CN1016598B - 一种由石膏生产硫酸的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及由石膏生产硫酸的方法，用二水石膏一次烘至含水4～6%的半水石膏89.5～95%(重量)、再加焦碳5～7.5%、其它添加剂0～4.5%混合粉磨后送入窑内煅烧，窑气经净化以4.5～6%(体积)的二氧化硫浓度、28～35℃的温度进入转化器，按已有接触法技术制硫酸。本发明克服了烧僵工艺耗能高、投资大、对原料成分要求苛刻等缺点，以半水法为特点，创造了投资少、工艺简单、原料取材广泛(盐石膏、含磷较高的石膏均可采用)、节能效果显著的新方法。

Description

一种由石膏生产硫酸的方法。

本发明是关于从盐石膏、磷石膏或天然石膏等制造硫酸，同时生产水泥的方法，是对现有米勒-库纳（Müller-Kühne）法的改进。

所谓的米勒-库纳法，即工业上利用石膏生产硫酸同时生产水泥的成熟方法，主要步骤是：采用无水石膏和磷石膏，在煅烧炉中脱水、脱氟，冷后碾磨，干燥并与磨细的粘土、沙、铁粉及焦炭混合后煅烧使之分解。石膏变成硫化钙，硫化钙与硫酸钙发生作用生成氧化钙，放出二氧化硫，含二氧化硫的窑气经除尘、洗涤、净化后制酸，氧化钙与粘土等作用而成为水泥（普通硅酸盐水泥，即波特兰水泥）。此方法的缺点是耗资大、生产费用高昂，在维护和操作等方面有许多困难问题，尤其是采用磷石膏作原料对磷的含量要求苛刻。因此，石膏制硫酸法几十年来发展较为缓慢。需要强调的是，米勒-库纳法中必须将石膏脱水烘干至无水（即所谓“烧僵”）进窑物料的水分含量要求不超过1%，这就必须将大量投资用于烘干脱水设施。

与本发明更接近的1982年6月18日申请的西德3222721号专利“石膏、硫酸设备的操作方法”中提出首先将石膏进行一次部分脱水，使其表面含水量（游离水）最高为10～15%（重量， 注：以下所说百分比除注明者外均为重量百分比），然后进行两阶段干燥和煅烧，使石膏的总含水量（包括游离水和结合水）为6%左右，然后与炉粉进行混合，进入窑尾预热器加热，再去煅烧。据称这一改进可节约能量35%，节约投资费用30%。但此法第一次部分脱水和之后的两阶段干燥需用较多的设备管道等，水分达到6%之后，还要进入窑尾预热器（热交换器）继续加热烘干，进入窑炉时水分已控制在1%左右。这实际上仍是“烧僵”，只不过是利用窑气加热，较充分利用热能而已。

1976年10月5日申请的美国第3984525号专利“磷酸的制造”说明书提到在磷酸制造过程中使石膏重结晶成为硫酸钙半水化合物应用于米勒-库纳过程中，这种方法一是仍基本采用烧僵工艺，烘干石膏至无水;二是要求硫酸钙半水化合物中五氧化二磷的含量必须小于0.1%，对磷含量的要求非常严格;而且，在已有的磷酸生产中增加重结晶过程是很不经济的。

本发明的目的是克服现有技术二水石膏烧僵工艺耗能高、投资大、对原料成分要求苛刻等缺点，创造一种投资少、工艺简单可行、原料取材广泛（盐石膏、含磷较高的石膏均可采用），节能效果显著的、由石膏生产硫酸同时生产水泥的方法，彻底改革现有的烧僵工艺。本发明以二水石膏一次烘干为半水石膏为特点，在简化生产工序、降低生产成本上取得了意想不到的效果，并克服了入窑 石膏料水分不得大于1%的固有成见，使半水石膏能以4～6%的含水量进入回转窑，并生产出合格产品;本发明放宽对原料组成的限制，如一般对石膏原料中五氧化二磷含量的要求是不得高于0.5%，而根据本发明则可放宽至1.5%。

本发明的目的是由下述实施方案实现的：

a、将经水洗或破碎后的石膏原料送入烘干机烘干至总含水量为4～6%。

b、将含水4～6%的石膏原料及干燥后的焦炭及辅助材料按硫酸和水泥生产所需配方准确计量，混合粉磨后送入干法回转窑内煅烧。主要原料配比为：石膏89.5～95%（重量），焦碳5.0～7.5%（重量），其它添加剂为0～4.5%;

c、配制的原料中，要求石灰饱和系数（饱和比）为0.961～1.05，硅酸率为2.51～4.40，铁率为1.71～3.40，碳与三氧化硫克分子数比为0.62～0.80;

d、煅烧后窑气的二氧化硫浓度为7.5～9.8%（体积）经净化工序，含二氧化硫为4.5～6%、温度控制在28～35℃的窑气进入转化器。二氧化硫经三段钒触媒转化成三氧化硫，再进入吸收塔，三氧化硫被98%硫酸吸收，制成硫酸。

另外，本发明所采用的原料，可为晒盐工业的废渣盐石膏（硫酸钙含量60～75%）或磷酸工业的副产品含磷石膏（硫酸钙含 量为60～75%，五氧化二磷含量可为0.51～1.5%），或采用天然二水石膏矿。

本发明中石膏烘干至4～6%含水量的半水石膏，可用原煤或窑气加热，石膏加入烘干机内，与温度600～750℃的热烟道气接触20～25分钟，出机时温度为90～100℃，烟道气的排出温度为100～150℃。

本发明所说的其他添加剂可为矾土或粘土或铁粉。这些添加剂可根据原料成分的不同而加或不加，可全部不加，也可至少加一种。其用量为：矾土1～2%，粘土2～4.5%，铁粉0.2～2%（重量）。

下面对本发明的实施方案加以详细说明：

一、主要原料：

1、晒盐业生产的废渣盐石膏。因其含钾、钠、氯等杂质较多，以盐石膏为原料生产硫酸向无先例。

2、湿法制磷酸的副产物磷石膏。现有技术对磷石膏的五氧化二磷含量只允许为0.5%以下，本发明对其含量要求从0.1～1.5%均可，最突出的在于五氧化二磷含量0.51～1.5%，也可以进入煅烧。

3、天然二水石膏、粉状、块状均可。

对原料的质量要求：二水石膏中，三氧化硫含量为40%左右（35～50%），氧化镁含量不大于2.3%，二氧化硅含量不大于11%。焦碳：固定碳至少为70%。

二、本发明方法的原理及理论探讨：

1、煅烧石膏反应原理

石膏直接进行加热分解，温度需在1200-1400℃，如果加焦炭对部分石膏进行还原，则分解在900℃开始，其过程分两个阶段：

石膏煅烧时，这两个阶段的反应，是部分交错进行的。主要副反应是：

SO₂在钒触媒作用下被氧氧化成SO₃。

生成的CaO与配料中的SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃等 形成水泥熟料的四种主要矿物成分：即硅酸三钙（C₃S）、硅酸二钙（C₂S）、铝酸三钙（C₃A）、铁铝酸四钙（C₄AF）。

2、变二水石膏烧僵工艺为半水工艺的根据：

①二水石膏在加热过程中的不同形态及转化条件如下：

从上述过程来看，二水石膏在140℃以前失去1 1/2 H₂O变为半水石膏;在180℃左右，又失去另外半个分子的水，变为无水石膏;后在350℃左右转变为可溶性无水石膏。二水石膏脱水后变成半水石膏时，其晶体发生了变化，但β型半水石膏再脱水（190℃以上，360℃以下），只是失去半个分子的水变成无水石膏，其结构并无显著变化，所以它是不稳定的，在潮湿的空气中容易吸收空气中的水份转变为半水石膏。

为了探索脱水石膏的吸水性能，我们在化验室烘干箱中对天然二水石膏进行了不同湿度的脱水试验，并测定了它们在70%相对湿度下一天以后的吸湿量。试验结果如图所示。

由上图可以看出，当二水石膏在140℃、190℃烘干时，不论烘干的程度如何，经一天后都将吸至半水而稳定存在。

以前采用烧僵工艺的原因之一，就是怕石膏未烘到成为不溶性硬石膏，便会吸水、不稳定，现试验已证明半水石膏的稳定存在（十几天内含水量不再增加），因此可以说，半水石膏实际上是二水石膏脱水后（除不溶性硬石膏外）最稳定的状态。这从一个方面证明了半水工艺的可行性。

②半水石膏的流动性：

使用烧僵工艺的原因之二，是水分多了影响窑炉中石膏物料的流动性，湿料流动性差，沉积于回转窑进料口处的底部，会产生 “爆沸”现象。但在我们的试验中，烧至半水石膏时，发现物料的流动性很好，在储运过程中，只要不与水直接接触，就不会结块和糊球糊磨，在回转炉窑中，由于注意了操作，也未出现原在意料之中的“爆沸”现象，半水石膏的流动性之佳，可算是意外的一个发现，这一发现也证明了半水工艺的可行性。

③采用烧僵的另一个原因是怕水分多了影响二氧化硫浓度，这个问题在西德3222721号专利技术中也可看出，它采用了燃烧室燃烧“基础硫”（单体硫）的方法来增加窑气中二氧化硫的浓度，使窑气中二氧化硫浓度提高到10%左右。而本发明由于采用了适当的方法，如增加配料中的石膏含量，改善大窑的操作及降低气体温度等，使这个问题得到了解决，从而使半水工艺获得了成功。

④烧僵工艺还有一个作用是高温脱氟，而在本发明所提供的方法中，由于放宽原料中对五氧化二磷含量的限制，引入适量的氟（＜0.2%）可在一定程度上降低五氧化二磷的有害影响，故无需再烧僵脱氟。

三、烘干脱水：

原料石膏均匀加入烘干机脱水，烘干采用顺流流程，可用原煤或窑气加热，在烘干机内常温下的石膏与温度在600～750℃的热烟道气接触，在烘干机内石膏的停留时间为20～25分钟，热烟道气排出温度为100～150℃，脱水烘干至半水石膏排出 烘干机的温度为90～100℃。经上述处理后，石膏被烘至总含水量为4～6%，成为半水石膏。

经烘干脱水后的物料给螺旋输送机和斗式提升机分别存入原料仓，石膏水分为4～6%，焦碳水分0.5%～1%。

四、配料：

①根据原料的成份进行配料计算，配比的主要原则是适当降低氧化铁和氧化铝的含量，提高饱和比KH（石灰饱和系数）和硅酸率n，这对于保证窑的正常操作和形成窑内物料合适液相十分必要;因为，由于本发明中保留了半水石膏的4～6%水含量直接入窑，必然会降低SO₂浓度，影响制酸阶段（以往采用烧僵工艺，相当程度上是由于这个原因），因此，必须在原料配方上加大石膏量，也就是前面提到的降低氧化铁和氧化铝的含量，提高率值。本发明中的高饱和比，高硅酸率等率值正是针对原料中含水量多这一特点，为保证煅烧分解和制酸顺利进行而采取的工艺措施。此外，碳与三氧化硫的克分子比决定窑内氧量的控制，也是十分重要的。饱和比KH（石灰饱和系数）硅酸率n、铁率p、碳硫比 (C)/(SO₂) 是由石膏生产硫酸联产水泥的生料烧制过程中控制生产的重要工艺参数，对石膏的煅烧中窑的正常操作和形成物料合适液相至关重要。如果KH和n值过低，使物料熔点降低，液相出现过早，便会造成物料结块、大窑出现结圈、结疤等，影响石膏的正常分解;氧化铁、氧化铝含量高也会出现大窑结圈，物料难烧，分解不良，导致石膏分解率下降。

②率值计算

经验公式如下（式中分子式表示该组分的含量）：

碳硫比 (C)/(SO₃) ＝6.67× (C)/(SO₂)

饱和比KH= (C_ao-1.65Al₂O₃-0.35Fe₂O₃)/(2.80S_iO₂)

硅酸率n= (S_iO₂)/(Al₂O₃+Fe₂O₃)

铁率P＝ (Al₂O₃)/(Fe₂O₃)

③本发明中率值范围：

碳硫比 (C)/(SO₃) 为0.62～0.80，最佳为0.7左右。

饱和比KH为0.961～1.05，（实际生产中达到1.10以上），（现有技术为0.82～0.96），最佳为0.98左右。

硅酸率n为2.51～4.40，（现有技术为1.70～2.50）

铁率P为1.71～3.40（现有技术为0.90～1.70）

下面分别介绍这几个参数。

饱和比KH（石灰饱和系数）

即水泥总的氧化钙含量减去饱和酸性氧化物（Al₂O₃，Fe₂O₃等）所需的氧化钙，剩下的与二氧化硅化合的氧化钙的含量，和理论上二氧化硅全部化合成硅酸三钙（3CaO·SiO₂）所需的氧化钙的含量之比。简言之，它表示二氧化硅被氧化钙饱和成硅酸三钙的程度。

硅酸率n，表示SiO₂的百分含量与Al₂O₃和Fe₂O₃百分含量之比。

铁率P，表示Al₂O₃百分含量与Fe₂O₃百分含量之比。

碳硫比 (C)/(SO₂) ，表示碳与硫酸钙的比，用C和SO₃的克分子数表示。

④说明：

石膏制硫酸、水泥在配料方面原理上只是用CaSO₄代替CaCO₃，提供CaO成份，因此与一般水泥配料区别不大，但由于本发明中保留了半水石膏的4～6%水含量直接入窑，必然会降低SO₂浓度，影响制酸阶段（以往采用烧僵工艺，相当程度上是由于这个原因），因此，必须在原料配方上加大石膏量，也就是前面提到的降低氧化铁和氧化铝的含量，提高率值。在配料时，如石膏中铁、铝含量已能满足生产水泥的要求（氧化铁、铝在水泥中作为矿化剂），便可只加焦炭和石膏;如石膏中氧化铝不够就加适当矾土，氧化铁不够就加适量铁粉。石膏则必须为高含量。在配料中具体掌握的高饱和比，高硅酸率等率值（甚至比现有技术高出20%～120%多）正是在这个宗旨下，针对原料中含水量多这一特点，为保证煅烧分解和制酸顺利进行而采取的工艺措施。因为，要保证全工艺的收率，煅烧中硫的烧出率很关键，而高烧出率又直接取决于配方和窑的操作。

⑤配料：

根据不同石膏原料采用不同配方：

盐石膏：（包括洗与未洗石膏）93～95%

｛

焦碳：5～7%

磷石膏：90.5～93.5%

｛

焦碳：6.5～7.5%

天然石膏：89.5～92%

｛

焦炭：5～6%

除上述两种主要原料外，其它添加剂，如粘土，或矾土或铁粉，视原料组成不同选择至少加一种或不加，比例为：粘土2～5%，矾土1～2%，铁粉0.2～2%。

五、粉磨：

配好的物料通过输送机械送入球磨机混合磨细，细度为0.08mm的标准筛，筛余＜10%。对物料进行全分析，以保证各率值在规定范围内。将物料输入生料仓（粉磨后的物料被称为生料，煅烧后称为熟料）。

六、煅烧：生料经喂料机由回转窑窑尾加入，由窑头喷入煤粉或原油进行煅烧。生料与逆流通过的热烟道气相遇，依次进行脱水、预热、硫酸钙的还原与烧结。硫酸钙被焦粉还原，最终生成二氧化硫进入气相。烧结后的物料（即熟料）从窑头排出，经冷却后送去制作水泥。含有二氧化硫、二氧化碳、氮及少量氧的窑气从窑尾排出，经除尘后送去制硫酸。

温度控制：窑尾450～550℃，窑头900～1000℃，物料温度950℃～1100℃。

窑内气氛：严格控制窑内气氛为微氧化气氛。如窑内是还原气氛，会生成元素硫，造成后面制酸设备的堵塞，如氧化气氛过高，则易生成低熔点物质，使转窑结疤。窑内气氛一般氧含量控制在0.5～1.5%。

在煅烧工序，硫的烧出率（SO₂得率）一般在94～96%。

在此工序中还有两点要提及的是：1、盐石膏中钾、钠、氯等杂质较多，由于在控制窑的操作中，合理掌握风速等操作参数，使氧化钾、钠等都随窑气排出窑外，在之后的干法除尘中除去，不致影响二氧化硫的转化和水泥质量。2、当原料中五氧化二磷含量较高时，在窑的操作上采用移动喷枪、多点煅烧的方法，防止液相提前出现，以保证煅烧分解反应顺利进行。

七、水泥制备：

经煅烧后的物料（即熟料）经冷却筒冷却，由窑头卸下，经提升机提至熟料库，配好生石膏、火山石、沸石等辅助材料，加入球磨机混磨后入库、包装，即为成品水泥，加入沸石（CaF）是为增加水泥的早期强度，以抵销过高的五氧化二磷对强度的影响。如磷含量不高即不必加沸石。

八、硫酸制备：

含二氧化硫7.5～9.8%的窑气，经窑尾沉降室、U型管、 重力除尘器、旋风除尘器干法净化，再经文氏管、泡沫塔、文氏管水洗净化进入干燥塔，经过滤器等由转化器顶部进入转化器。进入转化工序前，气体中二氧化硫浓度为4.5～6%，温度控制在28～35℃。在转化器内，二氧化硫气体经钒触媒转化成三氧化硫，转化率在95%以上。转化器各段温度分别为：一段进口420～425℃;二段进口425～430℃;三段进口＞370℃。气体再经冷却交换器进入吸收塔，三氧化硫被98%的硫酸吸收，即为93%或98%浓度的成品硫酸。吸收率一般在99.9%以上。

石膏法制硫酸的窑气中二氧化硫含量一般都在10%以下。窑气中二氧化硫浓度低时一般采用燃烧单体硫等方法提高浓度，如西德专利3222721号中所述的一样。通常要求进入转化器的二氧化硫浓度不低于5%。本发明半水工艺决定了窑气中二氧化硫的浓度较低（因水分多），同时在制酸阶段严格控制气体温度从干燥塔入口处直到进入转化之前为28～35℃，从而控制了气体中二氧化硫浓度，保证了制酸系统的热平衡和水平衡，因此在本发明提供的方法中二氧化硫的浓度只要不低于4.5%，均可进入转化器，生产出合格的硫酸，并且转化率不低于其他技术制酸。本方法全工艺硫利用率（收率）为90%左右，有时高达93%以上。

九、产品规格：

1、硫酸：为93%及98%工业硫酸，亦可生产发烟硫酸。

2、水泥：为普通硅酸盐水泥，标号可达G13～1.75-77 325^＃、425^＃、525^＃。

本发明所提供的由石膏制造硫酸和水泥的方法，比起现有的工业化生产硫酸方法有以下优点：

一、取材广泛，充分利用资源，变废为宝。①在国外弃之不用的盐业生产的废渣盐石膏，在我国占盐产量的7%，堆弃不用既占地又污染环境，而采用本发明的方法，只要将一部分盐石膏水洗便可与未洗盐石膏一起作为生产原料，由于合理控制风速等操作参数，使杂质都在窑气除尘时去掉，使杂质对水泥质量和二氧化硫的转化未起任何不良作用。②对石膏中五氧化二磷的含量要求由已有技术的小于0.5%放宽到可为0.51～1.5%，使湿法制磷酸的副产品磷石膏得到了充分的利用。磷的含量高，影响煅烧（它会降低物料的熔点，使窑出现结圈、结疤等），还影响水泥的早期强度，而本发明在原料配比上加以调整（采用高饱和比、高硅酸率等）提高了物料的熔点。同时注意控制窑的操作（如移动喷枪、多点煅烧等），使具有高含量磷的二水石膏也得到应用，并烧出了标号为325、425及525的普通硅酸盐水泥。前面提到的398-4525号专利要求五氧化二磷的含量仅为0.1%，本发明对此 项要求放宽10～15倍。

二、节能效果显著：

现有二水石膏烧僵工艺，是将二水石膏经高温煅烧脱到无水，直至烧僵为止，其工艺流程包括：预热或重结晶→半水石膏→脱水窑高温煅烧→冷却机→配料→球磨（加水）→烘干→回转窑。

而本发明为半水工艺制硫酸的方法，即只须将二水石膏经烘干脱水至半水石膏，水份含量4～6%，即可直接入窑煅烧生产硫酸及水泥。本发明中半水石膏出烘干机时的温度在90～100℃，烧僵工艺中脱水石膏出冷却机的温度为415℃，本发明烘干工序热耗为446大卡/kg干料，而烧僵工艺，该工序热耗为823大卡/kg干料。每吨干料本发明热耗节约377000大卡，节能45.8%。使用本发明提供的方法采用窑气来烘干石膏至半水时，还会有更为显著的节能效果。

三、工艺简单可行，投资少、效益高：

烧僵工艺的烧僵设备需煅烧窑（脱水窑）和冷却机，工艺复杂、投资高，前面提到的西德3222721号专利需离心机脱水，之后两阶段烘干还需要对流、顺流干燥机、基础硫燃烧室等，本发明与上述两种已有技术相比，大大简化了烘干工艺，省掉了上述所有设备及管道等设施，只要有一台普通的烘干机即可满足 工艺要求，减少投资20%以上。

本来石膏制硫酸，成本要比硫铁矿制酸成本高，因需消耗焦炭、燃料，动力消耗也较大，但由于本发明采用盐业、磷酸工业生产的副产品盐、磷石膏，再加上半水法，投资比起烧僵工艺少，因此产品成本较低。我厂每吨硫酸的实际成本在120元以下，而同期全国硫铁矿制酸的平均生产成本为152.32元，其中重点硫酸厂为137.99元，小型硫酸厂为161.06元。

本发明由于采取配方、操作控制等方面的措施，保证了二氧化硫的浓度。因而使全工艺硫利用率达到了较理想的效果，再加上半水法节能、节约投资，因此取得了良好的技术经济效益。此外，开辟新的原料路线，变废为宝，综合利用，解决了磷酸工业的后路问题，实现了环境的综合治理社会效益、环境效益等方面更是自不待言。

下面将我厂盐石膏生产情况与东德考斯维希厂每吨100%硫酸的各项消耗成本及硫利用率比较如下：

国外    本发明

无水    天然

磷石膏    盐石膏

石膏    石膏

磷石膏（94.5%CaSO₄），吨 1.84

原

煅烧过的磷石膏，吨    1.74

无水石膏（95%CaSO₄）吨 1.63

天然石膏（75%CaSO₄），吨 2.18

料

脱水盐石膏（72%CaSO₄），吨 2.05

粘土（25%Al₂O₃， 0.27 0.27

辅

51%SiO₂），吨

沙（94%SiO₂），吨 0.08 0.08 0.08

助    焦炭，吨    0.13    0.13    0.13    0.182

氧化铁（硫铁矿熔渣），吨    0.01    0.01    0.01    0.0114

材

铝矾土吨    0.034

料    天然石膏（缓凝剂），吨    0.03    0.03    0.03    0.04

电度    200    200    215    200

燃

料 水（15℃）M³50 18 55 15（25℃）

动

力    燃料油（10000KCal/kg）吨    0.34    0.23    0.28    0.195

收率    （硫利用率）%    79.79    89.6    84.88    94.02

产    水泥产品    吨    0.95    0.95    0.95    1.05

品    硫酸成本    元    144※    152.95

成

水泥成本    元    94.4※    65.38

本

按1马克＝0.8元计。

按双吨成本，我厂成本每双吨比东德低20元，能耗等均低于东德厂，收率则高于东德厂。此数据是烧原油时的，成本较高。现已改为烧煤，每吨成本可降低18.06元以上。

本发明之所以有上述优点，主要是由于技术上改进而得到的积极效果。从技术上讲，由工业石膏烧僵工艺制硫酸改进为半水石膏直接入窑制硫酸是一个重要突破。现有工艺及国外资料均强调石膏法生产硫酸过程中进窑物料石膏的水分含量必须小于1%。而本发明摒弃了这个偏见，只须将二水石膏加热到90～100℃，转变为含水4～6%的半水石膏即可进入回转窑，省掉了大量设备，并且由于注意控制了窑的操作，从而使含水量6%的半水石膏顺利转化为氧化钙和二氧化硫，避免了以往文献中所预言的、水分大于1%通常会产生的“爆沸”现象，并且硫的烧出率也并未降低。因此，本发明所具备的技术上的特点是很明显的。

本发明半水工艺制酸流程可由附图进一步加深了解。

附图1，半水法石膏制硫酸工艺主要流程方框图;

附图2，半水法石膏制硫酸工艺烘干流程示意图

其中：1、皮带输送机;2、烘干机;3、螺旋输送机;4、引风机;5、斗式提升机;6、螺旋输送机;7、焦碳仓8、石膏仓;9、秤;10、螺旋输送机;11、斗式提升机;12、料斗;13、圆盘喂料机;14、球磨机;18、螺旋 输送机。

附图3，半水法石膏制硫酸工艺煅烧流程示意图

其中：19、斗式提升机;20、料斗;21、螺旋喂料机;22、回转窑;23、喷枪;24、压缩空气;25、冷却筒;26、窑气去制酸;27、煤粉或原油;28、去熟料库制水泥

下面结合附图叙述本发明的几个实施例。接触法制酸流程属已有技术，故将流程图略去。实施例中，1、4、8为最佳实施方案。

实施例1：

1、将盐石膏经洗料机洗去夹带的部分粘土和可溶性杂质，经皮带输送机（1）均匀加入烘干机（2）脱水。烘干机采用原煤加热，长径比约为9，斜度为3%，内有抄板。热烟道气温度为650～700℃，排出时温度为125℃。物料在烘干机内停留20分钟，排出烘干机时变为半水石膏，水分含量6%，温度95℃。另外，准备一些未洗盐石膏原料按上述过程脱至半水。再将焦碳烘干至水分为0.5%。然后，物料经螺旋输送机（3）和斗式提升机（5）分别存入原料仓（7）、（8）。

2、将82.5%的洗石膏（用水冲洗过的盐石膏）与12.5%的未洗石膏和5%的焦碳分别经电子秤（9）计量，通过螺旋输送机（10），斗式提升机（11），圆盘喂料机（13）送入球 磨机混合磨细。细度为0.08mm标准筛，筛余＜10%。

出磨物料（水泥生产中称为生料）成分如下：

SiO₂9.60 CaO 30.70 C_∑4.53

Al₂O₃2.59 MgO 0.54

Fe₂O₃0.78 SO₃42.80

配料各率值如下：

饱和比KH    0.97

硅酸率n    2.85

铁率P    3.40

碳硫比 (C)/(SO₃) 0.69

0.69

3、配好的物料从料仓底部经螺旋输送机（18）、斗式提升机（19）加到窑尾料斗（20），然后经螺旋喂料机（21），把料按要求的量（每小时2T/h）加入回转窑（22）尾部进行煅烧。石膏分解生成二氧化硫和氧化钙，含二氧化硫的尾气送去制酸，氧化钙与生料中的二氧化硅、氧化硅、氧化铁发生矿化反应生成水泥熟料，熟料经滚筒冷却（25）过秤，暂时堆放。空气经熟料预热后，作为二次风进入窑内参加煅烧。煅烧方式：从窑头喷入煤粉燃烧。

窑头温度950℃，物料在窑内停留时间：90分钟。

窑尾温度450℃    熟料出窑温度：950℃。

窑气中SO₂%：8.8%，硫烧出率：96.18%。

4、煅烧后的物料（称为熟料）经冷却筒（25）冷却，由窑头卸下，经提升机提至熟料库，配之以生石膏，火山灰等辅助材料，加入球磨机混磨，提升至水泥库，经包装即为成品水泥。

5、制硫酸系统采用文泡文一转一吸水洗流程。含二氧化硫7.5%的窑气经窑尾沉降室，U型管、重力除尘器、旋风除尘器干洗净化，再经第一文氏管、泡沫塔，第二文氏管水洗净化，经复扫除沫器除沫后进入干燥塔。溶解在污水中的二氧化硫在脱气塔中被空气脱出与窑气一起进入干燥塔，经焦炭过滤器、瓷环过滤器、冷热交换器等，由转化器顶部进入。进入转化工序前的气体二氧化硫浓度为5.5%，温度为28℃。转化器各级温度：一段进口420℃，二段进口425℃，三级进口为371℃。在转化工序，二氧化硫气体经钒触媒转化成三氧化硫，再经冷热交换器进入吸收塔，三氧化硫被98%硫酸吸收。转化率为96.87%，吸收率为99.98%。硫利用率为93.15%。

另外，补充几个磷石膏的配方例：（%）

磷石膏    焦碳    矾土    粘土    铁粉

①90.5    5.5    1.3    2.5    0.2

②92    6    1.4    0.6

③93    5.5    1.5

④90    7    1    2.0

Claims (2)

1、一种由石膏生产硫酸的方法，是将石膏同焦碳及辅助材料混合加热分解，获得二氧化硫和水泥熟料，用二氧化硫制硫酸，其特征在于包括以下步骤：

a、以热烟道气预热原料石膏，使石膏的含水量为4～6%；

b、按以下率值配制原料，控制：石灰饱和系数KH为0.97～1.10，硅酸率n为2.57～4.40，铁率p为1.90～3.40，碳硫比C/SO₃为0.62～0.80；

c、配制成的物料经粉磨细度为0.08毫米标准筛，筛余＜10%；

d、在弱氧化气氛中进行煅烧，控制窑内氧含量为0.5～1.5%。

2、按照权利要求1所述的由石膏生产硫酸的方法，其特征在于所说的石膏为含磷石膏，磷石膏的五氧化二磷含量可为0.51～1.5。

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