一种石膏还原分解联产生石灰及硫磺的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种石膏还原分解联产生石灰及硫磺的装置及方法，属于固废资源化利用领域，包括回转窑，回转窑分为碳热还原区和干燥预热区，且碳热还原区与干燥预热区相连通，干燥预热区内置有石膏，碳热还原区内置有碳材料；所述干燥预热区内中部设置滚筒，滚筒外侧和回转窑窑壁之间设置第一螺旋片，滚筒内壁设置第二螺旋片，第一螺旋片和第二螺旋片的螺旋方向相反，石膏先由第一螺旋片输送而后进入滚筒内部由第二螺旋片输送。该装置可将难以处理的工业副产石膏资源化利用联产生石灰及硫磺产品，且通过滚筒的设置，实现了高温粉体与低温粉体之间的固

【技术实现步骤摘要】
一种石膏还原分解联产生石灰及硫磺的装置及方法


[0001]本专利技术属于固废资源化利用领域，具体涉及一种石膏还原分解联产生石灰及硫磺的装置及方法。

技术介绍

[0002]这里的陈述仅提供与本专利技术相关的
技术介绍
，而不必然地构成现有技术。
[0003]目前，工业副产石膏大量堆存，既占用土地，又浪费资源，含有的酸性及其他有害物质容易对周边环境造成污染，且工业副产石膏的利用量及利用率均较低。
[0004]利用CaSO4还原分解技术将工业副产石膏还原分解制备生石灰及含硫副产品的工艺路线已经打通，但对于与其配套的石膏煅烧装置还不成熟。且目前脱硫石膏还原分解制备生石灰装置与高浓度SO2制备硫磺装置是分别进行的，设备增加导致了占地面积及投资成本的增加，装置集成度差。另外，石膏还原分解过程需要在高温下进行，因此导致能耗较高。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种石膏还原分解联产生石灰及硫磺的装置及方法，该装置可将难以处理的工业副产石膏资源化利用联产生石灰及硫磺产品，且通过滚筒的设置，实现了高温粉体与低温粉体之间的固
‑
固换热，系统能量梯级利用。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种石膏还原分解联产生石灰及硫磺的装置，包括回转窑，回转窑分为碳热还原区和干燥预热区，且碳热还原区与干燥预热区相连通，干燥预热区内置有石膏，碳热还原区内置有碳材料；所述干燥预热区内中部设置滚筒，滚筒外侧和回转窑窑壁之间设置第一螺旋片，滚筒内壁设置第二螺旋片，第一螺旋片和第二螺旋片的螺旋方向相反，石膏先由第一螺旋片输送而后进入滚筒内部由第二螺旋片输送。
[0008]作为进一步的技术方案，所述干燥预热区对应于滚筒远离第一给料机的一端设置返料机构；碳热还原区内中部设置通气管，通气管一端延伸至碳热还原区外部与还原气入口连接，通气管另一端延伸至干燥预热区的滚筒。
[0009]作为进一步的技术方案，所述干燥预热区与第一给料机连接，第一给料机顶部设置石膏入口，由石膏入口向第一给料机内进料石膏，第一给料机将石膏输送至干燥预热区。
[0010]作为进一步的技术方案，所述干燥预热区底部远离第一给料机设置高温烟气入口，干燥预热区底部靠近第一给料机设置生石灰出口，干燥预热区顶部靠近第一给料机设置低温烟气出口和水蒸气出口；滚筒的输送出口与生石灰出口连通。
[0011]作为进一步的技术方案，所述碳热还原区与第二给料机连接，第二给料机顶部设置碳材料入口，由碳材料入口向第二给料机内进料碳材料，第二给料机将碳材料输送至碳热还原区。
[0012]作为进一步的技术方案，所述碳热还原区底部靠近第二给料机设置高温烟气入
口，碳热还原区底部远离第二给料机设置碳材料出口，碳热还原区顶部靠近第二给料机设置含硫还原气出口，碳热还原区顶部远离第二给料机设置低温烟气出口。
[0013]作为进一步的技术方案，所述含硫还原气出口与高温分离器连通，高温分离器与冷凝器连通，高温分离器还与燃烧器连接，燃烧器通过通路与高温烟气入口连通；冷凝器与高温过滤器连接，高温过滤器与硫磺回收装置连接。
[0014]作为进一步的技术方案，所述碳热还原区和干燥预热区的连通处尺寸小于碳热还原区、干燥预热区的尺寸；碳热还原区和干燥预热区的连通处的通气管外侧为含硫还原气的通路，含硫还原气由干燥预热区流向碳热还原区。
[0015]第二方面，本专利技术还提供了一种石膏还原分解联产生石灰及硫磺的方法，其采用如上所述的石膏还原分解联产生石灰及硫磺的装置；该方法包括以下步骤：
[0016]石膏通过第一给料机输入回转窑的干燥预热区，石膏首先送入滚筒与窑壁之间，通过第一螺旋片输送石膏，完成石膏预热与干燥过程；干燥预热后的石膏进入滚筒内部，在滚筒内部反向输送石膏，在此过程中，向滚筒内部通入还原气，将石膏在滚筒内还原分解生成生石灰及高浓度SO2烟气；
[0017]生石灰在滚筒内与滚筒外侧石膏进行固
‑
固换热，降温后的生石灰从回转窑排出；高浓度SO2烟气中含有未反应完全的还原性气体，送入回转窑碳热还原区与碳材料发生反应；SO2被还原为单质硫蒸气及少量COS副产物，碳材料热解气化生成了活性碳材料及还原性气体。
[0018]作为进一步的技术方案，单质硫蒸气协同还原性气体从回转窑排出进入高温分离器，分离下来的碳材料送入燃烧器作为燃料提供热量；从高温分离器出来的含硫还原气经冷凝器降温进入高温过滤器进行精除尘；精除尘后的还原气进入硫磺回收装置回收得到高品质硫磺，并储存在硫磺储罐中；回收完硫磺的还原气中含有还原性气体及少量COS副产物，还原气一部分送入燃烧器作为燃料，另一部分返回滚筒作为还原剂。
[0019]上述本专利技术的有益效果如下：
[0020]本专利技术的装置，石膏在干燥预热区内先由第一螺旋片输送过程中进行预热及干燥，而后进入滚筒内部被还原气进行还原分解生成生石灰及高浓度SO2烟气，由此将难以处理的工业副产石膏资源化利用联产生石灰及硫磺产品，生石灰可以作为产品直接外售，或根据需要制备其他钙基产品，而硫磺作为重要的工业原料，均具有极高的市场价值。
[0021]本专利技术的装置，实现了石膏还原煅烧制备生石灰与高浓度SO2还原制备硫磺两个工艺过程的集成，极大地缩短了工艺流程，减少了装备数量，降低了投资。
[0022]本专利技术的装置，利用碳材料热解气化产生的热解气耦合碳材料还原SO2制备硫磺，与纯炭热还原SO2制备硫磺相比，碳材料耗量降低，还原剂地利用率提高，经提高了系统经济性。
[0023]本专利技术的装置，通过在回转窑中设置滚筒，实现了高温粉体与低温粉体之间的固
‑
固换热，系统能量梯级利用，降低了工艺能耗，极大的提高了经济性。
[0024]本专利技术的装置，不仅为目前难以处理的工业石膏提供了全新的可持续的无污染的处理方式，实现了石膏的资源化利用，同时可以缓解硫磺资源紧缺的现状，降低硫资源对外依存度，生石灰可以直接作为产品用于化工、钢铁、冶金及环保等行业，也可根据需要生产其他钙基产品。若将生石灰返回脱硫系统，则可以实现烟气脱硫系统钙循环，减少对石灰石
资源的开采，保护生态环境。
附图说明
[0025]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0026]图1是本专利技术根据一个或多个实施方式的石膏还原分解联产生石灰及硫磺的装置示意图；
[0027]图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用；
[0028]其中，1回转窑，2第一给料机，3石膏入口，4高温烟气入口，5生石灰出口，6低温烟气出口，7水蒸气出口，8滚筒，9第一螺旋片，10第二螺旋片，11第二给料机，12碳材料入口，13高温烟气入口，14碳材料出口，15含硫还原气出口，16低温烟气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
被还原为单质硫蒸气及少量COS副产物，碳材料热解气化生成了活性碳材料及还原性气体。10.如权利要求9所述的石膏还原分解联产生石灰及硫磺的方法，其特征是，单质硫蒸气协同还原性气体从回转窑排出进入高温分离器，分离下来的碳材料送入燃烧器作为燃料提供热量；从高温分...

【专利技术属性】
技术研发人员：马春元，夏霄，李军，朱振坤，张立强，陈桂芳，常景彩，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：