CN102838153B - 一种石膏分解生产硫酸和氧化钙的方法 - Google Patents
一种石膏分解生产硫酸和氧化钙的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102838153B CN102838153B CN201210350133.2A CN201210350133A CN102838153B CN 102838153 B CN102838153 B CN 102838153B CN 201210350133 A CN201210350133 A CN 201210350133A CN 102838153 B CN102838153 B CN 102838153B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gypsum
- calcium oxide
- kiln
- sulfuric acid
- producing sulfuric
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Abstract
一种石膏分解生产硫酸和氧化钙的方法，包括以下步骤：（1）将石膏与焦炭末按质量比为100︰5－8配料配料,粉磨；（2）预热；（3）煅烧分解；（4）窑气热交换后经除尘，酸洗净化，干燥，转化，吸收，制得成品硫酸；（5）固体烧渣冷却，得成品氧化钙。本发明以焦炭末作还原剂，将石膏中的主要成分硫酸钙在高温状态下还原分解，制得SO2气体及固体氧化钙；用硫酸钙分解产生的氧化钙代替石灰石分解产生的氧化钙，不仅是氧化钙资源的循环利用，也可减少因石灰石煅烧所产生的温室气体CO2的排放。本发明配料、工艺简单，反应气氛易于控制，生产过程稳定，使大量工业副石膏的回收利用成为可能，环境友好，节约资源。
Description
技术领域
本发明涉及一种生产硫酸和氧化钙的方法，尤其是涉及一种采用石膏作原料生产硫酸和氧化钙的方法。
背景技术
随着现代工业化的发展，我国工业副产石膏的排放量也大大增加。
工业副产石膏是某些工业生产中生成的以硫酸钙为主要成分的废弃物。据报导，我国煤电厂燃煤平均含硫为1.23%，煤电厂排放的烟气中含有大量的SO2，如不处理，势必对环境造成极大危害。国家有关部门规定煤电厂必须对排放烟气进行脱硫处理。目前，煤电厂烟气脱硫多为石灰—石膏法，以石灰吸收烟气中SO2，生成硫酸钙，脱硫率可达95%以上，其副产品是脱硫石膏。据计算，每1MＷ装机容量年排放脱硫石膏98.8吨。
据统计，我国2009年磷石膏排放量为5840万吨，约占工业副石膏的60%，2010年我国煤电厂的脱硫石膏量达4170万吨。由此可见，我国工业副产石膏年排放量已超过了1亿吨，约占我国总工业固体废物排放量的8%，如此大量的工业废弃物，不寻找应用途径，必将给环境造成极大影响。目前，国际上大部分采用掩埋方式处理，我国硫资源贫乏，多年来一直致力于开发石膏制硫酸联产水泥工艺技术，以使得硫酸钙（CaSO4）中的Ca、S元素得到充分利用，几乎无废料排放。但由于这项技术本身的工艺复杂性：采用原料粉磨经预热后进回转窑煅烧分解的工艺流程，在回转窑内既要使硫酸钙分解产生合乎生产硫酸要求的含SO2窑气，又要产出合乎要求的水泥熟料，工艺过程可变因素多，操作控制难度大，这是其一；其二是，生产原料繁多，配料要求严格，热耗高，经济效益不理想；第三，由于生产工艺控制可变因素多，难以避免地使窑气SO2浓度波动大和水泥熟料不稳定，导致硫酸生产难以控制和水泥标号的不可靠性。故此，这项技术在实际生产、推广应用上存在不少问题。
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，提供一种工艺简单、反应条件易于控制的石膏分解生产硫酸和氧化钙的方法。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种石膏分解生产硫酸和氧化钙的方法，包括以下步骤：
（1）将含水率≤8wt%的石膏与焦炭末按质量比为100︰5－8配料，保证配制料中的碳与三氧化硫的摩尔比为C/SO3=0.55－0.75；送入粉磨机粉磨；粉磨料的细度控制在0.08mm筛余≤25wt%（优选20－24wt%）；
所述配制料为石膏与焦炭末混合料；三氧化硫是指硫酸钙中的SO3；
所述石膏可为天然石膏、磷石膏、氟石膏、柠檬酸石膏、盐石膏、钛石膏、芒硝石膏或脱硫石膏等化学石膏，当其中含水率＞8wt%时，宜烘干脱水至含水率≤8wt%；
（2）将步骤（1）配制好的原料送入悬浮预热器，与窑尾出来的高温窑气进行热交换预热；将原料预热到≤700℃，窑气离开悬浮预热器的温度≥300℃；
（3）将经步骤（2）预热的原料送入回转窑内煅烧，煅烧分解温度为900－1250℃，控制窑内呈弱氧化气氛，煤粉燃烧的空气过剩系数≤1.05，硫酸钙分解得到SO2气和氧化钙；
（4）将步骤（3）回转窑内产生的含SO2的窑气由窑尾送入悬浮预热器与步骤（1）配制好的原料进行热交换，热交换后温度降低的窑气经除尘，酸洗净化，干燥，转化，吸收，制得成品硫酸；
（5）由窑头出来的固体烧渣，即为硫酸钙分解生成的氧化钙。
氧化钙经冷却后可粉磨。
步骤（1）中，所述粉磨机优选为FRMS立式磨或风扫磨；
步骤（2）中，所述悬浮预热器优选为旋风式悬浮预热器，其级数优选1－4级中的一种；
步骤（3）中，所述回转窑优选为中空长窑，其长径比优选为L/D=18－28。
步骤（3）中，窑内化学反应为：
第一阶段：温度在900－1000℃时，产生中间产物CaS：
第二阶段：温度在1000－1250℃时，中间产物CaS再和CaSO4作用生成SO2气体和CaO，
另外，在中性介质气氛或还原气氛中还会发生以下的副反应，产生气态升华硫：
升华硫的产生，不仅造成硫的损失，而且会使硫酸净化系统堵塞，造成全线被迫停产，为了避免升华硫的产生，控制窑内呈弱氧化气氛，不出现中性气氛，绝对避免还原气氛。
控制窑内气氛的方法是及时调整窑内煅烧煤、风的配合，控制窑尾烟气中氧含量为0.8－1.2wt%。
本发明以石膏为原料生产硫酸和氧化钙，硫酸和氧化钙两种产品的生产均在一套生产装置上进行，可以利用已有的石膏生产硫酸—水泥的生产装置直接进行硫酸和氧化钙的生产。
本发明以碳作还原剂，将石膏中的主要成分硫酸钙在高温状态下还原分解，制得SO2气体及固体氧化钙；用硫酸钙分解产生的氧化钙代替石灰石分解产生的氧化钙，不仅是氧化钙资源的循环利用，也可减少因石灰石煅烧所产生的温室气体CO2的排放。本发明配料、工艺简单，反应气氛易于控制，生产过程稳定，可以实现大规模工业生产，使大量工业副石膏的回收利用成为可能，环境友好，节约资源。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明，但不限于实施例。
实施例1
本实施例包括以下步骤：
（1）将含外在水分为10wt%的煤电厂的脱硫石膏进行烘干脱水后，水分含量为6wt%，将脱水后的脱硫石膏与焦炭末按质量比为100︰5配料，然后送入FRMS立式磨机混合磨细，细度为0.08mm标准筛，筛余为20wt%；
（2）将步骤（1）配制好的原料送入悬浮预热器，与回转窑窑尾出来的750℃窑气进行热交换，使原料预热到600℃，窑气离开悬浮预热器的温度为300－350℃；
（3）将经步骤（2）预热的原料送入回转窑内煅烧分解，在900－1250℃，控制窑内呈弱氧化气氛，煤粉燃烧的空气过剩系数为1.04，控制窑尾烟气中氧含量为1.0wt%，反应得到SO2气体和CaO，窑气中含7－9wt%的SO2；
（4）将步骤（3）回转窑内产生的含7－9wt% SO2的窑气送入悬浮预热器与步骤（1）配制好的原料进行热交换后，窑气温度为300－350℃，经除尘，酸洗净化，干燥，转化，吸收，制得成品硫酸；
（5）由窑头出来的固体烧渣，即为硫酸钙分解生成的氧化钙，从窑头排出进入冷却机冷却，冷却后固体物料经粉磨，即得成品氧化钙（石灰），其CaO含量85wt％。
实施例2
本实施例的硫酸钙来源于湿法磷酸生产中产生的磷石膏，其外在水分为15wt%，烘干脱水后的磷石膏与焦炭末按质量比为100︰6配料，其他步骤与实施例1相同。
实施例3
本实施例使用的原料是经破碎的天然硬石膏，其块度≤25mm，天然硬石膏粉直接进行配料，将经破碎的天然硬石膏与焦炭末按质量比为100︰8配料，与焦炭末一并进行粉磨，其它同实施例1。
用天然硬石膏为原料时，步骤（3）中，得到的窑气浓度较高，含SO2 10－12wt%，对制备硫酸有利。
Claims (10)
1.一种石膏分解生产硫酸和氧化钙的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将含水率≤8wt%的石膏与焦炭末按质量比为100︰5－8配料，保证配制料中的碳与三氧化硫的摩尔比为C/SO3=0.55－0.75；送入粉磨机粉磨；粉磨料的细度控制在0.08mm筛余≤25wt%；
所述配制料为石膏与焦炭末混合料；三氧化硫是指硫酸钙中的SO3；
（2）将步骤（1）配制好的原料送入悬浮预热器，与窑尾出来的高温窑气进行热交换预热；将原料预热到≤700℃，窑气离开预热器的温度≥300℃；
（3）将经步骤（2）预热的原料送入回转窑内煅烧，煅烧分解温度为900－1250℃，控制窑内呈弱氧化气氛，煤粉燃烧的空气过剩系数≤1.05，硫酸钙分解得到SO2气和氧化钙；
（4）将步骤（3）回转窑内产生的含SO2的窑气由窑尾送入悬浮预热器与步骤（1）配制好的原料进行热交换，热交换后温度降低的窑气经除尘，酸洗净化，干燥，转化，吸收，制得成品硫酸；
（5）由窑头出来的固体烧渣，即为硫酸钙分解生成的氧化钙。
2.根据权利要求1所述的石膏分解生产硫酸和氧化钙的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述石膏来源于天然石膏、磷石膏、氟石膏、柠檬酸石膏、盐石膏、钛石膏、芒硝石膏及脱硫石膏中的一种或几种。
3.根据权利要求2所述的石膏分解生产硫酸和氧化钙的方法，其特征在于，将所述天然石膏、磷石膏、氟石膏、柠檬酸石膏、盐石膏、钛石膏、芒硝石膏及脱硫石膏烘干至含水率≤8wt%。
4.根据权利要求1所述的石膏分解生产硫酸和氧化钙的方法，其特征在于，步骤（1）中，粉磨料的细度控制在0.08mm筛余为20－24wt%。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的石膏分解生产硫酸和氧化钙的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述粉磨机为FRMS立式磨或风扫磨。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的石膏分解生产硫酸和氧化钙的方法，其特征在于，步骤（2）中，所述悬浮预热器为旋风式悬浮预热器。
7.根据权利要求6所述的石膏分解生产硫酸和氧化钙的方法，其特征在于，所述旋风式悬浮预热器的级数为1－4级中的一种。
8.根据权利要求1或2或3或4所述的石膏分解生产硫酸和氧化钙的方法，其特征在于，步骤（3）中，所述回转窑为中空长窑。
9.根据权利要求8所述的石膏分解生产硫酸和氧化钙的方法，其特征在于，所述中空长窑长径比为L/D=18－28。
10.根据权利要求1或2或3或4所述的石膏分解生产硫酸和氧化钙的方法，其特征在于，步骤（3）中，控制窑内气氛的方法是控制窑尾烟气中氧含量为0.8－1.2wt%。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210350133.2A CN102838153B (zh) | 2012-09-20 | 2012-09-20 | 一种石膏分解生产硫酸和氧化钙的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210350133.2A CN102838153B (zh) | 2012-09-20 | 2012-09-20 | 一种石膏分解生产硫酸和氧化钙的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102838153A CN102838153A (zh) | 2012-12-26 |
| CN102838153B true CN102838153B (zh) | 2014-10-15 |
Family
ID=47365921
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210350133.2A Expired - Fee Related CN102838153B (zh) | 2012-09-20 | 2012-09-20 | 一种石膏分解生产硫酸和氧化钙的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102838153B (zh) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103043624B (zh) * | 2012-12-28 | 2015-05-20 | 刘立文 | 一种利用石膏生产硫酸的装置 |
| CN103466675B (zh) * | 2013-09-03 | 2015-07-22 | 昆明理工大学 | 一种磷石膏的分解方法 |
| CN103496861B (zh) * | 2013-09-24 | 2015-10-28 | 龚家竹 | 一种石膏生产水泥联产硫酸的生产方法 |
| CN104445233A (zh) * | 2014-12-17 | 2015-03-25 | 邵燕 | 硅灰石的工业化生产方法 |
| CN105036170A (zh) * | 2015-07-27 | 2015-11-11 | 昆明理工大学 | 一种磷石膏分解制备氧化钙的方法 |
| CN108298562A (zh) * | 2017-11-02 | 2018-07-20 | 庞炼红 | 一种硫酸氨回收二氧化碳，生产碳酸氢氨、硫酸、硫酸钙的方法 |
| CN108298561A (zh) * | 2017-11-02 | 2018-07-20 | 庞炼红 | 一种硫酸氨生产硫酸、硫酸钙、氨水的方法 |
| CN108910836A (zh) * | 2018-09-25 | 2018-11-30 | 天津水泥工业设计研究院有限公司 | 一种石膏制硫酸联产石灰的工艺及装置 |
| CN109467059B (zh) * | 2018-12-18 | 2022-05-24 | 武汉科技大学 | 一种石膏的高效利用方法 |
| CN109745842B (zh) * | 2019-02-28 | 2023-10-20 | 山东大学 | 一种回收氧化钙的加热分解炉 |
| CN111498811B (zh) * | 2020-03-18 | 2021-12-17 | 山东大学 | 一种石膏煅烧协同co耦合炭热还原的工艺及装置 |
| CN114508937B (zh) * | 2022-01-24 | 2023-11-10 | 中南大学 | 一种变气氛处理含硫酸钙固体废弃物的方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3607036A (en) * | 1968-02-09 | 1971-09-21 | Cities Service Co | Recovery of sulfur from gypsum |
| CN1016598B (zh) * | 1988-11-12 | 1992-05-13 | 鲁北化工总厂 | 一种由石膏生产硫酸的方法 |
| CN101462699A (zh) * | 2009-01-05 | 2009-06-24 | 昆明理工大学 | 一种高硫煤分解磷石膏催化还原的方法 |
| CN101602518A (zh) * | 2009-07-21 | 2009-12-16 | 中国石化集团南京设计院 | 一种利用磷石膏分解制备氧化钙和二氧化硫的生产工艺 |
-
2012
- 2012-09-20 CN CN201210350133.2A patent/CN102838153B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102838153A (zh) | 2012-12-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102838153B (zh) | 一种石膏分解生产硫酸和氧化钙的方法 | |
| CN101343047B (zh) | 一种石膏生产硫酸和水泥的改进生产工艺 | |
| CN102502524B (zh) | 一种由硫酸钙和硫磺生产二氧化硫的方法 | |
| CN107056102A (zh) | 一种利用脱硫石膏与铝灰生产硫铝酸盐水泥联产硫磺的系统和方法 | |
| CN103408052B (zh) | 一种磷石膏的分解方法 | |
| CN103771734A (zh) | 一种规模化煅烧处理利用电解锰渣的方法 | |
| CN101172582B (zh) | 一种硫酸钙分解生产硫酸和水泥熟料的方法 | |
| CN107512857B (zh) | 采用磷石膏制备建筑石膏的方法及装置 | |
| CN103613079A (zh) | 一种利用电解锰渣生产硫酸的方法 | |
| CN109626339B (zh) | 一种石膏制备硫酸的方法 | |
| CN101244811B (zh) | 一种提高分解硫酸钙制酸工艺中so2浓度的方法 | |
| CN102020251B (zh) | 一种石膏制硫酸与水泥的改进生产工艺 | |
| CN101708825B (zh) | 一种用硫磺还原分解石膏制备硫化钙的方法 | |
| CN103466675A (zh) | 一种磷石膏的分解方法 | |
| JP2020023416A (ja) | セメント組成物の製造方法、及びセメント組成物の製造システム | |
| CN103253637A (zh) | 一种利用石膏生产硫酸和氧化钙的方法 | |
| CN109824285A (zh) | 水泥烟气脱硫剂及其应用 | |
| CN107215850A (zh) | 一种锂盐渣和工业副产石膏制硫酸联产水泥工艺 | |
| CN108585575B (zh) | 水泥缓凝剂及其制备方法和应用 | |
| CN115180846B (zh) | 一种磷石膏脱硫制备硫铝酸钙改性硅酸盐水泥熟料的工艺 | |
| CN107324676B (zh) | 利用低品位煤煅烧磷石膏和电石泥制备β-半水石膏的方法 | |
| CN112250051B (zh) | 一种磷矿浆吸收磷石膏焙烧烟气联产磷酸和水泥熟料的方法 | |
| CN103964714A (zh) | 一种利用亚硫酸钙型脱硫石膏制备高性能石膏基复合胶凝材料的方法 | |
| CN102633237B (zh) | 一种石膏生产液体二氧化硫的方法 | |
| CN103922623B (zh) | 以干电石渣为钙质原料的熟料烧成系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20160926 Address after: An Industrial Park Economic Development Zone, Changde City, Hunan province Linli County 415200 Patentee after: Hunan Fu Xiang new type building material Co., Ltd. Address before: 410005, 12 floor, Haidong mansion, Furong Road, Changsha, Hunan Patentee before: Liu Liwen |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20141015 Termination date: 20170920 |