JPS593007A - 石膏硫酸装置の運転方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、石膏硫酸装置の運転方法に関する。

いわゆるミュラー・キューン法（ｎ＋１ｉｌｌｅｒ−Ｋ
ｉｉｈ−ｎｅ　Ｖｅｒｆａｈｒｅｕ）により石膏の熱分
解によって得られたＳＯ２から硫酸をつくることはすで
に久しく公知である。この場合、普通は１２０　’Ｏ以
上の石膏の分解温度は、コークス、砂および粘土のよう
な添加物によって低下し、この場合同時に石膏と添加物
との混合比は、ロータリーキルン中で燃焼する際に生じ
る生成物の組成がポルトランドセメントの組成に一致す
るように選択される。石膏の熱分解に必要な商いエネル
ギ費の一部はセメント製造によってカッぐ−することが
！きるが、石膏硫酸法は全体的にみて相変らずなお著し
くエネルギを消費する。

この場合、最近の石膏硫酸装置における工程は次のよう
に略記される： 添加物コークス、砂および粘土は適当な後処理後まず互
いに別個に分離せるサイロ中に貯蔵される。装入物とし
て役立つ石骨は同様に別個の後処理装置中で十分に脱水
され、この場合無水石膏が生成し、これは同様に別個の
サイロ中に貯蔵される。次い〒、炉装置のロータリーキ
ルンの供給に必要な炉粉は、無水石膏および上記の添加
物とから、）キサ中で所望の重量比に混合し、いわゆる
炉粉サイロ中に中間貯蔵される。

成上の石膏の熱分解ならびにこの場合に生じる酸化カル
シウムと添加物との反応によるクリンカーの形成が行な
われる。この場合、石膏から脱離したＳＯ□は炉装置の
廃ガス中に生成する。

この廃ガスに、硫酸装置のガス洗浄器に導入される前に
、除塵の目的のために静電気的ガス清浄化が行なわれる
。装入石膏を別個に処理して無水石膏にする工程は、こ
の場合に生じる廃ガスが殊にできるだけ弗素を含まない
ようにするため、同様に廃ガス洗浄器および静電気的ガ
ス′清浄器による特別なガス処理を必要とする。

上記の記載から、石膏硫酸法の当時の水準においてはエ
ネルギ（運転）費のみｔＣらず、投資費も極めて高いこ
とが明瞭に認められる。このため、現在の硫黄の世界市
場価格では、この方法はその従来の形では、燃料費がき
くに低廉であるか、または原料または運搬の問題のよう
なその他の経済的理由が明瞭にこの方法の使用の宵利で
あることを証明するような場合にのみ経済的であるにす
ぎない。この場合、硫黄に関する不確実な市場予想およ
び燃料費は、石膏硫酸プロジェクト実現の多大の関心を
妨げつる別のリスク因子である。

上述した難点は、石膏硫酸法を、投資費およびエネルギ
費ないしは運転費の著しい低下を得ることができ、それ
とともにその競争力が高められるように改良することに
成功したときにのみ克服しうるにすぎない。

この課題の解決に役立つ方版は、本発明によれば、 ａ）装入物として役立つ石膏にまず表面水含量１０〜１
５重量％になるまで部分的脱水を行なし）　； ｂ）部分的に脱水した石・１４・に２工程乾燥を行ない
、その際伝熱媒体として少なくとも８芥量チのＳＯ２含
量を有する炉装置からの熱い廃ガスを使用し、かつ第１
乾燥工程において石膏と伝熱媒体の向流誘導ならびに第
２乾燥工程において石膏と伝熱媒体の並流誘導がそれぞ
れ設けられており； Ｃ）第１乾燥工程から出る炉装置のｓ０２含有廃ガスを
直接硫酸装置のガス洗浄器中へ導入し、力１つ ｄ）乾燥しかつ鍜焼した石膏は、第２乾燥工程を通過し
た後、添加物（たとえばコークス、砂および粘土）と−
緒にコンベヤ装置により直接に炉装置の熱交換器中へ導
入して、炉粉の混合をコンベヤ装置および／または熱交
換器中で行なうことを特徴とする。

つまり、本発明方法では、従来公知の作業法とは異なり
、芸人物として役立つ石膏をまず別個の装置中で無水石
膏に変えることを断念する。その代りに、本発明方法で
は装入石膏に第１処理工程でたんに部分的脱水を行なう
。これは有利に、石膏の遠心脱水によってその表面水含
量を１０〜１５重鴬チの値にまで低下させることによっ
て行なうことができる。石膏の部分的脱水に遠心機を専
ら使用することによって、装置全体の消費燃料が約１５
％減少しうろことが判明した。装入石膏を部分的脱水す
る他の方法は、該石膏を再結晶により半水和物にし、引
続くたとえば・ぐンｒフィルタでの機械的脱水および／
または引続く遠心脱水によって１０−１５重ｉｔ％の表
面含水量にもたらすことからなる。

ここで使用した概念“表面水含量゛°を説明するために
次のように述べる： 装入物として役立つ湿った石膏の全含水量は、表面、水
含量および結晶水含量から構成される。

この場合、全含水量は湿った良く均質化された試料を２
２０　’Ｏで３時間乾燥することによって測定すること
ができる。この場合、この処理から得られる重量差が石
膏の全含水量に相当し、乾燥後の試料の重量が無水石膏
の乾燥重量に相当する。この場合、表面水含酸は測定値
から次式によって誘導される： 次いで、部分的に脱水した石膏に、炉装置の熱いＳＯ□
含有廃ガスを伝熱媒体として用いて２工程乾燥を行なう
。この場合、第１乾燥工程において石膏および廃ガスの
向流誘導が設けられており、同時に廃ガスの十分な除塵
が行なわれるので、この廃ガスを引続いてさらに後浄化
することなく直接に硫酸装置のガス洗浄群中へ導入する
ことができる。この場合、石膏の乾燥および■焼は約６
重量％の全含水量になるまで行なわれる。

２工程乾燥において伝熱媒体として使用される廃ガスは
、硫酸への処理の点で、できるだけ高く少なくとも５Ｏ
２８容量％のＳＯ３含歇ｌ６びに乾燥工程に十分な温度
を有しなければならないので、乾燥装置の不足熱量を力
・ζ−するために付加的な燃焼室を設け、該室中でとく
に元素状硫黄を燃焼するのが有利である。これによって
同時に、廃ガスの温度およびＳＯ２含量を所望レベルに
保つことができる。さらにこれによってもちろん、燐酸
・石膏硫酸複合装置において生じうるその他の８０２０
スをもなくすことができる。付加的燃焼室が存在しない
限り、熱収支を補償するための必要な熱供給を炉装置の
ロータリーキルン中で行なうこともできる。

第２乾燥工程に引続き、乾燥し、燗焼した石膏はコンベ
ヤ装置により直接に炉装置の熱交換器に導入する。同じ
ことは、所望数比の残り添加物（たとえばコークス、砂
および粘土）でも行なわれ、従って炉粉の混合は炉装置
のコンベヤ装置および／または熱交換器においても行な
われる。つまり、本発明方法では、炉粉を製造するため
の別の混合装置ならびにそれを中間貯蔵するための特別
なサイロを断念しうる。この場合にはむしろ、現在の分
析技術および実験室自動化の水準が炉粉調製のための物
質流のすべての必要な分析データを連続的かつ確実に把
握することができるので、場合によっては炉運転への迅
速な関与が可能であることから出発する。この場合には
もちろん、原料の均一な配量とともに分析が、本発明に
よる作業法が申分なく成功するための前提条件である。

本発明方法によれば廃ガスからの弗素除去は、装入石膏
を無水石膏に変換するための別個の乾燥装置の省略によ
りそれに所属せる乾燥４廃ガス洗浄器も不要となるので
著しく簡単になる。

本発明方法によれば乾燥４廃ガスと同じである炉廃ガス
からの弗素除去Ｌｌ有効なガス浄化装置中で行なわれ、
これを硫酸プラントに前接しなければならない。これに
より、装置全体の低廉化および簡単化ならびに著しく低
い弗素放出値が１得られ、このことは環境保護の点でと
くに有利である。

本発明方法の詳細は特許請求の範囲第２項以降から明ら
かであり、゛下記に添付図面に示した系統図につき実施
例によって詣１明する。

実施例において装入物として使用した石膏は約２５重姻
チの表面水含量を有し、遠心機２の装入管１により供給
される。この遠心機中で、石膏の部分的脱水が表面水き
量１５車量係になるまで行なわれる。この場合に生じる
分離液は導管３により取出される。次いで、部分的に脱
水された石膏は、ベルトコンベヤ４、・Ｓケラトエレベ
ータ５およびスクリュコンベヤ６を経て、第１乾燥工程
である向流乾燥器７に入る。石膏の装入は、向流乾燥器
７の上部に配置されている分配装置８により行なわれる
。伝熱媒体として役立つ、第２乾燥工程からの廃ガスは
、導管９により約１８０°Ｃの温度で向流乾燥器７に導
入され、その際石膏は熱いＳ０２含有廃ガスに対して向
流で表面水含量７重量楚になるまで乾燥される。この場
合、廃ガス中に含まれているダストは同時に石膏粒子の
表面に結合するので、反ガス―実際にダストなしで約８
５°Ｃの温度で導管１０により向流乾燥器７から出る。

この廃ガスは、送風機１１による適当な圧縮後に、導管
１２により直接に、図示されてない硫酸装置のガス洗浄
器に入る。

向流乾燥器７から下方へ出る石膏は、スクリュコンベヤ
１３により並流乾燥器１４に運搬され、石膏は該乾燥４
中へ下方から装入される。

並流乾燥器１４はこの場合には、炉装置からの熱いＳＯ
２含有廃ガスが供給されるいわゆる気流乾燥器である。

−この廃ガスは導管１５および送風機１６を紅で並流乾
燥器１４の下部に温度約４５０“Ｃで導入される。さら
に、付加的なＳ０２含有煙道ガスが導管１７により並流
乾燥器１４の下部に導入される。この煙道ガスは約７０
０°Ｃの温度を負し、燃焼室１８中で元素状硫黄の燃焼
によってつくられる。この場合、必要な硫黄は導管１９
により供給され、送風機２０は必安な煙道ガス圧縮に役
立つ。並流乾燥器１４から出る石膏は全含水量６％にま
で乾燥され、■焼される０この暇焼された行所は分離サ
イクロン２１中で伝熱媒体として役立つ廃ガスと分離サ
レ、ベルトコンベヤ２２．４　管２３　、％　入＊ツノ
ξ２４ならびにスクリュコンベヤ２５を経て炉装置の熱
交換器２６に入る０同時に、既に乾燥および粉砕された
添加物が、適正１比で導管２７およびパケットエレベー
タ２８により装入ホラ・８２４中へ送られる。つまり、
添加物および暇焼せる石膏は既にスクリュコンベヤ２５
中で最初の混合を受ける。次いで、熱交換器２６中で炒
粉のすべての成分の最終的混合が行なわれ、その後この
炒粉は詳細に図示されてない炉装置のロータリーキルン
に入り、この中でセメントへの変換が行なわれる。熱交
換器２６から出る炉装置の廃ガスは約４５０°Ｃの温度
および約９容量襲のＳＯ２濃厩金石するＯこの屏ガスは
、導管１５および送風機１６により、既に図示されてい
るように、並流乾燥器１４に入る。燃焼室１８からのＳ
Ｏ□含有煙道ガスの供給によって、ガス中のＳＯ２濃度
は約１０容量係にまで増加する０廃ガスはこのＳＯ２濃
度で分離サイクロン２１中で暇焼された石膏と分離され
、次いで約１８０°Ｃの温度で導管９を経て向流乾燥器
７に入る。もう１つのガス流路は上記の方法の説明から
明らかである。廃ガスのＳＯ２含量ならびにＳＯ２／Ｓ
Ｏ３露点を下部るため、本発明による装置の個々の部分
、殊に向流乾燥器７および並流乾燥器１４は適当な耐酸
性ライニングを備えていなければならない。

詳細な研究により、本発明による方法を実施する場合、
３５％程度までのエネルギ節約ならびに３０％までの投
資費の節約を得ることのできることが判明した。即ちこ
れによって、石膏゛硫酸法の経済性はかなり改良され、
燐酸装置と関連せる原料循環に対するこの方法の適用が
可能となる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明方法の１実施例を示す系統図である０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　石１１硫酸装置の運転方法において、ａ）装入物
   として役立つ石膏にまず表面水含量１０〜１５重ｔ％に
   なるまで部分的脱水を行ない； ｂ）次いで部分的に脱水した石膏に２工程乾燥を行ない
   、その際伝熱媒体として少なくとも８容轍チのＳＯ□含
   晰を有する炉装置からの熱い廃ガスを使用しかつ第１乾
   燥工程において石膏と伝熱媒体の向流誘導ならびに第２
   乾燥工程において石膏と伝熱媒体の並流誘導がそれぞれ
   設けられており； Ｃ）第１乾燥工程から出る、炉装置のｓ０２含有廃ガス
   を直接に硫酸装備′のガス洗浄４中へ導入しかつ ｄ）乾燥し、鍜焼した石膏は、第２乾燥工程を通過した
   後、添加物（たとえばコークス、砂および粘土）と−緒
   にコンベヤ装置により直接に炉装置の熱交換器中へ導入
   して、炉粉の混合をコンベヤ装置および／または熱交換
   器中で行なうことを特徴とする石膏硫酸装置の運転方法
   。 ２　石骨の部分的脱水を専らその遠心脱水？こよって行
   なう、特許請求の範囲第１項記載の方法０ ３　石膏の部分的脱水を生水和物への再結晶および引続
   く機械的脱水によって行なう、特許請求の範囲第１項記
   載の方法。 ４、　乾燥装置の不足熱量をカバーするため付加的な燃
   焼室を特徴する特許請求の範囲第１項〜第３項のいずれ
   か１項記載の方法。 ５、　付加的燃焼室中で元素状硫黄を特徴する特許請求
   の範囲第４項記載の方法。 ６、　第１乾燥工程において石膏をガス入口温度１８０
   　’０で表面水含量５〜１０重箪チになるまで乾燥する
   、特許請求の範囲第１項〜第５項のいずれか１項記載の
   方法。 ７、　第２乾燥工程において石膏をガス入口温度４５０
   〜５００　’Ｏで全含水量約６重ｒｔｓになるまで乾燥
   し、煉焼する、特許請求の範囲第１項〜第６項のいずれ
   力弓項記載の方法。