[发明专利]利用无氧热分解亚硫酸钙制备二氧化硫和氧化钙的方法

说明书

本发明公开了一种利用无氧热分解亚硫酸钙制备二氧化硫和氧化钙的方法，通过利用烟气湿法脱硫的中间产物亚硫酸钙在无氧条件下进行间接加热分解得到高纯度氧化钙和二氧化硫。本发明将亚硫酸钙的热分解包括有氧烘干预热步骤、真空脱氧步骤和无氧热分解步骤。其中有氧烘干预热不仅防止亚硫酸钙在450℃以上的空气中易氧化为硫酸钙，且在无氧热分解步骤中，利用旋风分离器下部的锁风阀以及保温稳流仓的真空风机，实现了烘干亚硫酸钙在微负压状态下的脱氧。再利用三级密闭螺旋分解炉实现了亚硫酸钙的高温无氧热分解，无氧热分解得到的热风对三级旋风预热器梯级预热，实现了能源的回收利用，本发明具有优异的经济、环保和社会效益，适于推广与适用。

技术领域

本发明涉及无机产品的制备技术领域，更具体的说是涉及一种利用无氧热分解亚硫酸钙制备二氧化硫和氧化钙的方法。

背景技术

目前燃煤电厂烟气脱硫方法主要采用石灰石/石灰-石膏湿法脱硫。该方法主要包括两个步骤：一是二氧化硫的吸收过程，即烟气中二氧化硫与石灰石/石灰反应生成不溶性物质亚硫酸钙；二是亚硫酸钙氧化为石膏的过程，即在pH5-6的条件下通入大量空气，将步骤一中生成的亚硫酸钙氧化为石膏。使用该方法对燃煤电厂烟气进行脱硫需要大量的石灰，以煤炭中含硫量1％计算，据统计，一座30万千瓦的电厂年需钙质脱硫剂的量在3-5万吨左右，全国每年需求的钙质脱硫剂量上亿吨。除此之外，亚硫酸钙氧化为石膏的氧化过程反应速度慢，同时需要大体积的反应器和设备，耗费大量的能源，从而导致脱硫成本上升。此外，脱硫石膏也是一种工业固废，利用率较低，特别是煤炭资源丰富的中国北方地区，脱硫石膏已成为环境负担。

我国是硫磺进口的大国，年进口量达1500万吨左右，进口硫磺的主要用途则是经过燃烧后生成二氧化硫，再由二氧化硫进一步生产亚硫酸盐和硫酸等化工产品。而亚硫酸钙在无氧条件下进行热分解能够生成二氧化硫与氧化钙，由此可见，回收利用湿法脱硫中的亚硫酸钙具有很大的经济效益。

亚硫酸钙在有氧条件下加热，温度高于400℃时易被氧化为石膏。亚硫酸钙理论分解温度在650℃以上，故需进行无氧分解。目前对亚硫酸钙进行无氧热分解的研究较少。公开号为CN 102040199A的发明专利提供了用固体热载体分解亚硫酸钙回收二氧化硫的方法，该发明对烟气脱硫系统产生的脱硫灰以固体热载体，特别是燃煤循环流化床提供的热载体作为热源来加热分解亚硫酸钙，产生高浓度二氧化硫，并回收高活性氧化钙。该发明中，首先将含亚硫酸钙的脱硫灰用粘土或水泥等粘合剂制成≤3mm的颗粒(≤1mm的颗粒少于5％)。固体热载体是由软化温度大于1100℃的煤渣、耐火砖等物质破碎而成，入炉粒度≤0.8mm。固体热载体在燃煤循环流化床加热炉内被加热至950℃-1100℃，并从位于循环流化床燃烧炉上部的旋风分离器内被分离，作为热载体使用。脱硫灰颗粒与热载体逆向运动，即热载体首先进入高温的SO₂分解反应器，再进入低温的水分分解器。然而该发明存在一些不足之处，首先，该发明中需要添加外加物将物料造粒，这会造成分解产物石灰纯度降低，影响石灰的再利用；其次，颗粒物料在分解过程中易破损，进一步降低脱硫灰中亚硫酸钙的利用率；最后，颗粒物料间传热性能效率较低，影响了分解率和热效率。

因此，如何提供一种工艺简便、纯度高的利用无氧热分解亚硫酸钙制备二氧化硫和氧化钙的方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种利用无氧热分解亚硫酸钙制备二氧化硫和氧化钙的方法，能够利用烟气湿法脱硫的中间产物亚硫酸钙在无氧条件下进行间接加热分解，最终得到高纯度的氧化钙和二氧化硫。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种利用无氧热分解亚硫酸钙制备二氧化硫和氧化钙的方法，所述方法具体包括以下步骤：

(1)亚硫酸钙预处理：将湿法烟气脱硫过程中产生的亚硫酸钙浆体进行压滤，保证其含水量不超过20％，得到亚硫酸钙原料；