利用石膏生產石灰和硫酸的方法及裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種利用石膏生產石灰和硫酸的方法及裝置，裝置包括石膏粉磨、鼓風機、換熱設備、除塵設備、硫酸生產系統和石灰生產系統。石灰生產系統包括氣力輸送機、旋流預熱器、貧氧燃燒室、分解室、旋流冷卻器和石灰輸送機。石膏經過石膏粉磨制成石膏粉，由氣力輸送機輸送，經三級旋流預熱器預熱后到分解室，電石爐氣經貧氧燃燒室貧氧燃燒產生高溫氣體進入分解室。預熱后的石膏粉和含有CO的高溫氣體接觸進行分解反應，分解氣體經過冷卻和凈化除塵后到硫酸生產過程，固體分解物經分離和冷卻后到石灰輸送機。本發明專利技術通過硫酸生產系統和石灰生產系統結合，實現了利用石膏生產石灰和硫酸，充分利用副產資源，降低能量消耗，提高企業經濟效益。

【技術實現步驟摘要】
利用石膏生產石灰和硫酸的方法及裝置
本專利技術屬于化工生產
，涉及一種生產硫酸和石灰的方法及裝置，具體涉及一種利用副產石膏生產硫酸和石灰的方法及裝置。
技術介紹
石膏是發電廠、煉鋼廠脫硫產生的廢棄物料，石膏的主要成分是硫酸鈣，一般作為建筑材料使用。由于石膏產量大，堆積如山，不僅占用土地，還會給環境帶來污染，同時也是一種資源的浪費。利用石膏生產高活性石灰，可以繼續用于發電廠脫硫，或用于鋼鐵脫硫和作造渣劑，變廢為寶，使資源得到充分利用。石膏高溫煅燒產生大量的SO2，作硫酸生產的原料。制備硫酸的反應式為S02+\02—fiHs碼SO1^I-+_>況/04。用石膏生產硫酸比傳統的硫酸生產方法簡單并且環保。硫酸鈣高溫下分解為氧化鈣、二氧化硫和氧氣，化學反應式為CaS04 = CaO + S02 + I O2 -116860卡，溫度為1400 1600°C。為加快反應速度，提高分解率，把物料破碎成粉料，粒度控制在50 lOOMm。小粒度石膏可在1400°C快速分解。電石爐氣燃燒溫度高，利用電石爐氣進行加熱煅燒能夠滿足CaS04的高溫分解。 電石爐氣是還原性氣體，主要成分為CO (76. 58 % )，研究表明，在溫度高于800°C時，在CO的作用下加CaS04放出SO2，化學反應式為:CaS0· + CO+CO2 + SOr利用相關的熱力學數據，應用物理化學中熱力學函數iff =從理論上可以得出CaS04在CO的作用下，在839°C時開始發生分解反應。添加還原劑可以降低CaS04的固硫率，提高CaS04的分解率，降低分解溫度。按照氣體固體比Im3含I. 2kg CaS04。電石爐尾氣Im3重量I. 15kg，CO含量在O.886kg。I. 2kg CaS04完全反應分解需要O. 25kgC0。現在Im3電石爐尾氣有O. 886kgC0超出了反應需要的量，需要把CO濃度降低到O. 25kg/m3，中間形成的差值O. 886-0. 25=0. 636kg，O.636kg的CO就是需要加氧氣進行燃燒掉的量。授權公告號為CN101434390B的中國專利技術專利“公開一種用工業副產石膏生產電石和硫酸的方法，它是以工業副產石膏為原料，通過添加碳素材料，在埋弧式電爐中經 900°C以上的高溫反應，使工業副產石膏分解為二氧化硫氣體和氧化鈣；二氧化硫氣體經收集和催化氧化后轉變為三氧化硫，三氧化硫通過稀硫酸吸收后制得濃硫酸；氧化鈣與碳素材料再經1800°C 2200°C的高溫反應后制得電石；本專利技術采用工業副產石膏為主要原料，通過添加一定量的碳素原料來生產電石和硫酸，可實現工業副產石膏的資源化利用，從而“化害為利、變廢為寶”，大大加快我國工業副產石膏的資源化利用進程。”。至今尚未發現利用工業副產石膏通過懸浮窯生產石灰和硫酸的專利和非專利技術文獻。
技術實現思路
為彌補現有技術的不足，本專利技術提供一種利用石膏生產石灰和硫酸的方法，通過煅燒方法使石膏分解為SO2氣體和CaO，通過分離和凈化處理，SO2氣體用于生產硫酸，CaO 作為石灰產品，充分利用資源，降低能源消耗。本專利技術的另一個特點是提供一種實現上述方法的裝置。本專利技術利用石膏生產石灰和硫酸的過程為石膏由石膏粉磨制成粒度為50 eoMffl的石膏粉末，進入預熱室預熱再由氣力輸送機輸送，經過三級旋流預熱器預熱后到分解室，電石爐氣經貧氧燃燒室貧氧燃燒產生高溫氣體從氣體入口進入分解室，高溫氣體的溫度為1700±50°c，高溫氣體中CO含量為47.4%(v)。預熱后的石膏粉和高溫氣體接觸進行分解反應，分解反應的溫度為1300 1450°C，反應時間為I 2秒。分解產物經旋風分離器(6)進行分離，分解氣體預熱石膏粉原料后經過冷卻和除塵后到硫酸生產系統(7)生產硫酸，固體分解物經三級旋流冷卻器冷卻后由石灰輸送機輸送出裝置。硫酸生產過程為分解氣體凈化后分離出的SO2在催化劑五氧化二釩的作用下氧化成SO3,反應溫度為500°C，用98%的硫酸吸收SO3為發煙硫酸。本專利技術利用石膏生產石灰和硫酸的裝置，包括石灰粉磨、石膏預熱器、I號鼓風機、 冷卻風換熱器、除塵設備、硫酸生產系統和石灰生產系統。石灰生產系統包括氣力輸送機、 石膏粉磨、石膏預熱器、旋風分離器、原料預熱設備、貧氧燃燒室、分解室、石灰冷卻設備、石灰輸送機和尾氣換熱系統。原料預熱設備為第一旋流預熱器、第二旋流預熱器和第三旋流預熱器，產品冷卻設備為一級旋流冷卻器、二級旋流冷卻器和三級旋流冷卻器，除塵設備包括布袋除塵器、I號引風機、2號引風機和除塵器。各旋流預熱器出口和各旋流冷卻器物料出口設有回轉卸料閥。石膏料倉通過石膏預熱器連接到石膏粉磨，石膏粉磨通過氣力輸送機連接尾氣換熱系統，尾氣換熱系統通過布袋除塵器和I號引風機連接到硫酸生產系統， 尾氣換熱系統連接到第一旋流預熱器的進料口。第一旋流預熱器的氣體出口與尾氣換熱系統連接，第一旋流預熱器物料出口連接到第二旋流預熱器的進料口。第二旋流預熱器氣體出口與第一旋流預熱器進料口連接，物料出口與第三旋流預熱器的進料口連接。第三旋流預熱器氣體出口與第二旋流預熱器的進料口連接，物料出口通過回轉卸料閥與分解室物料入口連接。貧氧燃燒室連接到分解室的進氣口，分解室的出料口連接到旋風分離器的進料口。旋風分離器的氣體出口連接到第三旋流分離器的進料口，物料出口連接到一級旋流冷卻器的進料口。一級旋流冷卻器的氣體出口通過冷卻風換熱器、除塵器連接到2號引風機入口，物料出口連接到二級旋流冷卻器的進料口。二級旋風冷卻器的氣體出口連接到一級旋流冷卻器的進料口，物料出口連接到三級旋流冷卻器的進料口。三級旋流冷卻器氣體出口連接到二級旋流冷卻器的進料口，出料口連接到石灰輸送機。尾氣換熱系統包括I號換向閥、2號換向閥、第一蓄熱器、第二蓄熱器、3號換向閥和4號換向閥。第一蓄熱器、第二蓄熱器分別設有石膏粉入口、氣體出口、石膏粉出口和氣體入口。第一旋流預熱器的氣體出口通過3號換向閥分別與第一蓄熱器和第二蓄熱器的氣體入口連接，3號鼓風機通過4號換向閥分別與第一蓄熱器和第二蓄熱器的氣體入口連接。 氣力輸送機連接到第一蓄熱器和第二蓄熱器的的石膏粉入口，石膏粉出口連接到第一旋流預熱器的進料口。第一蓄熱器通過I號換向閥分別與布袋除塵器和貧氧燃燒室的燃料噴嘴連接，第二蓄熱器通過2號換向閥分別與布袋除塵器和貧氧燃燒室的燃料噴嘴連接。旋流預熱器的工作原理是根據旋風除塵器的工作原理，含物料的旋轉氣流沿器壁自圓簡體呈螺旋狀由上向下至圓錐體底部運動，形成下降的外旋含塵氣流，在強烈旋轉過程中產生的離心力將密度遠遠大于氣體的塵粒甩向器壁，塵粒一旦與器壁接觸，便失去慣性力而靠入口速度的動量和自身的重力沿壁面下落進入集灰斗。旋轉下降的氣流在到達圓錐體底部后.沿除塵器的軸心部位轉而向上.形成上升的內旋氣流，并由旋流預熱器的排氣管排出。本專利技術通過石膏粉磨、氣力輸送機與硫酸生產系統和石灰生產系統結合，實現了利用副產石膏生產石灰和硫酸。生產過程中將石膏粉預熱后在分解室分解，分解產生的SO2 到硫酸生產系統生產硫酸，分解產生的CaO冷卻后作為活性石灰產品，充分利用了發電廠和鋼鐵廠副產石膏資源，變廢為寶，減少副產物堆放占用生產場地和對自然環境的污染。本專利技術余熱得到充分利用利用分解氣本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種利用石膏生產石灰和硫酸的方法，過程為：石膏由石膏粉磨（8）制成粒度為50～100μm的石膏粉末，其特征是：所述石膏粉由氣力輸送機（9）輸送，經過三級旋流預熱器預熱后到分解室（18），電石爐氣經貧氧燃燒室（21）貧氧燃燒產生高溫氣體從氣體入口進入分解室，所述高溫氣體的溫度為1700±50℃，所述高溫氣體中CO含量為47.4%（v）；預熱后的石膏粉和高溫氣體接觸進行分解反應，分解反應的溫度為1200～1450℃，反應時間為1～2秒；分解產物經旋風分離器（6）進行分離，分解氣體預熱石膏粉原料后經過冷卻和除塵后到硫酸生產系統（7）生產硫酸，固體分解物經三級旋流冷卻器冷卻后由石灰輸送機輸送出裝置。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：賈會平，
申請(專利權)人：石家莊新華能源環保科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：