本發明專利技術公開了一種流態化床層還原分解磷石膏制備硫化鈣的方法。采用煤粉和磷石膏按照質量比0.5～3:1比例混合，反應溫度為800～950℃，含固體顆粒的尾氣經旋風分離器分離，布袋除塵器除塵后，通過引風機將尾氣送入尾氣吸收器，并通過管道將尾氣返回流化床，通過尾氣回引產生濃度為5%～12%CO還原氣體，回引量為尾氣量的30-100%,循環分解后得到CaS產品。本發明專利技術與傳統回轉窯還原分解磷石膏方法相比，具有處理能力大，反應時間短，充分利用尾氣中熱量和還原氣體，裝置占地面積小等優點。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及，屬于環境保護治理與化工生產
技術介紹
磷石膏是磷酸生產過程中產生的工業廢渣，主要成分CaS04。目前我國磷石膏排放量已達3000萬噸。中國作為世界第一大磷肥生產國，同時也是第一大磷石膏副產國。濕法磷酸生產過程中，每生產I噸磷酸消耗硫酸2.5 2.8噸，產生5噸磷石膏。磷石膏堆放占用大量土地，經雨水浸泡后，其中的可溶性P2O5和氟化物等有害成分通過水體向周圍環境擴散滲透，對土壤、水、大氣造成嚴重污染。早在本世紀初人們就想到將磷石膏加熱分解后的氣態產物SO2和固態產物CaO分別用來生產硫酸和水泥，既解決了磷石膏廢渣的處理問題，又為硫酸工業開拓了新的硫資源，同時生產出水泥，可望形成磷肥生產中無廢渣排放的良性循環。國內外相繼提出采用流化床反應器分解磷石膏聯產硫酸和水泥的新技術方案，即把磷石膏的分解和水泥熟料的大段燒過程分別在流化床和回轉窯內完成，使富含SO2的爐氣和回轉窯排放的窯氣分開，既強化了吸熱量最大的分解過程的傳熱和傳質，又提高了制酸氣體中的SO2濃度(可達14-16%)。此外，還有利于生產過程的操作與控制。開發這種新技術不失為改進傳統生產工藝的有效途徑。六十年代末，美國IOWA州立大學T.D Wheelock等提出在兩層流化床內以還原氣氛預熱和分解磷石膏的技術方案，可謂磷石膏分解新技術研究的萌芽。七十年代中期，國外一些學者根據磷石膏分解反應機理研究成果，又將兩層流化床改進成為單層雙氣氛區流化床，即在床層中劃分成還原 區和氧化區，開展了大量的試驗工作。1985年，德國IJurgi公司首次將循環流化床技術引入磷石膏分解工藝過程中，使這項新技術的開發研究取得重大進展。然而目前國內外對這項新技術的開發尚未能實現工業化生產的目標，還有許多技術難題有待深入研究試驗。國內外磷石膏制取硫化鈣的研究方法中，大多停留在實驗室階段，因磷石膏還原制取流化鈣的方法，需要在一定濃度的還原氣氛下，所需要的還原氣氛采用氣瓶配氣的方式來達到。在中試或者工業生產中沒有見到報道。磷石膏制備硫化鈣是磷石膏制備硫酸過程中一個中間產物。制備過程有兩種方法，第一種為“一步法”，反應原理為磷石膏的主要成分CaSO4直接氧化為CaO，同時產生S02。第二種為“二步法”，CaSO4先還原為CaS，CaS再與還原氣體還原，生產302和0&0。兩種方法各有各得優點和缺點。普遍采用的反應器為流化床和回轉窯。中國專利申請號200710077608.6公開了一種用磷石膏生產硫化鈣的新方法，該方法是采用磷石膏和煤按一定比例混合后，加水制成塊狀后，采用燒結窯設備進行反應，得到硫化令丐廣品。中國專利申請號200810058185.6公開了一種硫酸鈣生產硫化鈣的方法，該方法是以硫酸鈣為主要成分的物質，以碳或者焦炭為還原劑，在旋風預熱器和回轉窯設備上，還原分解為硫化鈣的工藝。中國專利申請號200910216326.7公開了一種硫磺還原分解石膏制備硫化鈣的方法，該方法把石膏在惰性氣體保護條件下，加入石膏進行預熱一定時間，然后通入氣態硫磺與石膏反應0.5 2h后，得到硫化鈣產品。上述制備方法采用煤或者硫磺作為還原劑將石膏中的硫酸鈣還原為硫化鈣，存在成本高，處理量小且不能連續化操作的問題。
技術實現思路
本專利技術是針對目前制備硫化鈣的技術，提供一種連續大量，利用氣固反應，反應條件易于控制且能充分利用熱量，能很好降低能耗的流態化床層還原分解磷石膏制備硫化鈣的方法。本專利技術所述的流態化床層還原分解磷石膏制備硫化鈣的方法，將煤粉和磷石膏混合，配比的質量比為煤:磷石膏=0.5 3:1,所用煤粉為含碳量的質量百分比為65% 80%，煤粉粒度為0.75-8mm，混合均勻后，加入到循環流化床中，溫度為常規反應溫度800 950°C，含固體顆粒的尾氣經旋風分離器分離，布袋除塵器除塵后，通過引風機將尾氣送入尾氣吸收器，并通過管道將尾氣返回流化床，通過尾氣回引產生濃度為5% 12%C0還原氣體，進行循環流態化煅燒，循環分解后得到CaS產品。所述的煤粉灰分含量質量百分比為15% 50%，揮發分含量為15% 30%，煤粉粒度為 0.75_8mm。所述的磷石膏是指半水石膏、脫硫石膏。所述的返回尾氣中CO濃度在5% 12%。所述的反應器是指循環流化床裝置。所述的尾氣回引量為尾氣量的30%_100%。所述的分解尾氣部分或完全回引，作為一部分流化風，降低流化風中O2含量，增加CO2含量。采用煤粉和石膏按照質量比0.5 3:1比例混合，溫度為常規反應溫度800 950。。。本專利技術所述的流態化床層還原分解磷石膏制備硫化鈣的方法，采用循環流化床作為反應器，物料處理量大且設備穩定，減少了維修成本，采用燃煤作為熱源一方面提供給反應所需要的溫度，另一方面其燃燒產生的CO可直接作為還原氣體，無需再外接CO氣源，充分地利用燃煤，節約了成本；此外，將分解產生的尾氣作為流化風部分返回或者全部返回到流化床，可以降低流化風中的氧含量，提高CO氣體濃度，提高產品中的CaS含量；其次充分利用熱量，降低了熱耗和成本，并減少了廢氣的排放，最終分角石膏得到硫化鈣產品，其中仍含有一部分煤粉，可以直接作為下一步制酸反應的還原劑，進一步降低了成本。本專利技術能連續大量，利用氣固反應，反應條件易于控制且能充分利用熱量，能很好降低能耗氣體還原石膏制備硫化鈣。 本專利技術的主要優點為:I)所采用的反應器為循環流化床反應器，物料處理量大，而且能夠連續穩定運行。2)所需要還原氣體采用燃煤產生，無需外接CO氣源，能夠很好利用燃煤。3)分解產生的尾氣作為流化風部分或全部返回，充分利用熱量，降低熱耗。減少廢氣的排放。4)分解石膏得到的硫化鈣產品，含有一部分煤粉，可以直接作為下一步制酸反應的還原劑，降低生產成本。附圖說明圖1為本專利技術流程圖。圖中:1 一給料機，2—流化床，3—分尚器，4一除塵器，5 —引風機，6—吸收槽，7—引風機。具體實施例方式下面結合實施例對本專利技術做進一步說明，但不限于實施例。實施例1 原料1:半水石膏 半水石膏的組成見下表:本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種流態化床層還原分解磷石膏制備硫化鈣的方法，其特征在于，將煤粉和磷石膏混合，配比的質量比為煤粉：磷石膏=0.5～3:1，所用煤粉為含碳量的質量百分比為65%～80%，煤粉粒度為0.75?8mm，混合均勻后，加入到循環流化床中，反應溫度為800～950℃，含固體顆粒的尾氣經旋風分離器分離，布袋除塵器除塵后，通過引風機將尾氣送入尾氣吸收器，并通過管道將尾氣返回流化床，通過尾氣回引產生濃度為5%～12%CO還原氣體，循環分解后得到CaS產品。
【技術特征摘要】
1.一種流態化床層還原分解磷石膏制備硫化鈣的方法，其特征在于，將煤粉和磷石膏混合，配比的質量比為煤粉:磷石膏=0.5 3:1,所用煤粉為含碳量的質量百分比為65% 80%,煤粉粒度為0.75-8mm,混合均勻后，加入到循環流化床中，反應溫度為800 950°C，含固體顆粒的尾氣經旋風分離器分離，布袋除塵器除塵后，通過引風機將尾氣送入尾氣吸收器，并通過管道將尾氣返回流化床，通過尾氣回引產生濃度為5% 12%CO還原氣體，循環分解后得到CaS產品。2.根據權利要求1所述的流態化床層還原分解磷石膏制備硫化鈣的方法，其特征在于，煤粉的灰分含量質量百分比為15% 50%，揮發分含量質量百分比為15% 30%，煤粉粒度為 0...
【專利技術屬性】
技術研發人員：禹武，張星，李艷平，吳冉，楊婉玲，
申請(專利權)人：云天化集團有限責任公司，云南省化工研究院，
類型：發明
國別省市：
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