CN101172583B - 一种湿硫酸钙生产硫酸和水泥熟料的工艺 - Google Patents
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Abstract
一种湿硫酸钙生产硫酸和水泥熟料的工艺涉及一种硫酸和水泥的化工生产工艺，特别涉及采用湿硫酸钙生产硫酸和水泥熟料的生产工艺。本发明是通过以下步骤实现的：a.将含外在水分的湿硫酸钙引入烘干破碎机，烘干打碎；b.经烘干破碎后的硫酸钙经旋风分离器分离进入下一级悬浮预热器预后进入分解炉进行分解；c.分解后的物料进入回转窑继续反应并经高温煅烧得到水泥熟料；d.回转窑和分解炉内产生的含有SO2的气体经混合后引入悬浮预热器及烘干破碎机与硫酸钙进行热交换，热交换后温度降低的气体经净化用作制硫酸的原料。本发明生产设备少、过程稳定，易于操控，在降低能耗的同时提高经济效益，并可实现大型化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种硫酸和水泥的化工生产工艺，特别涉及采用湿硫酸钙生产硫酸和水泥熟料的生产工艺。
背景技术
磷石膏是化工生产中用硫酸分解磷矿产生的废料，其数量极大，处理不当对环境影响很大，国际上大部分采取掩埋方式。我国因硫资源缺乏，正在大力开发磷石膏联产水泥工艺。按照这种工艺，生产磷酸产生的废料磷石膏用来生产水泥和硫酸，硫酸又用来生产磷酸，反复循环，几乎没有废料。但由于这项技术本身的复杂性，在实际生产推广应用上还存在大量的问题。我国应用磷石膏分解联产水泥和硫酸这项技术起步较晚，目前全部采用烘干后的粉状物料与其它原料经粉磨进入预热器或窑外分解窑分解煅烧的生产流程。从生产现状来看，均不是很理想，主要反映在以下几个方面：1.现有生产方式都是先将石膏脱水成为无水石膏或半水石膏，经配料后再分解煅烧得到SO2气体和熟料，生产工序多，热耗高，电力消耗大，经济效益差；2.既要保证硫酸生产要求的SO2浓度，又要保证熟料的烧成，过程控制复杂。操作和管理难度大；3.难以实现大型化生产。
从国外情况来看，早在1916年，国外就有利用中空回转窑生产水泥和硫酸的实例，但因热耗较高，因此这种工艺现已基本处于淘汰状态。上世纪六十年代，随着水泥干法生产工艺技术的发展，国际上普遍采用低热耗的窑尾预热技术和低耗高效的窑外分解技术生产普通水泥。在此背景下，奥地利的林茨公司开发研制出OSW-Krupp工艺，其特点是采用Krupp立筒预热器作为热交换装置，原料磷石膏经一次烘干后即与辅助原料混合，然后进入立筒预热器预热，与原有工艺相比，可降低热耗，但由于生产控制困难，气体中SO2含量不稳定等原因，发展缓慢。专利申请号为93111274.5和0011329.1的专利，其生产工艺是将磷石膏烘干成粉料后与其它辅助原料混合粉磨制得生料粉，经二级预热器加热，进入循环流化床分解炉中分解后经偏锥式无内筒旋风器分离，进入回转窑制得熟料；后者是将湿磷石膏烘干成粉料后与其它辅助原料粉磨后制得的料粉混合，经四级预热器加热，进入回转窑制得熟料；以上工艺中磷石膏存在烘干、粉磨、再次加热煅烧致使煤耗和电耗较高的问题。
发明内容
本发明的目的旨在克服现有技术的缺陷，提供一种低耗的湿硫酸钙生产硫酸和水泥熟料的工艺。
本发明所述的一种湿硫酸钙生产硫酸和水泥熟料的工艺，是通过以下步骤实现的：
a.将含外在水分的湿硫酸钙引入烘干破碎机，烘干打碎；
b.经烘干破碎后的硫酸钙经旋风分离器分离进入预热器预热后进入分解炉分解；
c.分解后的物料进入回转窑煅烧得到水泥熟料；
d.回转窑和分解炉内产生的含有SO2的气体经混合后引入烘干破碎机及预热器与硫酸钙进行热交换，热交换后温度降低的气体经净化用作制硫酸的原料。
步骤a中进入烘干破碎机的硫酸钙是含水分的硫酸钙原料。
步骤a中烘干破碎机排出的废气温度在110-350℃。
步骤a中所述的破碎烘干机，是水泥厂熟料烧成中的回转锤式烘干破碎机。
步骤b中所述的悬浮预热器是旋风式，其级数在1-4级间可选。
本发明是针对现有技术的缺陷，将流态化烘干、预热器窑和窑外分解窑工艺的优点结合在一起，将磷石膏烘干与磷石膏的分解直接结合在一起，使磷石膏分解后产生的高温气体的热能得到有效的利用，最终使磷石膏的大量利用成为可能，本发明的关键是把湿磷石膏不经烘干和配料粉磨而直接进入破碎烘干机，利用经预热分解系统分解后产生的SO2高温气体作为烘干热源与湿硫酸钙进行直接换热而烘干，使分解及煅烧产生的热量得到有效利用。出烘干破碎机含SO2的废气经除尘，除湿后送去制酸。与原有工艺相比，回转窑没有严格的气氛控制要求，生产设备少、过程稳定，易于操控，在降低能耗的同时，窑产量得到提高，从而提高经济效益，并可实现大型化生产，采用此工艺方法，对现有工艺进行技术改造容易，只需增加一套烘干预热分解设备。
附图说明
图1为湿磷石膏分解制硫酸和水泥熟料工艺图。
图中：1-回转窑，2-窑尾风管，3-分解炉，4-喷煤管，5、6-旋风分离器，7-磷石膏入口，8-烘干破碎机。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的说明，但不限于实施例。
实施例1：
将湿法磷酸生产中得到的磷石膏滤饼，如含外在水分10-16％的磷石膏，直接从磷石膏加料口7加入水泥厂熟料烧成中常用的回转锤式烘干破碎机8，与来自分解炉和窑尾的950-1000℃的废气进行热交换；出烘干破碎机8的气体温度降低到120-180℃，经除尘、除湿净化的气体经补充空气调节氧硫比并干燥后进入转化器经催化氧化为SO3，用浓酸吸收得到硫酸。经旋风分离器5分离后的物料进入分解炉3进行分解，分解后的物料及产生的气体经旋风分离器5分离，物料进入回转窑1继续分解煅烧成为熟料，其烘干及分解流程见附图1。
实施例2：
将湿法磷酸生产中得到的半水石膏滤饼直接从磷石膏加料口7加入水泥厂熟料烧成中常用的回转锤式烘干破碎机8，此时由于原料水分的降低，需在旋风分离器6与烘干破碎机8之间增加一级旋风式悬浮预热器，以增加换热次数，其它同实施例1。
实施例3：
当使用的原料是经粉磨后的天然硬石膏时，天然硬石膏粉直接从加料口7加入水泥厂熟料烧成中常用的回转锤式烘干破碎机8，此时由于原料水分的更低，需在实施例3的基础上，在增旋风分离器6与烘干破碎机8之间再增加一级旋风式悬浮预热器，其它同实施例1。
Claims (5)
1.一种湿硫酸钙生产硫酸和水泥熟料的工艺，其特征在于，是通过以下步骤实现的：
a.将含外在水分的湿硫酸钙引入烘干破碎机，烘干打碎；
b.经烘干破碎机后的硫酸钙经旋风分离器分离进入下一级悬浮预热器预热后进入分解炉进行分解；
c.分解后的物料进入回转窑继续反应并经高温煅烧得到水泥熟料；
d.回转窑和分解炉内产生的含有SO2的气体经混合后引入悬浮预热器及烘干破碎机与硫酸钙进行热交换，热交换后温度降低的气体经净化用作制硫酸的原料。
2.根据权利要求1所述的一种湿硫酸钙生产硫酸和水泥熟料的工艺，其特征在于，步骤a中进入烘干破碎机的是含有水分的硫酸钙原料。
3.根据权利要求1所述的一种湿硫酸钙生产硫酸和水泥熟料的工艺，其特征在于，步骤a中烘干破碎机排出的废气温度在110-350℃。
4.根据权利要求1所述的一种湿硫酸钙生产硫酸和水泥熟料的工艺，其特征在于，步骤a中所述的破碎烘干机，是水泥厂熟料烧成中的回转锤式烘干破碎机。
5.根据权利要求1所述的一种湿硫酸钙生产硫酸和水泥熟料的工艺，其特征在于，步骤b中所述的旋风式悬浮预热器的级数在1-4级间可选。
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