[发明专利]一种硫磺气体还原石膏制硫铝酸盐水泥联产硫酸的方法

权利要求书

1.一种硫磺气体还原石膏制硫铝酸盐水泥联产硫酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、气体硫磺制备

将固体或液体硫磺导入熔硫槽，加热至120～160℃熔融成粗硫磺液体，经硫磺过滤器过滤，得到精硫磺液体，送入气化炉内加热气化至450～900℃制得高温气体硫磺，经文丘里引射器将气体硫磺送入还原炉；

B、配料

将脱水石膏与配料在混料机中混合均化，并在均化库中进一步均化，得到成分均匀的生料；配置生料的脱水石膏与配料配比按硫铝酸盐水泥熟料的用途要求通过控制碱度系数(C)、铝硫比(P)和铝硅比(N)来确定，以生料的率值为碱度系数C:0.96～0.98，铝硫比P:3.7～3.82，铝硅比N:3.0～3.2，满足上述率值其主要原料配料重量份组成为石膏65～90份，铝土矿0～35份，粉煤灰0～15份，煤矸石0～30份，赤泥0～10份，铁渣0～8份，粘土0～20份，所述石膏为二水石膏或半水石膏；所述铝土矿中Al₂O₃质量分数为40～75％；

C、预热预还原

生料送入多级悬浮预热系统进行梯级预热，预热后的生料进入还原炉中，与步骤A进入还原炉内的气体硫磺发生还原反应，反应后的物料进入旋风分离器完成气固分离，烟气进入多级悬浮预热系统，预还原生料进入回转窑；所述的还原炉内的还原反应为：预热后的生料进入还原炉中，在高温烟气的携带下与气体硫磺发生还原反应，还原反应的条件为：(1)入还原炉硫磺与生料中硫酸钙中硫的摩尔比为(0.1～0.7):1，(2)出还原炉的生料中硫化钙与CaSO₄的摩尔比为(0.10～0.35):1，(3)还原炉内温度为700～980℃，(4)还原反应时间为2～45秒；

D、深度还原与熟料烧结

在弱氧化气氛下，所述的弱氧化气氛为：控制回转窑出口烟气中氧气含量小于2％v/v，预还原生料在回转窑内发生深度还原反应，深度还原之后物料高温烧结形成硫铝酸盐水泥熟料；所述的深度还原反应是预还原生料中的硫化钙与CaSO₄在回转窑内于950～1150℃下发生氧化还原反应，还原时间为5～30min，60～90％的S元素以SO₂的形式进入回转窑内烟气中，其它元素发生初步的固相反应；深度还原之后的物料温度为950～1150℃，高温烧结的温度为1100～1300℃，烧结时间为20～60min；

E、熟料冷却、热量回用及净化制硫酸

出回转窑的高温水泥熟料进入冷却机与冷却空气进行热交换，回收热量，出多级悬浮预热系统中第一级旋风预热器的含硫烟气经余热回收、除尘后进入后续常规的硫酸生产工序制取工业硫酸产品；

F、水泥的制备

由步骤E中冷却机来的水泥熟料，矿物组成为C₂S:8～60％，C₄AF:3～35％，C₃S:0～50％，其它：0～5％；添加石膏和组合料、再经后续碾磨加工获得不同性能要求的硫铝酸盐水泥产品。

2.根据权利要求1所述的一种硫磺气体还原石膏制硫铝酸盐水泥联产硫酸的方法，其特征在于，步骤B所述的脱水石膏为将工业副产石膏置于输送床干燥炉内于120～300℃烘干脱水后的石膏；

所述的配料是在磨机中烘干粉磨并初步混合，烘干热源是冷却机排出的高温富余空气、第一级旋风预热器出口烟气余热回收和联产硫酸中低温余热回收所得的热源。

3.根据权利要求2所述的一种硫磺气体还原石膏制硫铝酸盐水泥联产硫酸的方法，其特征在于，所述的工业副产石膏为含硫酸钙的钙质和硫质原料，包括磷石膏、脱硫石膏、盐石膏、钛白副产石膏、氟石膏、镍石膏、锰石膏中的至少一种或几种混合物。

4.根据权利要求3所述的一种硫磺气体还原石膏制硫铝酸盐水泥联产硫酸的方法，其特征在于，所述的工业副产石膏为磷石膏或脱硫石膏。