这样就保证了石膏的全利用，而不致影响磷酸的生产。

本发明还以干石膏为过程的次产品能充分利用石膏分解炉尾气的余热利用，提高过程的热效率。同时也能更好地解决石膏的利用。

与背景技术中四川大学的专利（CN101708826A）相比，本发明加硫磺的重点作用不同，他们是为了添加硫磺来降低石膏的分解温度、提高气相SO₂浓度、以及利用硫的发热反应所产生的热量。由于在硫磺添加过程中出现很多问题，所以他们改用硫磺蒸汽。我们添加硫磺的主要目的是降低石膏分解过程中的熔结现象，从而增加石膏分解率。巧妙地利用了硫磺熔点低的特点（114.5摄氏度），在绞龙的搅拌下与石膏充分混合，再在绞龙的挤压下送入分解炉/窑。而且四川大学的发明，在分解段控制石膏的分解率为90%左右，这样不但在水泥的烧制段必然还存在一定的烧结，更是会造成其尾气处理的额外投资和成本。

作为优选，步骤1）中，加热分解的温度为650-1200℃。

步骤2）中，生产水泥所需的粘土等原料只在水泥烧成窑中加入，可以更准确配料并避免过程中不必要的复杂反应。

作为优选，步骤1）中石膏和硫磺通过螺旋给料器经间接加热后投入分解炉或分解窑，大大减少烟气中的石膏粉尘量。

作为优选，在加热器中，石膏采用螺旋绞龙搅拌。

作为优选，利用水泥窑尾气烘干石膏的设计采用“温棚式设计，分预热段和烘干段。尾气从烘干段“地槽”进入，向上侧吹由螺旋给料器逆向输送的从预热段而来的石膏，尾气然后进入预热段从上部加热由螺旋给料器逆向输送的湿石膏。

通过实施上述技术方案，本发明具有如下优点：

1.解决了石膏在分解前或分解中的熔结现象。同时，硫磺的加入还能降低石膏的分解温度和提高气相的二氧化硫浓度而使得整个过程更节能，而且硫磺氧化过程本身也能释放出大量热量。

2.以干石膏为过程的次产品能充分利用石膏分解炉尾气的余热利用，提高过程的热效率。同时也能更好地解决石膏的利用。

3.以氧化钙为中间体或另外一个次产品，使得石膏制水泥硫酸成为生产氧化钙硫酸和水泥的两个相互关联又独立的生产过程，克服了石膏制水泥硫酸过程中操作区间窄和难控制的缺点，同时也增加了石膏的利用途径和生产过程的灵活性。

具体实施方式

下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步详细说明。

实施例1：

1）经加热器烘干、混合后的石膏和固体硫磺通过螺旋给料器投入分解炉加热分解，加热温度为800℃，得到固体产物氧化钙和含二氧化硫的气体产物；

2）固体产物氧化钙与生产水泥所需的其它原料投入回转窑内制成水泥；

3）含二氧化硫的气体产物采用隔离式加热器间接对石膏进行烘干后，送入硫酸车间生产硫酸，隔离式加热器内石膏采用螺旋绞龙搅拌。

4）水泥烧成窑的尾气对石膏进行直接加热后过滤处理、排空。

实施例2：

磷石膏制水泥硫酸新方法，包括步骤：

1）经加热器烘干、混合后的石膏和固体硫磺通过螺旋给料器投入分解炉加热分解，加热温度为750℃，得到固体产物氧化钙和含二氧化硫的气体产物；

4）水泥烧成窑的尾气对石膏进行直接加热后经过简单过滤处理而直接排空，水泥烧成窑尾气对石膏分预热段和烘干段进行直接加热，所述烘干段侧吹、预热段逆流顶吹。

Claims

1.以氧化钙为中间体用硫磺作抗熔结剂的磷石膏制水泥硫酸新方法，其特征在于，包括步骤：

1）经加热器烘干、混合后的石膏和固体硫磺投入分解炉，加热分解，得到固体产物氧化钙和含二氧化硫的气体产物；

2）固体产物氧化钙与生产水泥所需的其它原料投入烧成窑内制成水泥；

3）含二氧化硫的气体产物再间接对石膏进行烘干后，送入硫酸车间生产硫酸；

4）水泥烧成窑的尾气对石膏进行直接加热。

2.根据权利要求1所述的新方法，其特征在于，步骤1）中石膏和固体硫磺通过螺旋给料器投入分解炉。

3.根据权利要求1所述的新方法，其特征在于，在加热器中，石膏采用螺旋绞龙搅拌。

4.根据权利要求1所述的新方法，其特征在于，水泥烧成窑尾气对石膏分预热段和烘干段进行直接加热，所述烘干段侧吹、预热段逆流顶吹。

5.根据权利要求1所述的新方法，其特征在于，步骤1）中，加热分解的温度为650-1200℃。