CN100335406C - 以磷石膏为原料生产工业硫酸的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种以湿法磷酸固体残渣——磷石膏为原料的工业硫酸的生产方法，它包括如下工艺步骤：A、沸腾燃烧；C、炉气的洗涤；D、干燥炉气；E、第一次转化；G、第二次转化；H、第二次吸收；I、尾气处理。本发明不但为工业硫酸生产提供了不用花钱的原料，而且还解决了湿法磷酸生产中所产生的固体残渣磷石膏无法处理的难题，极大地保护了生态环境，同时，本发明还具有成本低，工艺流程成熟的特点。

Description

以磷石膏为原料生产工业硫酸的方法
技术领域
本发明涉及一种工业硫酸的生产方法，尤其是涉及一种以湿法磷酸固体残渣——磷石膏为原料的工业硫酸的生产方法。
背景技术
硫酸是基本的化工原料之一，大量用于磷肥过磷酸钙、硫酸铵的生产，是生产各种硫酸盐的主要原料。也用于生产塑料、人造丝、人造纤维、染料、油漆、制革、制药等。在石油提炼、钢铁酸洗、有色金属的冶炼及纺织印染、制革、炼焦行业也大量使用硫酸。在国防工业中制取硝化甘油、硝化纤维、三硝基甲苯炸药以及原子能工业、火箭工业都需要大量使用硫酸。
磷石膏是用硫酸浸取磷矿石粉[Ca5F(PO)3]制取湿法磷酸后的不可避免的固体残渣。其中90％以上的成分是水合硫酸钙(CaSO4·H2O、CaSO4·1/2H2O)，比较纯净的硫酸钙是白色的粉末，具有结晶水的石膏成块状，称之为生石膏。因为磷石膏中含有一部分有机和无机带色的杂质，所以磷石膏呈深灰色或浅黄色，它几乎不溶于硫酸、磷酸，当加温到1200-1400℃时，磷石膏极剧分解生成CaO和SO2，并吸收相应的热量，同时放出一部分的氧气，由此可见，以磷石膏作为工业硫酸的生产原料是完全可行的。一方面，磷石膏中含有游离磷酸2-3％，过磷酸钙2-3％，这部分成分易溶于水，有比较强的腐蚀性，长时间露天放置，由于雨水的冲洗渗透，磷含量逐渐减少，而堆垛下底端磷含量逐渐增高，正因为这部分成份易溶于水，容易渗透于土壤中和地下层，能够污染地下水，并且破坏地质结构，使地质层松软，严重时会造成局部地陷和下沉，在低凹地方形成沼泽地，称为酸钙松软地，久晴不雨时，地表面呈现酸性盐霜。另一方面，磷石膏中还含有约1-2％的P2O5，它主要是以Ca5F(PO4)3及磷酸氢钙的形式存在，同时，磷石膏中还存在有CaSiF6和其它微量元素，这部分成分不易溶于水，且在磷石膏中的含量稳定，不会因时间关系而发生变化。
目前，工业硫酸的生产多以硫铁矿或硫磺为原料，也有通过硫化矿物脱硫过程副产硫酸的。以磷石膏作为生产工业硫酸的原料，与用硫精矿为原料生产工业硫酸，虽然在工艺流程上几乎完全一样，但通过该方法不但解决了湿法磷酸生产中磷石膏的处理难题，变废为用，而且对于生态环境的保护也起到了十分重要的作用。
发明内容
本发明旨在解决湿法磷酸生产中磷石膏的处理难题，提供一种以磷石膏为原料生产工业硫酸的方法。
本发明的具体技术方案如下：
以磷石膏为原料生产工业硫酸的方法，其特征在于包括如下工艺步骤：
A、沸腾燃烧：将磷石膏及占磷石膏重量20％的碳一并加入到1000～1100℃的沸腾炉中完全锻烧，得到二氧化硫和二氧化碳炉气及氧化钙固体粉尘。
其化学反应式如下：
CaSO4+C→SO2+CO2+CaO
所述磷石膏的粒度为100～250目。
B、除尘降温：先用V型管式除尘器，将炉气中的粉尘沉淀降低至1～5％，再经两级旋风除尘器将粉尘进一步降低为0.5～1％，同时将炉气冷却至400～450℃。
所述V型管式除尘器V型管的夹角小于30°，其内外管之间为热风夹套。
所述旋风除尘器分为两级，第一级为风冷降温式，第二级为循环水夹套式，且其内壁由耐腐蚀的不锈钢材料制成。
C、炉气的洗涤：用稀磷酸和浓度为10～50％的稀硫酸的混合液，于填料塔中将炉气中的粉尘充分洗净，至炉气中的粉尘率降至0.001％以下。
D、干燥炉气：将经洗涤后的炉气通入加有浓度为98％的硫酸填料洗涤干燥塔中，使洗涤干燥后炉气的含水率低于0.001％，且温度降至常温，同时98％的硫酸自身变成了93％的硫酸。
所述填料洗涤干燥塔内壁搪呋喃树脂。
所述洗涤干燥塔中98％的硫酸的流量为50m3/h，压力为2Kg/cm2。
E、第一次转化：将上述经步骤A～D处理过的炉气加热至300～350℃后，再输入加有V2O5触媒的转化塔中使SO2被转化为SO3。
所述转化塔内的触媒设置为重量相等的三层。
所述步骤E中炉气的加热转化采用以下两种方法中的任意一种：
方法一：用煤或电力对炉气输气管道进行加热，并保持炉气的温度为300～350℃后输入转化塔中。
方法二：先将转化用空气用98％的硫酸脱水后，再经鼓风机鼓入步骤B所述旋风除尘器的夹套内，此时转化用空气被加热至300～350℃，同时将该热空气直接送入转化塔中即可将SO2转化为SO3。
F、第一次吸收：将步骤E转化塔中的SO3通入步骤D的洗涤干燥塔中，使SO3被浓度为93％的硫酸吸收即得成品工业硫酸。
G、第二次转化：将第一次未转化吸收完的炉气送入装有V2O5触媒的第二转化塔中，并通过安装在第二转化塔下方的换热器使转化温度维持为440℃。
所述第二转化塔的底部为换热器，触媒直接放在换热器的上方。
H、第二次吸收：与第一次吸收方式一样。
I、尾气处理：经两次转化和两次吸收后，炉气中SO2含量为1000～2000ppm，未达到排放标准，需将尾气通入装有10％NaOH溶液的洗涤塔经洗涤后方可排放。
本发明的优点在于：
本发明不但为工业硫酸生产提供了不用花钱的原料，而且还解决了湿法磷酸生产中所产生的固体残渣磷石膏无法处理的难题，极大地保护了生态环境，真是一举两得；同时，本发明还具有成本低，工艺流程成熟的特点。
具体实施方式
以磷石膏为原料生产工业硫酸，它是以年产3～5万吨成品工业硫酸为产量依据，并经现有的3万吨硫酸厂改造而成，其工艺步骤如下：
A、沸腾燃烧：将磷石膏及占磷石膏重量20％的碳一并加入到1000～1100℃的沸腾炉中完全锻烧，得到二氧化硫和二氧化碳炉气及氧化钙固体粉尘。
其化学反应式如下：
CaSO4+C→SO2+CO2+CaO
所述磷石膏的粒度为100～250目。
所述的碳即为煤粉。
B、除尘降温：先用V型管式除尘器，将炉气中的粉尘沉淀降低至1～5％，再经两级旋风除尘器将粉尘进一步降低为0.5～1％，同时将炉气冷却至400～450℃。
所述V型管式除尘器V型管的夹角为25°，其内外管之间为热风夹套；V型管的内直径为Φ1200mm，外径为Φ2200mm。
所述旋风除尘器分为两级，第一级为风冷降温式，第二级为循环水夹套式，且其内壁由耐腐蚀的不锈钢材料制成，直径为Φ1200mm，高6000mm，内芯为Φ800mm，高4500mm，厚度为δ10，成锥底落地式样。
C、炉气的洗涤：用稀磷酸和浓度为10～50％的稀硫酸的混合液，于填料塔中将炉气中的粉尘充分洗净，至炉气中的粉尘率降至0.001％以下。
D、干燥炉气：将经洗涤后的炉气通入加有浓度为98％的硫酸填料洗涤干燥塔中，使洗涤干燥后炉气的含水率低于0.001％，且温度降至常温，同时98％的硫酸自身变成了93％的硫酸。
所述填料洗涤干燥塔内壁由搪呋喃树脂构成，其容积比常规硫酸厂的容积增大了40％。
所述填料洗涤干燥塔中98％的硫酸的流量为50m3/h，压力为2Kg/cm2。
E、第一次转化：将上述经步骤A～D处理过的炉气加热至300～350℃后，再输入加有V2O5触媒的转化塔中使SO2被转化为SO3。
所述转化塔内的触媒设置为三层，每层装入20吨触媒。
所述步骤E中炉气的加热转化采用以下方法：
先将转化用空气用98％的硫酸脱水后，再经鼓风机鼓入步骤B所述旋风除尘器的夹套内，此时转化用空气被加热至300～350℃，同时将该热空气直接送入转化塔中即可将SO2转化为SO3。
F、第一次吸收：将步骤E转化塔中的SO3通入步骤D的洗涤干燥塔中，使SO3被浓度为93％的硫酸吸收即得成品工业硫酸。
G、第二次转化：将第一次未转化吸收完的炉气送入装有V2O5触媒的第二转化塔中，并通过安装在第二转化塔下方的换热器使转化温度维持为440℃。
所述第二转化塔的底部为换热器，触媒直接放在换热器的上方。
H、第二次吸收：与第一次吸收方式一样。
I、尾气处理：经两次转化和两次吸收后，炉气中SO2含量为1000～2000ppm，未达到排放标准，需将尾气通入装有10％NaOH溶液的洗涤塔经洗涤后方可排放。尾气烟囱用Φ500的PVC管，高度至少在35～50m。

Claims (6)

1、以磷石膏为原料生产工业硫酸的方法，其特征在于：包括如下工艺步骤：
A、沸腾燃烧：将磷石膏及占磷石膏重量20％的碳一并加入到1000～1100℃的沸腾炉中完全锻烧，得到二氧化硫和二氧化碳炉气及氧化钙固体粉尘；
B、除尘降温：先用V型管式除尘器，将炉气中的粉尘沉淀降低至1～5％，再经两级旋风除尘器将粉尘进一步降低为0.5～1％，同时将炉气冷却至400～450℃；
C、炉气的洗涤：用稀磷酸和浓度为10～50％的稀硫酸的混合液，于填料塔中将炉气中的粉尘充分洗净，至炉气中的粉尘率降至0.001％以下；
D、干燥炉气：将经洗涤后的炉气通入加有浓度为98％的硫酸填料洗涤干燥塔中，使洗涤干燥后炉气的含水率低于0.001％，且温度降至常温，同时98％的硫酸自身变成了93％的硫酸：所述填料洗涤干燥塔内壁搪呋喃树脂；
E、第一次转化：将上述经步骤A～D处理过的炉气加热至300～350℃后，再输入加有V2O5触媒的转化塔中使SO2被转化为SO3；所述转化塔内的触媒设置为重量相等的三层；
F、第一次吸收：将步骤E转化塔中的SO3通入步骤D的洗涤干燥塔中，使SO3被浓度为93％的硫酸吸收即得成品工业硫酸；
G、第二次转化：将第一次未转化吸收完的炉气送入装有V2O5触媒的第二转化塔中，并通过安装在第二转化塔下方的换热器使转化温度维持为440℃；所述第二转化塔的底部为换热器，触媒直接放在换热器的上方；
H、第二次吸收：与第一次吸收方式一样；
I、尾气处理：经两次转化和两次吸收后，炉气中SO2含量为1000～2000ppm，未达到排放标准，将尾气通入装有10％NaOH溶液的洗涤塔经洗涤后再排放。
2、根据权利要求1所述的以磷石膏为原料生产工业硫酸的方法，其特征在于：所述V型管式除尘器V型管的夹角小于30°，其内外管之间为热风夹套。
3、根据权利要求1所述的以磷石膏为原料生产工业硫酸的方法，其特征在于：所述磷石膏的粒度为100～250目。
4、根据权利要求1所述的以磷石膏为原料生产工业硫酸的方法，其特征在于：所述旋风除尘器分为两级，第一级为风冷降温式，第二级为循环水夹套式，且其内壁由耐腐蚀的不锈钢材料制成。
5、根据权利要求1所述的以磷石膏为原料生产工业硫酸的方法，其特征在于：所述洗涤干燥塔中98％的硫酸的流量为50m3/h，压力为2Kg/cm2。
6、根据权利要求1所述的以磷石膏为原料生产工业硫酸的方法，其特征在于：所述步骤E中炉气的加热转化采用以下两种方法中的任意一种：
方法一：用煤或电力对炉气输气管道进行加热，在保持炉气的温度为300～350℃时输入转化塔中；
方法二：先将转化用空气用98％的硫酸脱水后，再经鼓风机鼓入步骤B所述旋风除尘器的夹套内，此时转化用空气被加热至300～350℃，同时将该热空气直接送入转化塔中将SO2转化为SO3。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101844748B (zh) * 2010-05-18 2011-08-24 云南创兴建材新技术有限公司 用磷石膏制备高浓度SO2烟气与活性CaO的方法及分解炉
CN103030165B (zh) * 2012-11-27 2015-03-11 刘立文 一种利用硫酸钙生产氧化钙的废弃物处理方法
CN102976285B (zh) * 2012-12-03 2014-11-19 华南师范大学 一种以再生铅冶炼过程中的脱硫石膏为原料制取硫酸的方法
CN103072954B (zh) * 2013-01-08 2016-04-27 刘立文 一种利用硫酸钙生产无色硫酸的方法
CN103058149B (zh) * 2013-01-18 2016-04-13 刘立文 一种石膏生产硫酸的方法
CN103864024B (zh) * 2014-03-17 2016-01-27 武汉科技大学 一种催化分解磷石膏的方法
CN108795323B (zh) * 2018-07-03 2020-08-25 贵州大学 一种磷石膏和高硫铝土矿制阻燃淀粉胶粘剂联产酸的方法
CN108787993B (zh) * 2018-07-03 2023-05-02 贵州大学 一种制酸联产热硬化铸造粘结剂的工艺
CN114014275B (zh) * 2021-12-03 2023-06-02 中国科学院过程工程研究所 一种工业副产石膏制备硅钙基料与硫酸的装置及方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4503018A (en) * 1983-02-14 1985-03-05 Davy Mckee Corporation Desulfurization of phosphogypsum
SU1281508A1 (ru) * 1985-06-12 1987-01-07 Ленинградский Технологический Институт Им.Ленсовета Способ получени диоксида серы из фосфогипса
SU1507728A1 (ru) * 1986-08-07 1989-09-15 Институт металлургии Уральского научного центра АН СССР Способ переработки гипсового материала
SU1604730A1 (ru) * 1987-09-04 1990-11-07 Предприятие П/Я А-1157 Способ получени сернистого газа и портландцементного клинкера
CN1047660A (zh) * 1989-05-24 1990-12-12 佛罗里达磷酸盐研究院 不产生过剩硫酸的磷酸厂综合利用方法
CN1161943A (zh) * 1996-04-05 1997-10-15 南京化工大学 磷石膏制水泥和硫酸的生产工艺

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4503018A (en) * 1983-02-14 1985-03-05 Davy Mckee Corporation Desulfurization of phosphogypsum
SU1281508A1 (ru) * 1985-06-12 1987-01-07 Ленинградский Технологический Институт Им.Ленсовета Способ получени диоксида серы из фосфогипса
SU1507728A1 (ru) * 1986-08-07 1989-09-15 Институт металлургии Уральского научного центра АН СССР Способ переработки гипсового материала
SU1604730A1 (ru) * 1987-09-04 1990-11-07 Предприятие П/Я А-1157 Способ получени сернистого газа и портландцементного клинкера
CN1047660A (zh) * 1989-05-24 1990-12-12 佛罗里达磷酸盐研究院 不产生过剩硫酸的磷酸厂综合利用方法
CN1161943A (zh) * 1996-04-05 1997-10-15 南京化工大学 磷石膏制水泥和硫酸的生产工艺

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