專利名稱：一種利用石膏生產(chǎn)硫酸和氧化鈣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用石膏生產(chǎn)硫酸和氧化鈣的方法。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代工業(yè)化的發(fā)展，我國(guó)工業(yè)副產(chǎn)石膏的排放量也大大增加。工業(yè)副產(chǎn)石膏是某些工業(yè)生產(chǎn)中生成的以硫酸鈣為主要成分的廢棄物。據(jù)報(bào)導(dǎo)，我國(guó)煤電廠燃煤平均含硫?yàn)?.23%，煤電廠排放的煙氣中含有大量的SO2，如不處理，勢(shì)必對(duì)環(huán)境造成極大危害。國(guó)家有關(guān)部門規(guī)定煤電廠必須對(duì)排放煙氣進(jìn)行脫硫處理。目前，煤電廠煙氣脫硫多為石灰一石膏法，以石灰吸收煙氣中SO2，生成硫酸鈣，脫硫率可達(dá)95%以上，其副產(chǎn)品是脫硫石膏。據(jù)計(jì)算，每IM W裝機(jī)容量年排放脫硫石膏98.8噸。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)2009年磷石膏排放量為5840萬(wàn)噸，約占工業(yè)副石膏的60%，2010年我國(guó)煤電廠的脫硫石膏量達(dá)4170萬(wàn)噸。由此可見，我國(guó)工業(yè)副產(chǎn)石膏年排放量已超過(guò)了I億噸，約占我國(guó)總工業(yè)固體廢物排放量的8%，如此大量的工業(yè)廢棄物，不尋找應(yīng)用途徑，必將給環(huán)境造成極大影響。目前，國(guó)際上大部分采用掩埋方式處理，我國(guó)硫資源貧乏，多年來(lái)一直致力于開發(fā)石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥工藝技術(shù)，以使得硫酸鈣(CaSO4)中的Ca、S元素得到充分利用，幾乎無(wú)廢料排放。但由于這項(xiàng)技術(shù)本身的工藝復(fù)雜性:采用原料粉磨經(jīng)預(yù)熱后進(jìn)回轉(zhuǎn)窯煅燒分解的工藝流程，在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)既要使硫酸鈣分解產(chǎn)生合乎生產(chǎn)硫酸要求的含SO2窯氣，又要產(chǎn)出合乎要求的水泥熟料，工藝過(guò)程可變因素多，操作控制難度大，這是其一；其二是，生產(chǎn)原料繁多，配料要求嚴(yán)格，熱耗高，經(jīng)濟(jì)效益不理想；第三，由于生產(chǎn)工藝控制可變因素多，難以避免地使窯氣SO2濃度波動(dòng)大和水泥熟料不穩(wěn)定，導(dǎo)致硫酸生產(chǎn)難以控制和水泥標(biāo)號(hào)的不可靠性。故此 ，這項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)、推廣應(yīng)用上存在不少問(wèn)題。硫酸是工業(yè)應(yīng)用比較廣泛的基礎(chǔ)化工原料，通常制備硫酸以硫?yàn)樵?，我?guó)硫資源短缺，但我國(guó)硬石膏(主要成分硫酸鈣)儲(chǔ)量世界第一，是潛在的制取硫酸的原料。氧化鈣是很好的干燥劑，也是建筑基材的主要原料，用途廣泛。目前，國(guó)內(nèi)廠家多以硬石膏為主料，配合焦炭和其他輔料制備硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥，然而某些情況下只生產(chǎn)硫酸，不制取水泥，這樣就會(huì)造成氧化鈣的浪費(fèi)，以至于成本提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種成本低的硫酸鈣生產(chǎn)硫酸和氧化鈣的方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是，一種硫酸鈣生產(chǎn)硫酸和氧化鈣的方法，包括以下步驟:
(1)將純度彡96%、塊度為9.5 — 19毫米的石膏裝入回轉(zhuǎn)爐，升溫至1180°C 1220°C(優(yōu)選 1200°C);
(2)將天然氣和空氣導(dǎo)入燃燒室內(nèi)，使天然氣在燃燒室內(nèi)燃燒，得到C02、H2和CO的混合氣體，控制混合氣體中的CO體積濃度彡5%，CO2體積濃度> 15% ;再將所得混合氣體導(dǎo)入裝有石膏的回轉(zhuǎn)爐，硫酸鈣在回轉(zhuǎn)爐內(nèi)與混合氣體反應(yīng)，反應(yīng)式如下:CaS04+C0 — Ca0+S02+C02 ；CaS04+H2 — Ca0+S02+H20 ；
反應(yīng)溫度優(yōu)選為1200 °C,如果溫度太高就會(huì)造成物料燒結(jié)，而溫度太低就會(huì)產(chǎn)生副反應(yīng)，生成硫化鈣，副反應(yīng)反應(yīng)式如下:CaS04+4C0 — CaS+4C02
CaS04+4H2 — CaS+4H20
為了防止產(chǎn)生硫化物，必須將氣相中的一氧化碳體積濃度降低到5%以下，同時(shí)使二氧化碳濃度保持在超過(guò)一氧化碳濃度的3倍以上，這時(shí)在一氧化碳濃度方面的反應(yīng)是單分子的；
(3)將步驟(2)回轉(zhuǎn)爐內(nèi)產(chǎn)生的含SO2的氣體經(jīng)除塵，酸洗凈化，干燥，轉(zhuǎn)化，吸收，制得成品硫Ife ；
(4)回轉(zhuǎn)爐內(nèi)出來(lái)的固體燒渣，即為硫酸鈣分解生成的氧化鈣。對(duì)完全脫硫的條件作比后證明，在溫度較高和二氧化碳濃度增加時(shí)，CO =CaSO4的最初比例影響較小。本發(fā)明中，石膏定時(shí)地(優(yōu)選每隔15分鐘)裝入回轉(zhuǎn)爐內(nèi)。裝置內(nèi)的層溫以冷卻進(jìn)入其的氣體混合物來(lái)調(diào)節(jié)，并用金屬陶瓷管保護(hù)的鉻線-鎳線熱點(diǎn)偶測(cè)定。本發(fā)明能提高原料利用率，降低能耗，從而大大降低成本。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
實(shí)施例本實(shí)施例包括以下步驟:
(1)將純度為96%、塊度為15±I毫米的石膏裝入回轉(zhuǎn)爐，升溫至1200°C ；
(2)將天然氣和空氣導(dǎo)入燃燒室內(nèi)，使天然氣在燃燒室內(nèi)燃燒，得到0)2、!12和CO的混合氣體，控制混合氣體中的CO體積濃度為5%，CO2體積濃度為16% ;再將所得混合氣體導(dǎo)入裝有石膏的回轉(zhuǎn)爐，硫酸鈣在回轉(zhuǎn)爐內(nèi)與混合氣體反應(yīng)，反應(yīng)式如下:CaS04+C0 — Ca0+S02+C02 ；CaS04+H2 — Ca0+S02+H20 ；
(3)將步驟(2)回轉(zhuǎn)爐內(nèi)產(chǎn)生的含SO2的氣體經(jīng)除塵，酸洗凈化，干燥，轉(zhuǎn)化，吸收，制得成品硫Ife ；
(4)回轉(zhuǎn)爐內(nèi)出來(lái)的固體燒渣，即為硫酸鈣分解生成的氧化鈣。
權(quán)利要求
1.一種利用石膏生產(chǎn)硫酸和氧化鈣的方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將純度≥96%、塊度為9.5 — 19毫米的石膏裝入回轉(zhuǎn)爐，升溫至1180°C 1220°C; (2)將天然氣和空氣導(dǎo)入燃燒室內(nèi)，使天然氣在燃燒室內(nèi)燃燒，得到0)2、!12和CO的混合氣體，控制混合氣體中的CO體積濃度≤5%，CO2體積濃度≥15% ;再將所得混合氣體導(dǎo)入裝有石膏的回轉(zhuǎn)爐，硫酸鈣在回轉(zhuǎn)爐內(nèi)與混合氣體反應(yīng)，反應(yīng)式如下:CaS04+C0 — Ca0+S02+C02 ；CaS04+H2 — Ca0+S02+H20 ； (3)將步驟(2)回轉(zhuǎn)爐內(nèi)產(chǎn)生的含SO2的氣體經(jīng)除塵，酸洗凈化，干燥，轉(zhuǎn)化，吸收，制得成品硫Ife ； (4)回轉(zhuǎn)爐內(nèi)出來(lái)的固體燒渣，即為硫酸鈣分解生成的氧化鈣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用石膏生產(chǎn)硫酸和氧化鈣的方法，其特征在于，步驟(I)中，將石膏裝入回轉(zhuǎn)爐后升溫至1200°C。
全文摘要
一種利用石膏生產(chǎn)硫酸和氧化鈣的方法，包括以下步驟(1)將純度≥96%、塊度為9.5－19毫米的石膏裝入回轉(zhuǎn)爐，升溫至1180℃～1220℃；(2)將天然氣和空氣導(dǎo)入燃燒室內(nèi)，使天然氣在燃燒室內(nèi)燃燒，得到CO2、H2和CO的混合氣體，控制混合氣體中的CO體積濃度≤5%，CO2體積濃度≥15%；再將所得混合氣體導(dǎo)入裝有石膏的回轉(zhuǎn)爐，硫酸鈣在回轉(zhuǎn)爐內(nèi)與混合氣體反應(yīng)；(3)將步驟(2)回轉(zhuǎn)爐內(nèi)產(chǎn)生的含SO2的氣體經(jīng)除塵，酸洗凈化，干燥，轉(zhuǎn)化，吸收，制得成品硫酸；(4)回轉(zhuǎn)爐內(nèi)出來(lái)的固體燒渣，即為硫酸鈣分解生成的氧化鈣。本發(fā)明能提高原料利用率，降低能耗，從而大大降低成本。
文檔編號(hào)C01B17/74GK103253637SQ20131021717
公開日2013年8月21日 申請(qǐng)日期2013年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年6月4日
發(fā)明者劉立文, 劉珍如, 寧愛民, 寧勇, 寧江天, 劉勇, 魯紀(jì)鳴 申請(qǐng)人:劉立文