[发明专利]一种石膏生产硫酸和水泥的改进生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种石膏生产硫酸和水泥的改进生产工艺，属于硫酸、水泥行业的生产技术及工业副产石膏废渣资源综合利用和环境保护治理领域。

背景技术

石膏制硫酸和水泥技术的研究始于20世纪初。1916年，德国的缪勒和阔纳(Muller Kuhne)开发天然石膏制硫酸和水泥技术取得了成功，并建立了中试装置；其后，英国、德国、波兰、奥地利、南非等相继建成了以天然石膏、硬石膏和磷石膏为原料生产硫酸和水泥装置，并投入生产，其平均生产能力为日产硫酸和水泥各160吨。由于工艺与工程等问题及经济上的原因，上述工厂的生产装置已先后停产，至今未取得设计放大和工业化生产。

山东鲁北企业集团总公司自20世纪70年代以来一直从事石膏制硫酸联产水泥技术的研究和开发，在总结国内外技术的基础上，先后取得利用盐石膏、磷石膏、天然石膏、脱硫石膏制取硫酸与水泥攻关试验的成功，通过了省部级和国家级技术鉴定，填补了国内空白。1990年建成投产了“年产3万吨磷铵、副产磷石膏制4万吨硫酸联产6万吨水泥”装置(简称“三四六”工程)，使磷石膏制硫酸联产水泥技术实现了新的突破，达到长周期安全稳定生产，产品产量达到原设计能力的200％，属国际先进水平。为了实现磷铵、硫酸、水泥联产装置大型化，山东鲁北企业集团总公司于1997年5月开工建设“年产15万吨磷铵、副产磷石膏制20万吨硫酸联产30万吨水泥”装置(简称“15、20、30”工程)，1999年相继建成投产。在装置投产运行及国产化攻关成果的基础上，通过技术创新改造，目前已达到“年产30万吨磷铵、副产磷石膏制40万吨硫酸联产60万吨水泥”的生产能力(简称“30、40、60”工程)，成为世界石膏制酸史上技术最先进、规模最大的联产装置。2001年，该技术荣获国家科技进步奖。2005年，为了解决电厂烟气脱硫石膏污染环境，山东鲁北企业集团总公司承担了山东省科技厅下达的“工业领域循环经济关键技术研究——脱硫石膏制硫酸联产水泥技术研究与工程示范”重大科技攻关课题，历经小试、中试、产业化，均获得了成功，并通过了鉴定验收。

本发明是对山东鲁北企业集团总公司《一种由石膏生产硫酸的方法》[申请(专利)号：88109693.8]的创新及拓展。《一种由石膏生产硫酸的方法》主要原料仅局限于盐石膏、磷石膏和天然石膏，石膏分解装置采用的是传统的中空长窑，硫酸系统采用文泡文、一转一吸、水洗流程。因工艺的局限，导致对原料要求高，对主要工艺指标控制范围宽，生产难以控制；回转窑运行不稳定，易出现液相和结圈，难以保证连续生产；石膏分解率低，SO₂浓度低、波动大，影响制酸部分正常运转；窑气净化效率低，有酸性废水产生；SO₂转化及吸收率低，尾气需要氨中和后才能达标排放；热耗高，动力消耗大，经济效益差；难以实现大型化生产。针对以上缺陷，本发明有了较大改进和创新。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术缺陷，提供一种原料取材广泛，能有效处理磷复肥、电力及海盐业所排放的废渣磷石膏、脱硫石膏和盐石膏，实现硫资源循环利用，生产控制易操作，易实现大型化，能耗低，效益高，无废水、废渣排放的利用石膏生产硫酸和水泥的改进生产工艺。

本发明采用半水烘干石膏流程、单级粉磨、生料混化、悬浮预热器窑分解煅烧、窑尾静电除尘、封闭稀酸洗涤净化、两转两吸工艺，经原料均化、烘干脱水、生料制备、熟料烧成、窑气制酸和水泥磨制等六个过程，制得硫酸和水泥产品：

1、原料均化

符合工艺要求的石膏、焦炭、粘土等原料，按照批量要求进行均化，以确保原料组份的稳定性。

(1)石膏

凡是以CaSO₄·2H₂O为主要成分的天然或工业副产石膏(包括盐石膏、磷石膏、天然石膏、脱硫石膏等)均可作为制取SO₂气体和水泥熟料的主要原料。

要求SO₃≥33％、CaO≥30％、SiO₂≤8.5；

针对磷石膏因其中含有影响水泥质量的P₂O₅和F，要求P₂O₅<2％、F<0.35％。

(2)焦炭