[实用新型]一种分解磷石膏的复合循环流化床装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种分解磷石膏的复合循环流化床装置，属化工流化床装置或设备技术领域。

背景技术

磷石膏是湿法磷酸和磷肥生产过程中所产生的废渣，每生产1吨磷酸就要产生5吨左右的磷石膏废渣，这些废渣大多数直接丢弃或堆放，不仅占用大量土地，而且还造成了严重的环境污染和资源浪费。磷石膏的主要成分是硫酸钙，其资源化利用的重要途径之一是分解磷石膏制硫酸联产水泥。将CaSO₄在高温下分解出CaO与SO₂气体，CaO与SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃等形成水泥熟料，SO₂气体送入硫酸装置制取硫酸。该过程一方面消除了磷石膏的环境污染，另一方面回收利用了工业废渣，变废为宝，解决了我国硫资源严重短缺和环境污染的问题。

磷石膏制酸技术始于本世纪初，到目前为止，成熟的工艺为在回转窑内煅烧并在同一设备内完成磷石膏分解和水泥熟料生成的过程。而煅烧有两种流程，一种是中空回转窑，一种是带立筒预热器的回转窑。这样的流程存在的主要问题是：

制酸气体中SO₂浓度偏低，体积浓度一般为7～8％左右；

回转窑热利用率低，传热速率慢，单位熟料热耗高达10450KJ/kg熟料；

回转窑内热工制度难以稳定，分解带要求维持微还原气氛，而氧化带要求微氧化气氛，调节难度大，操作不易掌握；

联产水泥的标号低，质量差。

发明内容

为了克服现有磷石膏制酸工艺中SO₂浓度低、热利用效率低、热工制度难以稳定和水泥熟料质量差等诸多缺点和不足，本实用新型的目的是提供一种有利于磷石膏分解的复合循环流化床装置，该装置不仅能大幅度提高产量、降低能耗、稳定操作，而且可将SO₂气体浓度相应提高到14～16％。

本实用新型一种分解磷石膏的复合循环流化床分解装置，包括有：炉膛、旋风分离器和分料装置，二次空气入口，磷石膏加入口，煤粉加入口，空气入口，固体物质水平通道，气体物质SO₂排出口，固体物质循环下通道，分解产物CaO出口；其特征在于炉膛内设有氧化带、还原带和煤粉燃烧带(即还原气体生成带)，且自上而下依序排列布置；在炉膛上部氧化带一侧设有二次空气入口；在炉膛中部还原带一侧设有磷石膏加入口；在炉膛下部煤粉燃烧带(即还原气体生成带)一侧设有煤粉加入口；在煤膛的另一侧设置有一旋风分离器，其间有位于上面的水平通道和位于下面的斜向的循环下通道相连接；两者构成复合循环系统；在所述的旋风分离器的顶部设有气体物质SO₂排出口；旋风分离器的下部为一分料装置，分料装置底部一侧角隅处设有分解产物CaO出口；在炉膛底部和分料装置底部设有空气入口，由空气源送入空气；在装置内形成物料内循环以及物料外循环的运作过程。

本实用新型复合循环流化床装置的运作原理和运作过程如下所述：

(1)在煤粉燃烧带即还原气体生成带的化学反应为：

2C+O₂→2CO

C+CO₂→2CO

(2)在还原带的化学反应为还原分解过程：

CaSO₄+CO→CaO+SO₂+CO₂

CaSO₄+4CO →CaS+4CO₂

(3)在氧化带的氧化过程为：

CaS+2O₂→CaSO₄

(4)回炉循环过程：以上重新生成的CaSO₄同未分解和新加入的磷石膏回到还原分解过程进行再次还原分解。

本实用新型装置的优点如下：

本实用新型中，磷石膏在复合循环流化床装置中在沸腾状态下进行分解反应，故其传热条件及气氛条件大为改善，使反应速率提高，且SO₂炉气产量也大幅度提高。经过炉内、炉外循环还原氧化后，磷石膏的分解率可达99％，SO₂气体浓度可达14～16％。

附图说明

图1为本实用新型复合循环流化床装置的结构示意图。