CN102838090A - 一种硫酸钙生产硫酸和氧化钙的工艺与设备 - Google Patents

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一种硫酸钙生产硫酸和氧化钙的工艺与设备，该硫酸钙生产硫酸和氧化钙的工艺，包括以下步骤：（1）将硫酸钙粉碎；（2）将所得硫酸钙粉末加入煅烧窑，并加热至1000-1500℃；（3）旋转煅烧窑，粉末作离心运动；（4）将反应生成的气体以及额外补充的O2输送到螺旋反应器，控制反应器的温度为400-600℃，混合气体在螺旋反应器内反应转化为SO3；（5）将生成的SO3引入吸收塔喷水制成硫酸。本发明还包括硫酸钙生产硫酸和氧化钙的设备。本发明旋转的煅烧窑可将硫酸钙粉末在高速离心力作用下混合均匀，增加体系加热的均匀性；螺旋反应器结构紧凑，螺旋形反应管路能增加SO2气体与触媒的接触面积，加快反应速率，提高转化率。

Description

一种硫酸钙生产硫酸和氧化钙的工艺与设备
技术领域
本发明涉及一种生产硫酸和氧化钙的工艺与设备，尤其是涉及一种硫酸钙生产硫酸和氧化钙的工艺与设备。
背景技术
当前，我国硫酸生产多为硫磺制酸和硫铁矿制酸，随着硫磺和硫铁矿原料价格的上涨，硫酸成本逐渐提高，寻找新的原料生产硫酸势在必行。硫酸钙作为一种蕴含丰富的矿产，也可以用来制备硫酸，但是现有技术中，二氧化硫转化为三氧化硫的效率并不是很高。CN101513993A公开了一种利用硫酸镁生产硫酸的技术，主要采用了悬浮煅烧和二氧化硫烟气回用对硫酸镁原料进行预加热的技术，同时采用的“两转两吸”工艺，提高了对SO3气体的吸收率，其过程中也引入了新的燃料，引入了可能的外来杂质，而且其三氧化硫转化率也不是特别高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种原料成本低，SO2转化为SO3转化率高的硫酸钙生产硫酸和氧化钙的工艺与设备。
本发明解决所述技术问题采用的技术方案是：
本发明之硫酸钙生产硫酸和氧化钙的工艺，包括以下步骤：
（1）将硫酸钙粉碎成100-1000目（优选750－850目）的粉末；
（2）将步骤（１）中所得硫酸钙粉末加入煅烧窑，并加热至1000-1500℃（优选1150－1250℃）；
（3）以几何中心线为轴旋转煅烧窑，强制硫酸钙粉末在煅烧窑内作角速度为20-60π/min（优50π/min）的离心运动，分解反应生成氧化钙、SO2与O2；
（4）将步骤（3）反应生成的SO2与O2以及额外补充的O2，通过抽气装置输送到螺旋反应器，控制螺旋反应器的温度为400-600℃（优选480℃）, SO2与O2以及额外补充的O2的混合气体在螺旋反应器内反应转化为SO3；所述混合气体中，额外补充的氧气与步骤（3）反应生成的SO2与O2总体积之比为1∶1；
（5）将步骤（４）中生成的SO3引入吸收塔喷水制成硫酸。
本发明之硫酸钙生产硫酸和氧化钙的设备，包括煅烧窑、螺旋反应器和吸收塔，煅烧窑设有驱动电机，使其可以绕几何中心圆周旋转运行，旋转速度可调，煅烧窑顶部设有硫酸钙粉末加入口，底部设有气体排放口和氧化钙排出口；螺旋反应器左侧壁上部设有进气口，螺旋反应器进气口与至少一个煅烧窑的气体排放口通过设有气体输送泵的管道相连，螺旋反应器内部设有螺旋管道，螺旋管道中均匀分布着触媒，螺旋反应器的中心设有加热器，螺旋反应器右侧壁下部设有出气口，出气口与吸收塔之间通过管道连接；煅烧窑底部氧化钙排出口与氧化钙料仓相连。
所述螺旋反应器一般为柱状结构，也可以在正方柱里面开一个螺旋管道，触媒为公知常用触媒，优选颗粒状或网状触媒，优选五氧化二钒或铂。
工作过程：将硫酸钙粉末从煅烧窑的粉末加入口加入，加热至1000-1500℃，然后启动驱动电机，使粉末在煅烧窑内作离心运动以混合均匀并分解反应，将煅烧窑内产生的气体通过底部的气体排放口，经气体输送泵、进气口送入温度为400-600℃的螺旋反应器，在反应器内通过触媒的作用，转化为三氧化硫，三氧化硫通过右侧壁下部的出气口，进入吸收塔，喷水转化为硫酸，煅烧窑内产生的氧化钙经底部的氧化钙排出口进入氧化钙料仓。
本发明以硫酸钙为原料，在煅烧窑内高温分解，在螺旋反应器内氧化，最终在吸收塔内吸收完成硫酸的整个生产过程。旋转的煅烧窑可以将硫酸钙粉末在高速离心力作用下混合均匀，增加了体系加热的均匀性；螺旋反应器结构紧凑，螺旋形反应管路能增加SO2气体与触媒的接触面积，加快反应速率，提高转化率。
本发明二氧化硫转化为三氧化硫的转化率可高达99.5%，生产效率能提升30%以上。
附图说明
图1为本发明硫酸钙生产硫酸和氧化钙设备结构示意图；
图2为图1所示螺旋反应器的结构放大示意图。
图中：1、煅烧窑；2、螺旋反应器；3、吸收塔；4、螺旋管道；5、触媒；6、粉末加入口；7、气体排放口；8、加热器；9、进气口；10、氧化钙排出口；11、出气口；12、驱动电机；13、气体输送泵
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
本实施例之硫酸钙生产硫酸和氧化钙的工艺，包括以下步骤：
（1）将硫酸钙粉碎成800目的粉末；
（2）将步骤（１）中所得硫酸钙粉末通过粉末加入口6加入煅烧窑１，并加热至1150℃；
（3）以几何中心线为轴启动煅烧窑１使其做角速度为50π/min的旋转，强制粉末在煅烧窑1内作离心运动；
（4）将步骤（３）中反应生成的SO2与O2以及额外补充的O2分别通过气体输送泵13输送到螺旋反应器2，额外补充的氧气与反应生成的SO2与O2总体积比为1：1，控制反应器的温度为430℃,混合气体在螺旋反应器2内反应转化为SO3；
（5）将步骤（４）中生成的SO3引入吸收塔3喷水制成硫酸。
本实施例之硫酸钙生产硫酸和氧化钙的设备，包括煅烧窑1、螺旋反应器2和吸收塔3，煅烧窑1设有驱动电机12，使其可以绕几何中心圆周旋转运行，旋转速度可调，煅烧窑1顶部设有硫酸钙粉末加入口6，底部设有气体排放口7和氧化钙排出口10；螺旋反应器2为柱状结构，螺旋反应器2左侧壁上部设有进气口9，螺旋反应器进气口9与2个煅烧窑的气体排放口通过设有气体输送泵13的管道相连，柱状螺旋反应器2内部设有螺旋管道4，螺旋管道4中均匀分布着颗粒状触媒五氧化二钒5，螺旋反应器2的中心设有加热器8，螺旋反应器2右侧壁下部设有出气口11，出气口11与吸收塔3之间通过管道连接；煅烧窑底部氧化钙排出口10与氧化钙料仓相连。
工作过程：将硫酸钙粉末从煅烧窑1的粉末加入口6加入，加热至1150℃，然后启动驱动电机，使粉末在煅烧窑1内作离心运动以混合均匀并分解反应，将煅烧窑1内产生的气体通过底部的气体排放口7，经气体输送泵13、进气口9送入温度为430℃的螺旋反应器，在反应器内通过触媒5的作用，转化为三氧化硫，三氧化硫通过右侧壁下部的出气口11，进入吸收塔3，喷水转化为硫酸，煅烧窑内产生的氧化钙经底部的氧化钙排出口10进入氧化钙料仓。  
本实施例中，SO2转化率可提高至99.5%，生产效率提升30%以上。
实施例2
本实施例中，硫酸钙生产硫酸和氧化钙的工艺，步骤（4）中，反应器的温度为480℃，其他与实施例1相同。
本实施例中，SO2转化率可提高至99.5%，生产效率提升30%以上。 

Claims (10)

1.一种硫酸钙生产硫酸和氧化钙的工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将硫酸钙粉碎成100-1000目的粉末；
（2）将步骤（１）中所得硫酸钙粉末加入煅烧窑，并加热至1000-1500℃；
（3）以几何中心线为轴旋转煅烧窑，强制硫酸钙粉末在煅烧窑内作角速度为20-60π/min的离心运动，分解反应生成氧化钙、SO2与O2；
（4）将步骤（3）反应生成的SO2与O2以及额外补充的O2，通过抽气装置输送到螺旋反应器，控制螺旋反应器的温度为400-600℃, SO2与O2以及额外补充的O2的混合气体在螺旋反应器内反应转化为SO3；所述混合气体中，额外补充的氧气与步骤（3）反应生成的SO2与O2总体积之比为1∶1；
（5）将步骤（４）中生成的SO3引入吸收塔喷水制成硫酸。
2.根据权利要求1所述的硫酸钙生产硫酸和氧化钙的工艺，其特征在于，步骤（1）中，将硫酸钙粉碎成750－850目的粉末。
3.根据权利要求1或2所述的硫酸钙生产硫酸和氧化钙的工艺，其特征在于，步骤（2）中，硫酸钙粉末加入煅烧窑后加热至1150－1250℃。
4.根据权利要求1或2所述的硫酸钙生产硫酸和氧化钙的工艺，其特征在于，步骤（3）中，强制硫酸钙粉末在煅烧窑内作角速度为50π/min的离心运动。
5.根据权利要求1或2所述的硫酸钙生产硫酸和氧化钙的工艺，其特征在于，步骤（4）中，控制反应器的温度为480℃。
6.一种硫酸钙生产硫酸和氧化钙的设备，其特征在于，包括煅烧窑、螺旋反应器和吸收塔，煅烧窑设有驱动电机，使其可以绕几何中心圆周旋转运行，煅烧窑顶部设有硫酸钙粉末加入口，底部设有气体排放口和氧化钙排出口；螺旋反应器左侧壁上部设有进气口，螺旋反应器进气口与至少一个煅烧窑的气体排放口通过设有气体输送泵的管道相连，螺旋反应器内部设有螺旋管道，螺旋管道中均匀分布着触媒，螺旋反应器的中心设有加热器，螺旋反应器右侧壁下部设有出气口，出气口与吸收塔之间通过管道连接；煅烧窑底部氧化钙排出口与氧化钙料仓相连。
7.根据权利要求6所述的硫酸钙生产硫酸和氧化钙的设备，其特征在于，煅烧窑的旋转速度可调。
8.根据权利要求6或7所述的硫酸钙生产硫酸和氧化钙的设备，其特征在于，所述螺旋反应器为柱状结构。
9.根据权利要求6或7所述的硫酸钙生产硫酸和氧化钙的设备，其特征在于，所述螺旋管道中的触媒为颗粒状或网状。
10.根据权利要求6或7所述的硫酸钙生产硫酸和氧化钙的设备，其特征在于，所述螺旋管道中的触媒为五氧化二钒或铂。 
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