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CN1331738C - 一种石膏分解工艺及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于石膏分解生产二氧化硫的方法及其装置。该装置包括一组四级旋风预热器和一台分解煅烧回转窑组成。回转窑尾气在四级旋风预热器中与物料进行热交换，传质传热效率高，可直接利用含水量10-25%的石膏配制的生料。预热后的物料进窑温度可达600-720℃，窑尾气体温度可以降至260-400℃，热利用率高，并可减少设备投资。尾气中SO2浓度可达11-14%，可采用两转两吸流程制备硫酸，具有明显的经济效益与社会效益。

Description

一种石膏分解工艺及装置
本发明涉及一种生产二氧化硫的方法及其装置，特别是涉及一种用于石膏分解生产二氧化硫的方法及其装置。
CN106598B专利曾公开了以600-750℃的烟道气预热烘干石膏至总水量为4-6％，尔后配料、分解、煅烧，制取二氧化硫和水泥熟料。
奥地利林茨化工厂曾提出在转窑窑尾安装了四级立筒预热器。该装置将洗涤后的磷石膏(掺加量70％)脱水烘干至含水6-8％，与经分别烘干粉磨的天然无水石膏及砂子、焦炭等配制成生料，生料经四级立筒预热器预热，物料温度为650-700℃，进入回转窑分解、煅烧。窑尾进预热器的气体温度为800-850℃，从预热器排出的气体温度为425-430％。该预热器虽然在一定程度上降低了热能消耗，但仍存在立筒预热器换热效率低、筒内易结皮堵塞等缺点，回转窑热利用率低，窑单位容积产量低；而且用于制酸气体中SO2浓度偏低，一般在7-9％(体积浓度)左右，只能采用一转一吸工艺，造成制硫酸系统气体处理量大、生产能力低等缺陷。
本发明的目的在于提供一种热能利用率高、工艺流程更为简化，并可制得较高浓度二氧化硫的用于石膏分解生产二氧化硫的方法；
本发明的另一目的在于提供一种用于石膏分解生产二氧化硫的装置。
本发明涉及一种用于石膏分解生产二氧化硫的方法，
该方法包括：新投入的石膏生料与第二级旋风预热器排出的气体直接混合后进入第一级旋风预热器，自顶部排出二氧化硫气体；被分离的固体物料靠重力下移，再和第三级旋风预热器排出的气体混合后，进入第二级旋风预热器进行预热分离；分离后的固体物料又和第四级预热器排出的气体混合后进入第三级旋风预热器进行预热分离；由第三级旋风预热器分离后的固体物料进入第四级预热器，由回转窑尾部排出的尾气在第四级预热器中预热后进入回转窑中进行分解煅烧。
按照本发明所述的用于石膏分解生产二氧化硫的方法，其中，从窑尾进入第四级预热器的气体温度为800-900℃，而经四级预热器预热后生料的进窑温度为600-720℃；其中，从第一级旋风预热器中排出气体的温度为260-400℃，二氧化硫干基、体积含量为111-14％。
本发明还涉及一种用于石膏分解生产二氧化硫的装置，该装置包括一组四级旋风预热器和一台分解煅烧回转窑，所述的装置的连接方式为：
新投入的石膏生料与第二级旋风预热器排出的气体直接混合后进入第一级旋风预热器，自顶部排出二氧化硫气体；被分离的固体物料靠重力下移，再和第三级旋风预热器排出的气体混合后，进入第二级旋风预热器进行预热分离；分离后的固体物料又和第四级预热器排出的气体混合后进入第三级旋风预热器进行预热分离；由第三级旋风预热器分离后的固体物料进入第四级预热器，由回转窑尾部排出的尾气在第四级预热器中预热后进入回转窑中进行分解煅烧。
按照本发明所述的用于石膏分解生产二氧化硫的装置，其中，所述的第四级预热器为一个沸腾式预热器。
图1为本发明用于石膏分解生产二氧化硫的装置及其生产方法的流程示意图；
图2为本发明用于石膏分解联产二氧化硫和水泥的综合系统流程示意图。
图1为图2中装置的一部分。下面仅通过对图2的综合描述可全面地说明本发明。
参见图2，含水量10-25％的石膏16，与经球磨机20粉磨的焦炭17、粘土18、铝矾土19等进入配料仓21，配制好的生料11与第二级旋风预热器排出的气体9混合后进入第一级旋风预热器1进行气固分离，从顶部排出的气体10中含有11-14％的二氧化硫(干基体积百分比)，气体温度为260-400℃，经电除尘器26，由风机27送往硫酸生产工段制备硫酸。第一级旋风预热器分离的固体物料12再和第三级旋风预热器3排出的气体8混合后进入第二级旋风预热器进行气固分离，同样分离后的固体物料13，又和第四级预热器排出的气体7混合后，进入第三级旋风预热器3进行气固分离。由第三级旋风预热器分离后的固体物料则进第四级预热器4，与窑尾流出的尾气6在预热器中呈沸腾式作对流热交换后预热后的生料15进入回转窑5中进行分解煅烧，得到水泥熟料，经冷却机22冷却后，磨制水泥。回转窑采用煤23作燃料，经风机24、煤枪25送入窑内燃烧。
实例1：
含水量24.53％的石膏(结晶水19.12％、吸附水5.41％)，与经球磨机粉磨的焦碳、粘土、铝矾土按100∶8∶10∶6的比例(重量比)配制成生料。配制好的生料(55吨/小时)加入到旋风预热系统，与第二级旋风预热器(直径φ3370mm)排出的温度405℃的气体混合后，进入第一级旋风预热器(φ2500，两组)进行气固分离。从第一级预热器顶部排出的气体中含有12.1％的SO2(干基，体积百分比)，气体温度313℃，经电除尘器，由风机送往硫酸生产工段，采用两转两吸流程生产硫酸。第一级旋风预热器分离的温度为265℃的固体，再和第三级旋风预热器(φ3650mm)排出的温度634℃的气体混合后，进入第二级旋风预热器进行分离；同样分离后的温度395℃的固体物料，又和第四级预热器(φ3650mm)排出的温度659℃的气体混合后，进入第三级旋风预热器进行气固分离。由第三级旋风预热器分离后的温度515℃的固体物料进入第四级预热器，与回转窑尾排出的温度854℃的尾气在预热器中呈沸腾式作对流热交换后，663℃的生料进入回转窑中进行分解煅烧，得到水泥熟料，经冷却机冷却后，磨制水泥。回转窑采用煤作燃料，经风机、煤枪送入窑内燃烧。
实例2：
含水量22.19％的石膏(结晶水18.95％、吸附水3.24％)，与经球磨机粉磨的焦碳、粘土、铝矾土按100∶8∶10∶6的比例(重量比)配制成生料。配制好的生料(58吨/小时)加入到旋风预热系统，与第二级旋风预热器(φ3370mm)排出的温度423℃的气体混合后，进入第一级旋风预热器(φ2500，两组)进行气固分离。从第一级预热器顶部排出的气体中含有13.1％的SO2(干基，体积百分比)，气体温度286℃，经电除尘器，由风机送往硫酸生产工段，采用两转两吸流程生产硫酸。第一级旋风预热器分离的温度为261℃的固体，再和第三级旋风预热器(φ3650mm)排出的温度589℃的气体混合后，进入第二级旋风预热器进行分离，同样分离后的温度403℃的固体物料，又和第四级预热器(φ3650mm)排出的温度686℃气体混合后，进入第三级旋风预热器进行气固分离。由第三级旋风预热器分离后的温度537℃的固体物料进入第四级预热器，与回转窑尾排出的温度884℃的尾气在预热器中呈沸腾式作对流热交换后，685℃的生料进入回转窑中进行分解煅烧，得到水泥熟料，经冷却机冷却后，磨制水泥。回转窑采用煤作燃料，经风机、煤枪送入窑内燃烧。
本发明的优点是很明显的，由于本发明采用了旋风式预热器，物料与气体接触进行热交换、传质传热效率高、无物料挂壁与粘结等现象，因此本发明对含水量10-25％的石膏可以直接配制生料，不必进行烘干脱水，因而可省略烘干工序，节省投资。
预热后的物料温度可以达到600-720℃，物料进窑温度高，可以减少回转窑的燃料消耗，节约了能源，而窑尾尾气经四级热交换之后，气体温度由800-900℃降至260-400℃，可以直接用于制备硫酸，减少了热量的损失。
本发明提高了尾气中的SO2浓度达到11-14％。因而硫酸可采取两转两吸流程生产，总转化率可达99.5％以上，吸收率可达99.95％以上。所以本发明具有明显的经济效益和社会效益。

Claims (5)

1、一种用于石膏分解生产二氧化硫的方法，其特征在于，该方法包括：新投入的石膏生料与第二级旋风预热器排出的气体直接混合后进入第一级旋风预热器，自顶部排出二氧化硫气体；被分离的固体物料靠重力下移，再和第三级旋风预热器排出的气体混合后，进入第二级旋风预热器进行预热分离；分离后的固体物料又和第四级预热器排出的气体混合后进入第三级旋风预热器进行预热分离；由第三级旋风预热器分离后的固体物料进入第四级预热器，由回转窑尾部排出的尾气在第四级预热器中预热后进入回转窑中进行分解煅烧。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从窑尾进入第四级预热器的气体温度为800-900℃，而经四级预热器预热后生料的进窑温度为600-720℃。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从第一级旋风预热器中排出气体的温度为260-400℃，二氧化硫的干基体积含量为11-14％。
4、一种用于石膏分解生产二氧化硫的装置，其特征在于，该装置包括一组四级旋风预热器和一台分解煅烧回转窑，所述装置的连接方式为：
新投入的石膏生料与第二级旋风预热器排出的气体直接混合后进入第一级旋风预热器，自顶部排出二氧化硫气体；被分离的固体物料靠重力下移，再和第三级旋风预热器排出的气体混合后，进入第二级旋风预热器进行预热分离；分离后的固体物料又和第四级预热器排出的气体混合后进入第三级旋风预热器进行预热分离；由第三级旋风预热器分离后的固体物料进入第四级预热器，由回转窑尾部排出的尾气在第四级预热器中预热后进入回转窑中进行分解煅烧。
5、根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述的第四级预热器为一个沸腾式预热器。
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