CN103030165A - 一种利用硫酸钙生产氧化钙的废弃物处理方法 - Google Patents

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Abstract

一种利用硫酸钙生产氧化钙的废弃物处理方法，包括以下步骤：(1)向煅烧窑内硫酸钙、焦炭原料的底部通入体积浓度≥99％的氧气，氧气的压力保持为0.05-0.2MPa，氧气的通入口为若干个细小微孔，孔径小于硫酸钙粉末的最小直径；(2)将由煅烧窑排出的混合气体通入含有触媒的螺旋形管道，保温在100-850℃；(3)将由螺旋形管道内排出的混合气体依次通过浓硫酸与NaOH溶液；(4)将从NaOH溶液中排出的气体返回与体积浓度为99％的氧气合并通入煅烧窑。采用本发明，合理地利用了硫酸钙生产氧化钙过程中产生的废弃物，提高了废弃物的利用率和产品的转化率，其中产品氧化钙的纯度可以达到99.8%，气体二氧化硫的吸收率可高达99.9%。

Description

一种利用硫酸钙生产氧化钙的废弃物处理方法
技术领域
本发明涉及一种废弃物处理方法，尤其是涉及一种利用硫酸钙生产氧化钙的废弃物处理方法。
背景技术
在常规硫酸钙高温煅烧生产氧化钙的过程中，一般会引入固体燃料，最常用的如焦炭，利用焦炭燃烧时放出的热量来煅烧硫酸钙，使其获得高温而发生分解，同时焦炭作为一种还原剂还会与硫酸钙发生氧化还原反应生成硫化钙与CO。反应过程如下：
                                                                   
Figure 2012104898486100002DEST_PATH_IMAGE002
 
                          
Figure DEST_PATH_IMAGE004
 
                      
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因此在这一过程中不仅会产生大量的SO2、CO、CaS等废弃物，其中SO2、CO为有毒有害的气体，排放到大气中会污染环境，而CaS则会以杂质的形态出现在产品氧化钙中而降低产品的纯度。因此对于硫酸钙生产氧化钙来讲，开发一种高效废弃物回收处理的环保工艺具有十分重要的意义。
中国发明专利申请201010544753.0公开了一种回收吸收塔尾气中的二氧化硫的工艺，其利用微量硝酸作为催化剂，在回收塔中与吸收塔出来的尾气成逆流接触，吸收与转化二氧化硫为浓硫酸，该工艺从一定程序上优化了二氧化硫气体的吸收，但是，吸收效率仍欠理想。
中国发明专利申请201010208303.4公开了一种降低硫酸生产尾气中SO2含量的方法，该发明在现有硫酸装置第二酸吸收塔至尾气排放烟囱之间增设由吸附塔与解吸塔组成的尾气脱硫装置，其中采用的活性焦可以循环使用，但是这种处理方法无法吸收尾气中的大量SO2，只能少量减少，不能彻底解决问题。
中国发明专利申请200620118155.6公开了一种一氧化碳处理装置，其将气体通过一耐高温管，管外加螺旋状电阻丝，通过其加热引发一氧化碳燃烧生成二氧化碳，这种处理方法，由于管道笔直，一氧化碳的行程较短，处理并不充分。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有硫酸钙生产氧化钙过程中气固两种废弃物不易高效处理的不足，提供一种效率较高的利用硫酸钙生产氧化钙的废弃物处理方法。
本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，一种利用硫酸钙生产氧化钙的废弃物处理方法，包括以下步骤：
(1)向煅烧窑内硫酸钙、焦炭原料的底部通入体积浓度≥99％的氧气，氧气的压力保持为0.05-0.2MPa，氧气的喷嘴为管状回转结构（优选锥形喷嘴），氧气的通入口为若干个细小微孔，孔径小于硫酸钙粉末的最小直径；
所述硫酸钙、焦炭为粉碎至100-2000目（优选600－1000目，更优选800目）的粉末；
(2)将由煅烧窑排出的混合气体通入含有网状或颗粒状五氧化二矾触媒的螺旋形管道，将管内的环境温度升高并保持在100-850℃（优选600－700℃，更优选630℃）；
所述螺旋形管道的螺距与直径之比优选为（1-4）︰1（更优选1.5：1），其它尺寸与设备的规格大小有关；
 (3)将由螺旋形管道内排出的混合气体依次通过质量浓度≥98wt%的浓硫酸和质量浓度≥60wt%的NaOH溶液；
(4)将从NaOH溶液中排出的气体返回与体积浓度为99％的氧气合并通入煅烧窑。
本发明在煅烧窑的底部通入体积浓度为99％的氧气，利用氧气通入其中的动力翻滚物料，使氧气充分与颗粒接触，一方面加快硫酸钙的分散，另一方面将此过程中产生的固体原料（产品）中的CaS转化为产品氧化钙，将其中的废弃物CO转化为CO2排除。当产生的二氧化硫通过网状或颗粒状的触媒并加热时，迅速转化为三氧化硫，其通过浓硫酸时被完全吸收。产生的CO2被NaOH溶液吸收，余下的CO被继续通入煅烧窑作为燃料使用。
采用本发明，合理地利用了硫酸钙生产氧化钙过程中产生的废弃物，提高了废弃物的利用率和产品的转化率，其中产品氧化钙的纯度可以达到99.8% ，气体二氧化硫的吸收率可高达99.9%。
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。
实施例1
本实施例包括以下步骤：
(1)向煅烧窑内硫酸钙、焦炭原料的底部通入体积浓度为99％的氧气，氧气的压力保持为0.15MPa；氧气的喷嘴为锥形，氧气的通入口为若干个细小微孔，孔径小于硫酸钙粉末的最小直径；
所述硫酸钙、焦炭为粉碎的800目的粉末；
 (2)将由煅烧窑排出的混合气体通入含有颗粒状五氧化二矾触媒的螺旋形管道，将管内的环境温度升高并保持在550℃；
所述螺旋形管道的螺距与直径之比为1.5︰1；
(3)将由螺旋形管道内排出的混合气体依次通过98wt%浓硫酸与60wt%的NaOH溶液；
(4)将从NaOH溶液中排出的气体返回与体积浓度为99％的氧气合并通入煅烧窑。
采用本发明，有效提高了废弃物的利用率和产品的转化率，其中产品氧化钙的纯度可以达到99.8% ，气体二氧化硫的吸收率99.9%。
实施例2
本实施例包括以下步骤：
(1)向煅烧窑内硫酸钙、焦炭原料的底部通入体积浓度为99％的氧气，氧气的压力保持为0.10MPa；氧气的喷嘴为锥形，氧气的通入口为若干个细小微孔，孔径小于硫酸钙粉末的最小直径；
所述硫酸钙、焦炭为粉碎的1000目的粉末；
 (2)将由煅烧窑排出的混合气体通入含有颗粒状五氧化二矾触媒的螺旋形管道，并将管内的环境温度升高并保持在630℃；
所述螺旋形管道的螺距与直径之比为2︰1；
(3)将由螺旋形管道内排出的混合气体依次通过98wt%浓硫酸与60wt%的NaOH溶液；
(4)将从NaOH溶液中排出的气体返回与体积浓度为99％的氧气合并通入煅烧窑。
采用本发明，有效提高了废弃物的利用率和产品的转化率，其中产品氧化钙的纯度可以达到99.8% ，气体二氧化硫的吸收率99.9%。

Claims (8)

1. 一种利用硫酸钙生产氧化钙的废弃物处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)向煅烧窑内硫酸钙、焦炭原料的底部通入体积浓度≥99％的氧气，氧气的压力保持为0.05-0.2MPa，氧气的喷嘴为管状回转结构，氧气的通入口为若干个细小微孔，孔径小于硫酸钙粉末的最小直径；
所述硫酸钙、焦炭为粉碎的100-2000目的粉末；
(2)将由煅烧窑排出的混合气体通入含有网状或颗粒状五氧化二矾触媒的螺旋形管道，将管内的环境温度升高并保持在100-850℃；
(3)将由螺旋形管道内排出的混合气体依次通过质量浓度≥98wt%的浓硫酸与质量浓度≥60wt%的NaOH溶液；
(4)将从NaOH溶液中排出的气体返回与体积浓度为99％的氧气合并通入煅烧窑。
2.根据权利要求1所述的利用硫酸钙生产氧化钙的废弃物处理方法，其特征在于，步骤（1）中，所述氧气的喷嘴为锥形。
3.根据权利要求1或2所述的利用硫酸钙生产氧化钙的废弃物处理方法，其特征在于，步骤（1）中，所述硫酸钙、焦炭为粉碎的600－1000目的粉末。
4.根据权利要求3所述的利用硫酸钙生产氧化钙的废弃物处理方法，其特征在于，所述硫酸钙、焦炭为粉碎的800目的粉末。
5.根据权利要求1或2所述的利用硫酸钙生产氧化钙的废弃物处理方法，其特征在于，步骤（2）中，所述管内的环境温度升高并保持在600－700℃。
6.根据权利要求5所述的利用硫酸钙生产氧化钙的废弃物处理方法，其特征在于，所述管内的环境温度升高并保持在630℃。
7.根据权利要求1或2所述的利用硫酸钙生产氧化钙的废弃物处理方法，其特征在于，步骤（2）中，所述螺旋形管道的螺距与直径之比为（1-4）︰1。
8.根据权利要求7所述的利用硫酸钙生产氧化钙的废弃物处理方法，其特征在于，所述螺旋形管道的螺距与直径之比为1.5︰1。
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