[发明专利]炼铁生产中脱硫石膏和高炉煤气循环利用工业方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种炼铁生产中的副产品脱硫石膏和高炉煤气循环利用的工业方法。

技术背景

炼铁生产中，烧结烟气需要脱硫排放，目前大多采用采用石灰石/石灰-石膏法脱硫工艺。烧结机排放的烟气经石灰石-石膏烟气脱硫装置后，产生大量固体废弃物——脱硫石膏，并伴随有硫资源的浪费。如果对脱硫石膏不加以综合利用，势必带来占用大量土地并引起二次污染。

现有技术中，脱硫石膏的一个用途是制硫酸联产水泥。脱硫石膏制硫酸联产水泥的基本原理如下：脱硫石膏烘干脱水成半水石膏后与焦炭、黏土等辅料按配比混合、粉磨均匀成生料，生料经预热后加入回转窑中。

2CaSO₄+C→2CaO+2SO₂↑+CO₂↑

生成的CaO与物料中的SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃等发生矿化反应生成水泥熟料，熟料与石膏、煤渣等按配比磨制成水泥。

含SO₂(质量分数8％-9％)的窑气经电除尘、酸气净化、干燥后在钒催化下经两次转化制得SO₃，SO₃被质量分数为98％的浓硫酸2次吸收后制得H₂SO₄。

2SO₂+O₂→2SO₃

SO₃+H₂O→H₂SO₄

该工艺的优点是：①脱硫石膏中的钙和硫得以充分利用；②脱硫石膏被消化而不产生二次废渣。缺点是生产设备效率低、投资大、能耗高、水泥强度低。

传统的石膏制硫酸联产水泥工艺由中空长窑来完成，包含原料均化、烘干脱水、生料制备、熟料烧成、窑气制酸和水泥磨制六个工艺过程。但是石膏制硫酸联产水泥技术至今未能大规模推广和开发建设，究其原因，主要有以下几个方面的问题：

①熟料烧成问题

水泥生产技术落后、生产能力低、热耗高、水泥标号低且不稳定。

②还原剂的采用

脱硫石膏制硫酸联产水泥中脱硫石膏还原分解所使用的还原剂以焦炭为主，这就使得该工艺的生产成本提高。

基于上述原因，石膏制硫酸联产水泥工艺至今未能得到大规模推广。因此，脱硫石膏的再利用仍是需要急需解决的现实问题。另外，炼铁生产工艺的副产物——高炉煤气的再利用，也是需要解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，在于克服现有技术存在的缺陷，提供一种炼铁生产中脱硫石膏和高炉煤气循环利用工业方法，采用以炼铁生产中产生的高炉煤气为还原剂进行脱硫石膏分解，生成的CaO投放到烧结机中作为熔剂使用，用以烧结矿生产，尾气中SO₂用于硫酸生产。同时解决了脱硫石膏和高炉煤气的再利用问题和环境污染问题，还可降低生产成本。

本发明方法所采用的技术方案是：

烧结机排放的烟气经石灰石-石膏烟气脱硫装置后，生成脱硫石膏(CaSO₄)；以高炉煤气为燃料，将脱硫石膏在煅烧炉中在1000℃-1250℃温度条件下高温煅烧，以高炉煤气作还原剂在还原气氛下CaSO₄发生分解反应，生成CaO和SO₂，反应方程式如下：

CaSO₄+CO→CaO+SO₂↑+CO₂↑；

生成的CaO投放到烧结机中作为熔剂使用，用以烧结矿生产。尾气中SO₂进入硫酸生产工段，用于硫酸生产。

本发明方法，采用以炼铁生产中产生的高炉煤气为还原剂进行脱硫石膏分解，生成的CaO投放到烧结机中作为熔剂使用，用以烧结矿生产，尾气中SO₂用于硫酸生产。同时解决了炼铁生产工艺的副产物——脱硫石膏和高炉煤气的再利用问题和环境污染问题，还可降低生产成本。

附图说明

图1是本发明方法工艺流程框图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明方法作进一步详细说明。

如图1所示，炼铁生产中，烧结机排放的烟气经石灰石-石膏烟气脱硫装置后，生成粉状脱硫石膏，粉状脱硫石膏被送入以高炉煤气为燃料的煅烧炉中，脱硫石膏在1000℃-1250℃温度条件下高温煅烧，以高炉煤气作还原剂，95％以上的脱硫石膏在高温还原气氛下发生分解反应，生成的CaO投放到烧结机中作为熔剂使用，用以烧结矿生产，尾气中SO₂的体积含量可达6-7％，进入硫酸生产工段，用于硫酸生产。