專(zhuān)利名稱(chēng)：一種石膏分解工藝及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由石膏生產(chǎn)硫酸并聯(lián)產(chǎn)水泥領(lǐng)域，是關(guān)于石膏分解工藝的改進(jìn)技術(shù)。
CN106598B專(zhuān)利曾公開(kāi)了以600-750℃的煙道氣預(yù)熱烘干石膏至總水量為4-6％，爾后配料、分解、煅燒，制取二氧化硫和水泥熟料。
奧地利林茨化工廠曾提出在轉(zhuǎn)窯窯尾安裝了四級(jí)立筒預(yù)熱器。該裝置將洗滌后的磷石膏(摻加量70％)脫水烘干至含水6-8％，與經(jīng)分別烘干粉磨的天然無(wú)水石膏及砂子、焦炭等配制成生料，生料經(jīng)四級(jí)立筒預(yù)熱器預(yù)熱，物料溫度為650～700℃，進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯分解、煅燒。窯尾進(jìn)預(yù)熱器的氣體溫度為800～850℃，從預(yù)熱器排出的氣體溫度為425～430℃。該預(yù)熱器雖然在一定程度上降低了熱能消耗，但仍存在立筒預(yù)熱器換熱器效率低、筒內(nèi)易結(jié)皮堵塞等缺點(diǎn)，回轉(zhuǎn)窯熱利用率低，窯單位容積產(chǎn)量低；而且用于制酸氣體中SO2濃度偏低，一般在7-9％(體積濃度)左右，只能采用一轉(zhuǎn)一吸工藝，造成制硫酸系統(tǒng)氣體處理量大、生產(chǎn)能力低等缺陷。
本發(fā)明的目的在于提供一種熱能利用率高、工藝流程更為簡(jiǎn)化，并可制得較高濃度二氧化硫的石膏分解生產(chǎn)技術(shù)。
本發(fā)明所提供的用于石膏分解制取二氧化硫的裝置，主要由一臺(tái)分解煅燒的回轉(zhuǎn)窯和一組四級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱體系組成。本發(fā)明的一個(gè)主要特點(diǎn)是所說(shuō)的四級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱體系，包括三級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器和一級(jí)沸騰式預(yù)熱器，所說(shuō)的沸騰式預(yù)熱器處在四級(jí)預(yù)熱體系的第四級(jí)，物料與窯尾氣體在該預(yù)熱器中呈沸騰狀態(tài)作對(duì)流熱交換。
本發(fā)明的石膏分解制取二氧化硫的生產(chǎn)工藝是新投入的石膏生料與第二級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器中排出的氣體直接混合后，進(jìn)入第一級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器，在此進(jìn)行氣、固分離，氣體從頂部排出，其中含有約11-14％(干基、體積百分比)的二氧化硫、氣體溫度為260-400℃，被送往硫酸生產(chǎn)工段制取硫酸。被分離的固體物料靠重力下移，再和第三級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器排出的氣體混合后，進(jìn)入第二級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器中進(jìn)行預(yù)熱分離；同樣分離后的固體物料又和第四級(jí)預(yù)熱器排出的氣體混合后進(jìn)入第三級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器進(jìn)行預(yù)熱分離。由第三級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器分離后的固體物料則進(jìn)入第四級(jí)預(yù)熱器，與窯尾流出的熱氣流在預(yù)熱器中呈沸騰式作對(duì)流熱交換后進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行分解煅燒。這樣經(jīng)過(guò)四級(jí)預(yù)熱后的固體物料的進(jìn)窯溫度可達(dá)到600～720℃，而窯尾排出的氣體溫度則由800～900℃降至260～400℃，熱利用率高。
由于本發(fā)明采用了氣、固直接接觸式對(duì)流熱交換，傳質(zhì)傳熱效率高，因此本發(fā)明對(duì)含水量10-25％的石膏可以直接配制生料，天然二水石膏，除去游離水(只含20％結(jié)晶水)的磷石膏等均不必進(jìn)行烘干脫水即可應(yīng)用，省略了烘干工序，可以節(jié)省投資。另外用本發(fā)明預(yù)熱后的物料溫度高達(dá)600-720℃，也大大節(jié)省了回轉(zhuǎn)窯的燃料消耗。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明還具有生產(chǎn)能力大等優(yōu)點(diǎn)。
由于本發(fā)明回轉(zhuǎn)窯尾氣的SO2濃度可達(dá)到11-14％，因而在硫酸生產(chǎn)中可以采用兩轉(zhuǎn)兩吸流程，總轉(zhuǎn)化率可達(dá)99.5％以上，吸收率可達(dá)99.95％以上，克服了原有石膏分解制硫酸工藝中SO2濃度低的弊端。
下面再結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的工藝流程作進(jìn)一步說(shuō)明。
附

圖1是本發(fā)明石膏分解裝置及工藝流程示意圖。
附圖2是本發(fā)明石膏分解與制水泥熟料裝置工藝流程示意圖。
圖2中，含水量10-25％的石膏16，與經(jīng)球磨機(jī)20粉磨的焦炭17、粘土18、鋁礬土19等進(jìn)入配料倉(cāng)21，配制好的生料11與第二級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器排出的氣體9混合后進(jìn)入第一級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器1進(jìn)行氣固分離，從頂部排出的氣體10中含有11-14％的二氧化硫(干基體積百分比)，氣體溫度為260-400℃，經(jīng)電除塵器26，由風(fēng)機(jī)27送往硫酸生產(chǎn)工段制取硫酸。第一級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器分離的固體物料12再和第三級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器3排出的氣體8混合后進(jìn)入第二級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器進(jìn)行氣固分離，同樣分離后的固體物料13，又和第四級(jí)預(yù)熱器排出的氣體7混合后，進(jìn)入第三級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器3進(jìn)行氣固分離。由第三級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器分離后的固體物料則進(jìn)第四級(jí)預(yù)熱器4，與窯尾流出的尾氣6在預(yù)熱器中呈沸騰式作對(duì)流熱交換后進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯5中進(jìn)行分解煅燒，得到水泥熟料，經(jīng)冷卻機(jī)22冷卻后，磨制水泥?；剞D(zhuǎn)窯采用煤23作燃料，經(jīng)風(fēng)機(jī)24、煤槍25送入窯內(nèi)燃燒。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是很明顯的，由于本發(fā)明采用了旋風(fēng)式預(yù)熱器，物料與氣體接觸進(jìn)行熱交換、傳質(zhì)傳熱效率高、無(wú)物料掛壁與粘結(jié)等現(xiàn)象，因此本發(fā)明對(duì)含水量10-25％的石膏可以直接配制生料，不必進(jìn)行烘干脫水，因而可省略烘干工序，節(jié)省投資。
預(yù)熱后的物料溫度可以達(dá)到600-720℃，物料進(jìn)窯溫度高，可以減少回轉(zhuǎn)窯的燃料消耗，節(jié)約了能源，而窯尾尾氣經(jīng)四級(jí)熱交換之后，氣體溫度由800～900℃降至260～400℃，可以直接用于制酸，減少了熱量的損失。
本發(fā)明提高了尾氣中的SO2濃度達(dá)到11-14％。因而硫酸可采取兩轉(zhuǎn)兩吸流程生產(chǎn)，總轉(zhuǎn)化率可達(dá)99.5％以上，吸收率可達(dá)99.95％以上。所以本發(fā)明具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
下面再用幾個(gè)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
實(shí)施例1
利用含水24.53％的石膏(結(jié)晶水19.12％，吸附水5.41％)配制生料，加入本發(fā)明的四級(jí)預(yù)熱器體系中，經(jīng)氣固換熱后入窯物料溫度663℃，窯尾排氣溫度854℃(SO2濃度12.3％，體積百分比)，經(jīng)四級(jí)預(yù)熱器后降至313℃，自第一級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器排出進(jìn)入硫酸工段，采用兩轉(zhuǎn)兩吸流程制取硫酸，總轉(zhuǎn)化率99.61％，吸收率99.97％。
實(shí)施例2利用含水22.19％的石膏(結(jié)晶水18.95％，吸附水3.24％)配制生料，加入本發(fā)明的四級(jí)預(yù)熱器體系中，經(jīng)氣固換熱后入窯物料溫度685℃；窯尾排氣溫度884℃(SO2濃度13.1％，體積百分比)，經(jīng)四級(jí)預(yù)熱器后降至286℃，自第一級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器排出進(jìn)入硫酸工段，采用兩轉(zhuǎn)兩吸流程制取硫酸，總轉(zhuǎn)化率99.72％，吸收率99.98％。
權(quán)利要求
1.一種用于石膏分解制取二氧化硫的裝置，包括分解、煅燒和預(yù)熱等部分，其特征在于該裝置主要由一臺(tái)分解煅燒回轉(zhuǎn)窯和一組四級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱體系組成。
2.依照權(quán)利要求1所述的石膏分解裝置，其特征在于所說(shuō)的四級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱體系，包括由三級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器和一級(jí)沸騰式預(yù)熱器。
3.依照權(quán)利要求2所述的石膏分解裝置，其特征在于所說(shuō)的四級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱體系，其中第四級(jí)是一個(gè)沸騰式預(yù)熱器。
4.依照權(quán)利要求1所述的石膏分解制取二氧化硫的生產(chǎn)工藝，其特征在于新投入的石膏生料與第二級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器排出的氣體直接混合后進(jìn)入第一級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器，氣體自頂部排出送往制硫酸工段；被分離的固體物料靠重力下移，再和第三級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器排出的氣體混合后，進(jìn)入第二級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器進(jìn)行預(yù)熱分離；分離后的固體物料又和第四級(jí)預(yù)熱器排出的氣體混合后進(jìn)入第三級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器進(jìn)行預(yù)熱分離；由第三級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器分離后的固體物料進(jìn)入第四級(jí)預(yù)熱器，由回轉(zhuǎn)窯尾部排出的尾氣在第四級(jí)預(yù)熱器中預(yù)熱后進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行分解煅燒。
5.依照權(quán)利要求4所述的生產(chǎn)工藝，其特征在于從窯尾進(jìn)入第四級(jí)預(yù)熱器的氣體溫度為800-900℃，而經(jīng)四級(jí)預(yù)熱器預(yù)熱后生料的進(jìn)窯溫度為600-720℃。
6.依照權(quán)利要求4所述的生產(chǎn)工藝，其特征在于從第一級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器中排出氣體的溫度為260-400℃，其中二氧化硫的含量為11-14％(干基，體積百分比)。
全文摘要
本發(fā)明用于石膏分解制取二氧化硫的裝置,是由一臺(tái)分解煅燒回轉(zhuǎn)窯和一組四級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器組成。回轉(zhuǎn)窯尾氣在四級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器中與物料進(jìn)行熱交換,傳質(zhì)傳熱效率高,可直接利用含水量10－25%的石膏配制的生料。預(yù)熱后的物料進(jìn)窯溫度可達(dá)600－720℃,窯尾氣體溫度可以降至260－400℃,熱利用率高,并可減少設(shè)備投資。尾氣中SO
文檔編號(hào)C01F11/08GK1340456SQ00111329
公開(kāi)日2002年3月20日 申請(qǐng)日期2000年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月1日
發(fā)明者馮怡生, 馮久田, 劉希崗, 王玉瑞, 呂天寶 申請(qǐng)人:山東魯北企業(yè)集團(tuán)總公司