高温液态高炉渣协同磷石膏/脱硫石膏制水泥联产硫酸的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了高温液态高炉渣协同磷石膏/脱硫石膏制水泥联产硫酸的装置及方法，涉及固废资源化利用领域，包括石膏破碎烘干系统、与石膏破碎烘干系统连通的流态化预分解系统，所述液态流态化预分解系统下端连通渣液接收烧成系统、顶部连接旋风分离系统，所述渣液接收烧成系统底部与烧成液态水泥雾化制粉及冷却换热锅炉系统连通，所述旋风分离系统顶部与制酸系统连通。对比现有技术，本发明专利技术的有益效果在于：实现了高炉渣、磷石膏或脱硫石膏的高值、高效资源化利用。高效资源化利用。高效资源化利用。

【技术实现步骤摘要】
高温液态高炉渣协同磷石膏/脱硫石膏制水泥联产硫酸的装置及方法


[0001]本专利技术涉及固废资源化利用领域，具体为高温液态高炉渣协同磷石膏/脱硫石膏制水泥联产硫酸的装置及方法。

技术介绍

[0002]我国钢铁产量占全球的56％以上，粗钢产量首次突破10亿吨大关，生铁近9亿吨。生产1吨生铁产生0.3
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0.6吨高炉渣，高炉渣从高炉排出时温度1450℃左右，其显热达1621.6KJ/Kg。高炉渣处理当前采用的是水淬工艺，高炉渣的热量基本没有回收；高炉渣的主要化学成分是CaO、SiO2、Al2O3和MgO，它们在高炉渣中占95％以上，与天然岩石和硅酸盐水泥相似，因此，可以代替天然岩石和作为水泥生产原料使用。
[0003]磷石膏是磷酸生产过程中产生的工业固体废渣，我国磷石膏堆存量已超5亿吨，每年新产生大约7000万吨左右，综合利用率不足40％，如何有效处置磷石膏成为磷化工行业实现可持续发展的关键。
[0004]常用的烟气脱硫工艺钙湿法脱硫的副产物—脱硫石膏产量最大，当前我国脱硫石膏产量超过1.2亿吨，其综合利用率为74％。
[0005]当前磷石膏和脱硫石膏产品仍以水泥、免烧砖等传统建材为主，产品技术含量低，附加值低，磷石膏和脱硫石膏数量巨大，难以全部回收应用，废弃的脱硫副产物不得不作为固废进行堆埋，浪费了大量的硫资源，侵蚀土地、占用农田、危害堆积地及其附近区域大气、土壤和地下水等生态环境。
[0006]我国年水泥产量达23.77亿吨，呈连年增长，水泥熟料主要由CaO、SiO、Al2O3、Fe2O3四种氧化物构成，其中CaO占62％
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67％，主要来源于石灰石。
[0007]磷石膏和脱硫石膏中CaO含量约30％，SO3含量约40％，磷石膏分解制水泥联产硫酸技术不仅在充分利用其中的钙、硫资源的过程中不排放固体废渣，还为磷肥企业提供硫酸作为生产原料，具有很高的经济效益和环境效益。
[0008]但磷石膏和脱硫石膏分解温度高(1100
‑
1200℃)，分解时间长，当磷石膏和脱硫石膏尚未分解时，窑内已出现大量液相，而液相包裹磷石膏和脱硫石膏后，会进一步阻止磷石膏和脱硫石膏的分解，从而使磷石膏和脱硫石膏分解的时间延长，造成预热器和分解炉的粘壁而频繁堵塞，因而难于选择窑外分解技术进行水泥生产，只能选用干法长窑生产工艺生产，窑的尺寸大、能耗高、投资大、产量低、经济效益差。
[0009]窑内燃料的充分燃烧和优质的水泥熟料烧成，需要氧化气氛，而磷石膏和脱硫石膏类的石膏分解需要还原气氛，窑内烧成和分解相互矛盾，难于调和，生产控制不能二者兼顾，使水泥熟料质量差、强度不稳定；且烟气中SO2浓度低，而且波动大，影响制酸部分的正常运行。
[0010]磷石膏分解制水泥联产硫酸技术由于存有难于解决的诸多问题，造成磷石膏和脱硫石膏难于转化成大量使用的水泥。研发新的能解决问题的磷石膏和脱硫石膏生产硅酸盐
水泥联产硫酸的系统及工艺具有重要的现实意义。

技术实现思路

[0011]为解决现有技术中的不足，本专利技术提供高温液态高炉渣协同磷石膏/脱硫石膏制水泥联产硫酸的装置及方法，实现了高炉渣、磷石膏和脱硫石膏的高值、高效资源化利用。
[0012]本专利技术为实现上述目的，通过以下技术方案实现：高温液态高炉渣协同磷石膏/脱硫石膏制水泥联产硫酸的装置，包括石膏破碎烘干系统、与石膏破碎烘干系统连通的流态化预分解系统，所述液态流态化预分解系统下端连通渣液接收烧成系统、顶部连接旋风分离系统，所述渣液接收烧成系统底部与烧成液态水泥雾化制粉及冷却换热锅炉系统连通，所述旋风分离系统顶部与制酸系统连通。
[0013]根据形成的石膏性质不同，磷石膏类与脱硫石膏类采用不同的破碎烘干系统。
[0014]磷石膏一类的石膏(如钛石膏等)含水量较大，并且含可溶磷、重金属、氟化物，需要进行水洗处理一般晾晒后使用，为了避免水洗处理消耗大量水资源,还要处理所排放的污水,提升成本，使用螺旋挤出机挤出物理水并使物料成型具有一定的机械强度；成型物料进入固定床进行烘干，利用固定床物料移动慢，烘干气体流速低，气体流量小，利于烘干尾气中挥发的可溶磷、氟通过洗涤回收利用使用螺旋挤出装置使石膏脱水成型，再进入固定床装置干燥预热同时脱除低沸点的氟、磷，烘干尾气净水洗排空；具体所述石膏破碎烘干系统包括螺旋挤出机，所述螺旋挤出机进口连通磷石膏料仓、出口连通输送机，所述输送机连接固定床烘干炉，所述固定床烘干炉底端连接双辊破碎机、顶端连接洗涤除氟塔，所述双辊破碎机连通石膏粉输送机，破碎烘干的石膏通过石膏粉输送机进入到石膏粉仓储，所述石膏粉仓储连通流态化预分解系统中的流太化预分解炉，磷石膏类的破碎烘干过程是物料从磷石膏料仓经皮带输送进入螺旋挤出机成型，成型后的物料经加料装置加入固定床烘干炉，在固定床烘干炉中从上向下移动与干燥气体逆流换热，烘干尾气进入洗涤除氟塔脱除磷、氟后排空；烘干物料经双辊破碎机破碎进入石膏粉储仓。
[0015]脱硫石膏一类石膏(烟气半干法脱硫灰等)含水量低，可直接进入装有陶瓷球的流化床结合气流床进行烘干破碎，烘干尾气经除尘排空；具体所述石膏破碎烘干系统包括脱硫石膏料仓，所述脱硫石膏料仓通过输送机连通流化床结合气流床烘干破碎炉，所述流化床结合气流床烘干破碎炉顶部连通烘干管道，所述烘干管道连通旋流分离器，破碎烘干的石膏通过旋流分离器进入到流态化预分解系统，脱硫石膏的烘干过程是物料从脱硫石膏料仓通过输送机送入到流化床结合气流床烘干破碎炉干燥，流化床结合气流床底部的陶瓷球呈沸腾流化态，结团成块的物料被沸腾的陶瓷球撞击粉碎，粉碎物料与干燥气体并流，悬浮分散在垂直上升的气流中被干燥预热，随气流进入旋风分离器气固分离，废气排空，干燥物料经锁风送料阀进入石膏粉储仓。
[0016]进一步的，所述流态化预分解系统包括流太化预分解炉，所述流太化预分解炉进料口与石膏粉仓储或旋流分离器连通，所述流太化预分解炉进料口还连通碳材料储仓以及校正料储仓，所述流太化预分解炉底部下端连通渣液接收烧成系统中的侧吹渣液水泥烧成炉，流太化预分解炉设置在侧吹渣液水泥烧成炉顶部相互连通成一体，连接部位设有缩口文丘里设计产生喷腾效应，流太化预分解炉一侧设置碳材料储仓，经计量调节给料机送入流太化预分解炉底部；进一步的流太化预分解炉缩口处设置一对预热空气和循环烟气喷
口，喷口采用缩扩设计加速喷射的预热空气、循环烟气；更进一步的流态化预分解炉顶部设有出口管道，出口管道与旋风分离系统中的高温旋流分离器进口连接，高温旋流分离器顶部气体出口连接烟气换热器进口，所述烟气换热器连通制酸系统，烟气换热器通过加压风机连通余热锅炉以及流态化预分解炉缩口处。
[0017]进一步的，所述渣液接收烧成系统包括侧吹渣液水泥烧成炉，所述侧吹渣液水泥烧成炉顶部一侧设置双层中间包，所述双层中间包内部贯穿设置塞棒，所述侧吹渣液水泥烧成炉顶部另一侧呈锥体连通流太化预分解炉，锥体顶部缩口处经管道与高温旋流器的锁风喂料器相连，侧吹渣液水泥烧成炉底部通过气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.高温液态高炉渣协同磷石膏/脱硫石膏制水泥联产硫酸的装置，其特征在于：包括石膏破碎烘干系统、与石膏破碎烘干系统连通的流态化预分解系统，所述液态流态化预分解系统下端连通渣液接收烧成系统、顶部连接旋风分离系统，所述渣液接收烧成系统底部与烧成液态水泥雾化制粉及冷却换热锅炉系统连通，所述旋风分离系统顶部与制酸系统连通。2.根据权利要求1所述的高温液态高炉渣协同磷石膏/脱硫石膏制水泥联产硫酸的装置，其特征在于：所述石膏破碎烘干系统包括螺旋挤出机(1)，所述螺旋挤出机(1)进口连通磷石膏料仓(1
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1)、出口连通输送机(1
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2)，所述输送机(1
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2)连接固定床烘干炉(2)，所述固定床烘干炉(2)底端连接双辊破碎机(2
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1)、顶端连接洗涤除氟塔(2
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2)，所述双辊破碎机(2
‑
1)连通石膏粉输送机(2
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3)，破碎烘干的石膏通过石膏粉输送机(2
‑
3)进入到石膏粉仓储(2
‑
4)，所述石膏粉仓储(2
‑
4)连通流态化预分解系统。3.根据权利要求1所述的高温液态高炉渣协同磷石膏/脱硫石膏制水泥联产硫酸的装置，其特征在于：所述石膏破碎烘干系统包括脱硫石膏料仓(7
‑
1)，所述脱硫石膏料仓(7
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1)通过输送机(7
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2)连通流化床结合气流床烘干破碎炉(7)，所述流化床结合气流床烘干破碎炉(7)顶部连通烘干管道(7
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3)，所述烘干管道(7
‑
3)连通旋流分离器(7
‑
4)，破碎烘干的石膏通过旋流分离器(7
‑
4)进入到流态化预分解系统。4.根据权利要求1或2所述的高温液态高炉渣协同磷石膏/脱硫石膏制水泥联产硫酸的装置，其特征在于：所述流态化预分解系统包括流太化预分解炉(4)，所述流太化预分解炉(4)进料口与石膏粉仓储(2
‑
4)或旋流分离器(7
‑
4)连通，所述流太化预分解炉(4)进料口还连通碳材料储仓(4
‑
1)以及校正料储仓(4
‑
2)，所述流太化预分解炉(4)底部下端连通渣液接收烧成系统、顶部连接旋风分离系统。5.根据权利要求4所述的高温液态高炉渣协同磷石膏/脱硫石膏制水泥联产硫酸的装置，其特征在于：所述渣液接收烧成系统包括侧吹渣液水泥烧成炉(3)，所述侧吹渣液水泥烧成炉(3)顶部一侧设置双层中间包(3
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1)，所述双层中间包(3
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1)内部贯穿设置塞棒(3
‑
2)，所述侧吹渣液水泥烧成炉(3)顶部另一侧连通流太化预分解炉(4)，侧吹渣液水泥烧成炉(3)底部通过气力雾化喷嘴(5)与烧成液态水泥雾化制粉及冷却换热锅炉系统连通。6.根据权利要求5所述的高温液态高炉渣协同磷石膏/脱硫石膏制水泥联产硫酸的装置，其特征在于：所述旋风分离系统包括高温旋流分离器(4
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3)...

【专利技术属性】
技术研发人员：郁国忠，李志远，
申请(专利权)人：上海驰春节能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：