一种基于磷石膏炉法的硫酸生产系统技术方案

一种基于磷石膏炉法的硫酸生产系统，包括前端给料组件、中间炉法反应组件以及后端硫酸制备组件，中间炉法反应组件包括炉法反应器，炉法反应器包括还原区与氧化区，所述还原区设置有一次空气进口、燃烧气进口以及固体物料进口，所述氧化区设置有二次空气进口，所述一次空气进口连接有一次空气装置；本实用新型专利技术还公开了一种基于磷石膏炉法的硫酸生产工艺。与现有技术相比，本实用新型专利技术通过一次风、二次风和燃气装置，使还原区和氧化区格隔离完全，以保证磷石膏的燃烧还原反应能在独立的还原区进行。本实用新型专利技术提高联瑞磷石膏的分解率达到98％，同时使排出的SO2浓度达到6

【技术实现步骤摘要】
一种基于磷石膏炉法的硫酸生产系统


[0001]本技术涉及化工产品加工
，特别涉及一种基于磷石膏炉法的硫酸生产系统。

技术介绍

[0002]磷石膏是湿法磷酸工业的副产物，每生产1吨磷(以P2O5计算)约产生4.5～ 5.5吨磷石膏。据统计，我国全年生产磷肥约1669.93万吨，而历年来磷石膏的堆放量累计超过3亿，企业每年为此花费大量的经费用于建设渣场及其运行管理。同时磷石膏含未分解磷矿、硫化物、氟化物等杂质，大量堆放会带来环境问题，污染土壤、大气和水体。
[0003]现有的磷石膏综合利用技术主要有3类，一是将磷石膏制成石膏粉、石膏板、石膏砌块等石膏建材制品；二是将磷石膏制成水泥缓凝剂；三是分解磷石膏制硫酸联产水泥，但由于大都天然石膏资源丰富且磷石膏品质不高并含有磷、氟、硫化物等杂质，因此作为水泥缓凝剂和石膏建材制品消耗的磷石膏量相当有限；而磷石膏制硫酸联产水泥工艺流程复杂、设备繁多、能耗高、经济效益不高，因此国内磷石膏制硫酸联产水泥技术推广缓慢。目前，磷石膏的综合利用率只有30％，磷石膏的利用如制备建筑材料缺乏经济适用的预处理工艺，依然存在着提纯困难、能耗高等缺陷。磷石膏制硫酸联产水泥技术存在着生产过程复杂、能耗高、投资大、分解率低、生产规模小的难题。

技术实现思路

[0004]本技术目的在于提供一种基于磷石膏炉法的硫酸生产系统，以解决现有技术利用磷石膏生产硫酸中产生的硫酸钙分解率低，二氧化硫浓度低，以及生产消耗能耗过高等技术性缺陷。
[0005]本技术的技术方案是这样实现的：
>[0006]一种基于磷石膏炉法的硫酸生产系统，包括前端给料组件、中间炉法反应组件以及后端硫酸制备组件，所述中间炉法反应组件包括炉法反应器，所述炉法反应器包括还原区与氧化区，所述还原区设置有一次空气进口、燃烧气进口以及固体物料进口，所述氧化区设置有二次空气进口，所述一次空气进口连接有一次空气装置，所述燃烧气进口连接有燃烧气装置，所述固体物料进口连接前端给料组件的物料出口，所述二次空气进口连接有二次空气装置，所述氧化区上部设置有SO2气体出口，所述SO2气体出口连接后端硫酸制备组件的气体进口。
[0007]优选地，所述前端给料组件包括磷石膏的脱水烘干机，前端给料组件同时包括三组分别破碎磷石膏、焦炭、硅石的破碎磨粉机和单料料仓，各组的破碎磨粉机的物料出口连接对应的单料料仓，所述单料料仓的物料出口均连接将原料均匀混合的混合机，所述混合机的出料口连接造粒机，所述造粒机的出料口连接将原料预热至200
‑
400℃的预热器，所述预热器的出料口连接混合料仓，所述混合料仓的出料口通过连续给料器连接至还原区的固体物料进口，所述脱水烘干机的物料出口对应磷石膏破碎磨粉机的进口。
[0008]优选地，所述后端硫酸制备组件包括将SO2气体转化为SO3的净化系统、接触室以及吸收塔、成品料仓，所述净化系统的进气口连接氧化区的SO2气体出口，所述净化系统设置有文氏管、泡沫塔和电除雾器，所述吸收塔的进气口连接接触室的SO3出气口，所述吸收塔的出液口通过管道连接成品料仓。
[0009]优选地，所述燃烧气装置内设置有气体分布器、流量计、调节阀，所述一次空气装置与二次空气装置均设置有气体分布器、流量计、调节阀以及风机，所述调节阀均同时连接一个外部PLC控制器，所述连续给料器设置有称重传感器与变频电机，所述变频电机与外部PLC控制器连接，称重传感器与变频电机构成一个闭环控制的失重秤。
[0010]优选地，所述炉法反应器内壁设置有耐火隔热层。
[0011]优选地，所述炉法反应器的固渣出口对接用于生产水泥的回转窑炉，同时回转窑炉所排气体通过管道连接预热器。
[0012]优选地，所述炉法反应器中的反应温度设置在1280
‑
1600℃，通过调节一次空气装置和二次空气装置中的调节阀和风机来控制进入炉法反应器中的空气速度以及流量，将炉法反应器中的还原区和氧化区分隔开。
[0013]本技术还提供了一种基于磷石膏炉法的硫酸生产工艺，包括以下步骤：
[0014]1)原料粉碎、混合：将磷石膏送入脱水烘干机脱水后与焦炭以及硅石，由抓斗送入各自的破碎磨粉机中进行破碎磨细，制成粒度<0.2mm的细粉颗粒，磨细后的磷石膏、焦炭、硅石分别送入各自的单料料仓中，在各自单料料仓按配制比例经称量后进入混合机中进行均匀混合；
[0015]2)造粒、给料：混合好后的混合料再送入造粒机中造粒，造粒后的料进入预热器中预热至200
‑
400℃后送入混合料仓和连续给料器中，连续给料器通过失重秤按设定进料流量输送原料进入炉法反应器中进行还原、氧化反应：
[0016]炉法反应器中所进行的化学反应为：
[0017]2CaSO4+C
→
2CaO+2SO2
↑
+CO2
↑
[0018]CaSO4+2C
→
CaS+2CO2↑
[0019]CaS+3CaSO4
→
4CaO+4SO2
↑
[0020]2P2+5O2
→
2P2O5；
[0021]3)SO2气体制备：连续给料器通过炉法反应器的固体物料进口将混合物料送入炉内还原区，一次空气装置定量向还原区通入空气，燃烧气装置定量向还原区通入燃气，所述燃气与空气内的氧气燃烧提供磷石膏还原的能量，所述燃气与空气内的氧气燃烧构成的火焰区域形成独立的还原区，还原反应产物SO2 在火焰高压的作用下上浮由炉体上方出口排出，在氧化区内二次空气装置通入定量空气，使还原反应中剩余的原料残渣进行氧化燃烧，氧化热通过热辐射向下传递并利用于还原反应中；
[0022]4)硫酸的制备：物料在炉法反应器中完成反应后生成的SO2气体经文氏管、泡沫塔、电子除雾进行降温、除尘、去杂完成后进入接触室，并在接触室内由五氧化钒进行催化反应生成SO3,后经吸收塔吸收水合产生硫酸，进入成品料仓，完成硫酸的制备过程。
[0023]优选地，所述步骤4)后还包括将炉法反应器内的固渣制作水泥的工艺，具体为：炉法反应器内还原区的固体反应残渣由炉体下方残渣出料口排出，进入回转窑炉并由配料口输送相应配料，经回转窑炉在1300
‑
1450℃煅烧后得水泥熟料，水泥熟料输入成品料仓，同
时炉气可通过回转窑炉上方气体出口进入预热器中，回收热能。
[0024]优选地，所述一次空气装置、二次空气装置、燃烧气装置以及失重秤分别通过外部PLC控制器控制使用。
[0025]与现有技术相比，本技术有以下有益效果：
[0026]本技术的基于磷石膏炉法的硫酸生产系统及生产工艺，通过一次风、二次风和燃气装置，使还原区和氧化区格隔离完全，以保证磷石膏的燃烧还原反应能在独立的还原区进行，提高了磷石膏的分解率。另该反应器在氧化区通入二次空气，可使残余气体和残余原料进行氧化燃烧，使氧化热传递至还原区进行利本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于磷石膏炉法的硫酸生产系统，其特征在于：包括前端给料组件、中间炉法反应组件以及后端硫酸制备组件，所述中间炉法反应组件包括炉法反应器，所述炉法反应器包括还原区与氧化区，所述还原区设置有一次空气进口、燃烧气进口以及固体物料进口，所述氧化区设置有二次空气进口，所述一次空气进口连接有一次空气装置，所述燃烧气进口连接有燃烧气装置，所述固体物料进口连接前端给料组件的物料出口，所述二次空气进口连接有二次空气装置，所述氧化区上部设置有SO2气体出口，所述SO2气体出口连接后端硫酸制备组件的气体进口，所述前端给料组件包括磷石膏的脱水烘干机，前端给料组件同时包括三组分别破碎磷石膏、焦炭、硅石的破碎磨粉机和单料料仓，各组的破碎磨粉机的物料出口连接对应的单料料仓，所述单料料仓的物料出口均连接将原料均匀混合的混合机，所述混合机的出料口连接造粒机，所述造粒机的出料口连接将原料预热至200
‑
400℃的预热器，所述预热器的出料口连接混合料仓，所述混合料仓的出料口通过连续给料器连接至还原区的固体物料进口，所述脱水烘干机的物料出口对应磷石膏破碎磨...

【专利技术属性】
技术研发人员：向达，
申请(专利权)人：杭州亚太化工设备有限公司，
类型：新型
国别省市：