SU1604730A1 - Method of producing sulphur dioxide and portland cement clinker - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к термической переработке фосфогипса и углеродсодержащего топлива, может быть использовано в химической и строительной отрасл х промышленности и позвол ет упростить процесс. Способ получени  сернистого ангидрида и портландцементного клинкера включает термохимическое разложение фосфогипса в продуктах сгорани  подмосковного бурого угл  при массовом соотношении фосфогипса и угл  1:(0,4 0,6) в техническом кислороде, вз том в стехиометрическом количестве к углю.The invention relates to the thermal processing of phosphogypsum and carbonaceous fuels, can be used in the chemical and construction industries, and allows you to simplify the process. The method for producing sulfur dioxide and Portland cement clinker includes the thermochemical decomposition of phosphogypsum in the combustion products of the Moscow-based brown coal at a mass ratio of phosphogypsum and coal 1: (0.4 0.6) in technical oxygen recovered in stoichiometric amount to coal.

Description

Изобретение относитс  к способам термической переработки фосфогипса и углерод- содержащего топлива и может быть использовано в химической и строительной промышленности .The invention relates to methods for the thermal processing of phosphogypsum and carbon-containing fuels and can be used in the chemical and construction industries.

Целью изобретени   вл етс  упрощение процесса.The aim of the invention is to simplify the process.

Пример 1. 443 кг подмосковного бурого угл  подают из порошкового питател  в реактор, куда одновременного подают 326 м технического кислорода. Поджиг угольно-кислородной пылевзвеси осуществл ют с помощью плазмотрона. После установлени  устойчивого горени  плазмотрон отключают, а в продукты сгорани  ввод т 1 т фосфогипса. В реакторе при средней температуре 1100-1200°С образуетс  532 кг портландцементного клинкера следующего состава, мас.%:СаО 61,8; ЗЮг 19,5; А12Оз 13; РеаОз 4,0; РгОз 0,8; 5Оз 0,9, и отход щие газы с содержанием SOa 27%. Продукты реакции далее направл ют в циклон, где тверда  фаза отдел етс  от газообразной.Example 1. 443 kg of Moscow-based brown coal is fed from a powder feeder to the reactor, where 326 m of technical oxygen are simultaneously fed. Ignition of carbon-oxygen dust suspension is carried out using a plasmatron. After the establishment of stable combustion, the plasmatron is shut off, and 1 ton of phosphogypsum is introduced into the combustion products. In the reactor at an average temperature of 1100-1200 ° C, 532 kg of portland cement clinker of the following composition is formed, wt.%: CaO 61.8; HF 19.5; A12Oz 13; ReaOz 4.0; PgOz 0.8; OO 0.9, and waste gases with an SOa content of 27%. The reaction products are then sent to a cyclone, where the solid phase is separated from the gas.

Полученный портландцементный клинкер имеет следующий минералогический состав, мас.%: трехкальциевый силикат (алит) ЗСаО- SiOa 45-50; двухкальциевый силикат (бемит) 2CaO-SiO220-25; трехкальциевый алюминат ЗСаО- АЬОз 12-14; четырех- кальциевый алюмоферит 4СаО- АЬОзХ ХРеаОз 10,5-12.The resulting Portland cement clinker has the following mineralogical composition, wt%: tricalcium silicate (alyt) 3CaO-SiOa 45-50; dicalcium silicate (boehmite) 2CaO-SiO220-25; tricalcium aluminate ZSaO-ABOz 12-14; four-calcium aluminoferit 4CaO-AOZX XPAoOz 10.5-12.

Пример 2. Способ осуществл ют в примере 1, только 1 т фосфогипса подают в продукты сгорани  594 кг подмосковного бурого угл  в 440 м технического кислорода , соотношение фосфогипс: уголь составл ет .1:0,6. При этом получают 667 кг портландцементного клинкера следующего состава, мас.%: СаО 61,1; SiO2 19,5 ; А12Оз 13,6; Ее2Оз 4,0; Р2О5 1,1; SOa 0,7.Example 2. The method is carried out in example 1, only 1 ton of phosphogypsum serves 594 kg of brown coal near Moscow in 440 m of technical oxygen into the products of combustion, the ratio of phosphogypsum: coal is 1: 0.6. You get 667 kg of Portland cement clinker of the following composition, wt.%: CaO 61.1; SiO2 19.5; A12Oz 13.6; E2Oz 4.0; P2O5 1.1; SOa 0.7.

Пример 3. Способ осуществл ют как в примере 1, только 1 т фосфогипса подают в продукты сгорани  396 кг подмосковного угл  в 291 м технического кислорода. При этом получают 578 кг портландцементного клинкера следующего состава, мас.%: СаОExample 3. The method is carried out as in Example 1, only 1 ton of phosphogypsum is fed into the combustion products of 396 kg of the Moscow region coal in 291 m of technical oxygen. You get 578 kg of Portland cement clinker of the following composition, wt.%: Cao

с: оc: o

NPNP

соwith

64,9; SiO2 18,3; АЬОз 11,0; РсзОз 4,0; Р2О5 0,6; SOs 0,6, и отход щие газы с содержанием SO2 27,8%. Соотношение фосфогипса и угл  в этом примере составл ет 1:0,4.64.9; SiO2 18.3; ABOz 11.0; CsOZ 4,0; P2O5 0.6; SOs 0.6, and flue gases with an SO2 content of 27.8%. The ratio of phosphogypsum and coal in this example is 1: 0.4.

При увеличении массового количества подмосковного бурого угл  к единице фосфогипса выше 0,6 имеет место несбалансированность между СаО и золой угл , что ведет к значительному ухудшению химико- минералогических характеристик портланд- цементного клинкера, в частности к увеличению глиноземистого модул  до 4 при норме 1-3, к снижению коэффициента насы- ш,ени  до 0,6 при норме 0,8-0,9.With an increase in the mass amount of Moscow-based brown coal to a phosphogypsum unit above 0.6, there is an imbalance between CaO and coal ash, which leads to a significant deterioration in the chemical and mineralogical characteristics of portland cement clinker, in particular, an increase in the alumina module to 4 at a rate of 1-3. , to the reduction of the coefficient of saturation, up to 0.6 at a rate of 0.8-0.9.

Снижение соотношени  бурого угл  к фосфогипсу ниже 0,4:1 приводит к тому, что процесс термического разложени  фосфогипса не реализован.The decrease in the ratio of brown coal to phosphogypsum below 0.4: 1 leads to the fact that the process of thermal decomposition of phosphogypsum is not implemented.

Усредненный состав сухой массы подмосковного бурого угл  и золы, мас.%: углерод 35,9; кислород 11,0; водород 2,8; азот 0,7; зольность 45,4; сера общ. 4,2. Зола имеет следующий состав, мае.: SiO2 47,0; А12Оз 32,2; Ре2Оз 6,2; СаО 5,1; MgO 0,4; ЗОз 3,8; Р2О5 5,3.The average composition of the dry mass of the Moscow region brown coal and ash, wt.%: Carbon 35.9; oxygen 11.0; hydrogen 2.8; nitrogen 0.7; ash content 45.4; sulfur total 4.2. Ash has the following composition, May .: SiO2 47.0; A12Oz 32.2; Pe2Oz 6.2; CaO 5.1; MgO 0.4; Goat 3.8; Р2О5 5.3.

Предлагаемый способ позвол ет значительно упростить процесс: в одну стадию (против трех стадий по известному способу) дает возможность получить одновременноThe proposed method allows to significantly simplify the process: in one stage (against three stages by a known method) it gives the opportunity to obtain simultaneously

сернистый газ и портландцементный клинкер без каких-либо дополнительных флюсований (исключаетс  введение необходимых компонентов дл  образовани  клинкера в строго расчетных количествах оксидов алюмини  железа, кремни ) за счет минеральной составл ющей бурого угл .sulfur dioxide and portland cement clinker without any additional fluxes (the introduction of the necessary components for the formation of clinker in strictly calculated amounts of aluminum oxides of iron, silicon is excluded) due to the mineral component of brown coal.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ получени  сернистого газа и порт- ландцементного клинкера из фосфогипса путем термического его разложени  в продуктах сжигани  минерального топлива в присутствии газообразного окислител , отли- чающийс  тем, что, с целью упрощени  процесса, в качестве топлива используют подмосковный бурый уголь при массовом соотношении фосфогипса к углю 1: (0,4-0,6) соответственно и процесс ведут в присутствии технического кислорода.The method of producing sulfur dioxide and portland cement clinker from phosphogypsum by thermal decomposition of it in the combustion products of mineral fuels in the presence of a gaseous oxidant, which, in order to simplify the process, uses brown Moscow coal as a fuel with a mass ratio of phosphogypsum to coal 1: (0.4-0.6), respectively, and the process is carried out in the presence of technical oxygen.