[发明专利]一种从石膏制取氧化钙和硫磺的方法和系统装置

权利要求书

1.一种从石膏制取氧化钙和硫磺的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)石膏预处理：将所述石膏放入干燥脱水设备中，干燥温度为90～200℃，干燥脱水后的脱水石膏的总含水量的质量分数为2～10％，所述脱水石膏送入粉磨装置，制成平均粒径不大于800μm的脱水石膏粉；

(2)石膏分解：将步骤(1)制得的所述脱水石膏粉与含硫过程气送入高温反应装置，S和CaSO₄的摩尔比为1.0～1.4，反应温度控制在700℃～1200℃，经还原反应制得氧化钙和二氧化硫气体，石膏分解率不低于99％；

(3)二氧化硫还原：将步骤(2)制得的所述二氧化硫气体与碳质还原剂一起送入还原炉，控制反应温度在600～1000℃，二氧化硫气体与碳质还原剂发生还原反应得到含硫过程气，还原炉排出所述含硫过程气，所述含硫过程气分成两股，一股含硫过程气用于步骤(2)中的石膏分解反应，另一股含硫过程气则取出，经过包括冷凝、催化还原及造粒的一系列过程，最终生产出硫磺，还原尾气则经处理后排放；所述步骤(3)中的另一股含硫过程气先经过第一硫冷凝器冷凝收硫后，再由从第一硫冷凝器排出进入催化反应器；所述催化反应器中的含硫过程气中的硫化物在催化剂的作用下进行还原反应转化为单质硫，催化过程气进入第二硫冷凝器，冷凝分离出单质硫和尾气，单质硫从第二硫冷凝器的底部排出进入所述液硫池，尾气则从第二硫冷凝器的顶部排出进入尾气处理系统，经处理后达标排放；进入所述液硫池的单质硫送入液硫成型系统进行硫磺造粒，再经固体硫磺储存装置进行储存，得到硫磺；所述步骤(3)中的单质硫是先通过液封硫后再进入所述液硫池中；所述液硫池的单质硫通过液硫泵送入液硫成型系统进行硫磺造粒；所述步骤(1)中所述石膏在干燥脱水前还包括一个除杂过程；所述步骤(2)中的所述含硫过程气为二氧化硫与碳质还原剂高温反应的产物，其组成包括硫蒸汽和SO₂、H₂S、COS、CS₂中的一种或多种组合。

2.根据权利要求1所述的从石膏制取氧化钙和硫磺的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的所述石膏为天然石膏、磷石膏、钛石膏及脱硫石膏中的一种或几种组合。

3.根据权利要求2所述的从石膏制取氧化钙和硫磺的方法，其特征在于，所述步骤(3)中碳质还原剂为煤炭、焦炭、活性炭、石油焦、天然气、煤气中的一种或几种组合。

4.根据权利要求2所述的从石膏制取氧化钙和硫磺的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的所述干燥脱水设备为气流干燥机或转筒干燥机；控制所述脱水石膏的总含水量的质量分数不高于8％；所述脱水石膏的粒度分布标准偏差不大于0.8。

5.根据权利要求2所述的从石膏制取氧化钙和硫磺的方法，其特征在于，所述步骤(3)中产生的含硫过程气在分流前先经过除尘除杂，以减少杂质带入系统。

6.根据权利要求2所述的从石膏制取氧化钙和硫磺的方法，其特征在于，所述步骤(2)中高温反应装置为循环流化床或回转炉；所述步骤(3)中的还原炉为流化床或沸腾床；所述步骤(3)中的催化反应器为固定床反应器，其内装填有催化剂，所述催化剂至少包括TiO₂、Al₂O₃中的一种；催化反应器进行催化还原反应的温度为200～400℃。