一种能产生高浓度二氧化硫的磷石膏预分解系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种能产生高浓度二氧化硫的磷石膏预分解系统，包括水泥预分解回转窑、水泥预分解炉和5级悬浮预热器，水泥预分解窑的窑头连有三次风管，预热器C1和C2相连，预热器C1与生料库相连，预热器C2的底端通过新增风管与三次风管连接；预热器C3、C4和C5依次相连，预热器C5与水泥预分解炉的前端相连通，水泥预分解炉的末端与回转窑的窑尾相连，预热器C2的底端通过下料管道与预热器C4相连，预热器C5底端通过循环料管与水泥预分解炉的末端相连。本实用新型专利技术的磷石膏预分解系统，在原水泥预分解窑系统设备设施的基础上，通过结构改造，能够快速得到磷石膏制硫酸联产水泥系统，大大节约了新建磷石膏分解系统的时间和成本。大大节约了新建磷石膏分解系统的时间和成本。大大节约了新建磷石膏分解系统的时间和成本。

【技术实现步骤摘要】
一种能产生高浓度二氧化硫的磷石膏预分解系统


[0001]本技术涉及石膏制硫酸和联产水泥熟料
，具体而言，涉及一种能产生高浓度二氧化硫的磷石膏预分解系统。

技术介绍

[0002]我国是世界上水泥、磷化工生产和消费大国，也是能源十分紧缺国家，随着我国经济的不断增长，资源相对不足的矛盾日益突出。
[0003]工业副产石膏是化工企业生产排放的固体废弃物，放置这些废渣不仅大量占用土地，且易造成环境污染。仅以磷石膏为例，目前我国磷石膏年排放量达到8000万吨，年处理量不足其排放量的20％，且现在只能以生产低档建材产品为产业链主体。建立大量化处理、低成本生产磷石膏制酸技术是打破磷化工发展瓶颈和实现磷化工循环经济的重要内容，也是磷化工行业的迫切需求。
[0004]近年来，新能源汽车的快速发展，推动了磷酸铁锂电池的需求增长。2020年11月初，国务院办公厅发布的《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》提出，到2025年新能源汽车销量达到汽车新车销售总量的20％左右。随着磷酸铁锂需求的不断扩张，使得上游磷酸铁出现供不应求的局面。其价格自2021年以来持续攀升，目前仍处于高位。以“固相法”为例，其是目前制备磷酸铁锂的主流工艺，所使用的主要原材料为磷酸铁和碳酸锂，磷酸铁是磷酸铁锂电池正极材料所必需的原材料，且磷酸铁的品质对磷酸铁锂电池的性能至关重要。根据当前的生产工艺水平，平均1吨磷酸铁锂消耗约0.96吨磷酸铁。随着新能源汽车和储能市场对锂电池需求的日益扩张，行业即将迈入TWh(太瓦时)时代，预计至2025年磷酸铁锂需求量约为200万吨级别，到2030年将超过500万吨，即增加磷石膏年排放1500万吨以上，届时全国的磷石膏年排放量达到9500万吨，处理压力巨大。
[0005]要做好磷石膏的资源化利用，用量最大、技术最成熟的方法是磷石膏制硫酸联产水泥熟料工艺。但目前存在的问题是：一方面，目前各大磷化工都是以自建基建项目进行申报，周期长，项目评审要求高。而另一方面，2500t/d及其以下规模的水泥生产线已经列出名单和排出了时间表，限期拆除。这样的局面不仅造成消耗磷化工企业资金和时间的巨大浪费，同时水泥企业的场地、设备和人力资源又不能得到充分利用。
[0006]有鉴于此，特提出本申请。

技术实现思路

[0007]为解决上述问题，本技术目的在于提供一种能产生高浓度二氧化硫的磷石膏预分解系统，在原水泥预分解窑系统设备设施的基础上，通过结构改造，能够快速得到磷石膏制硫酸联产水泥系统，大大节约了新建磷石膏分解系统的时间和成本。
[0008]本技术通过下述技术方案实现：
[0009]一种能产生高浓度二氧化硫的磷石膏预分解系统，包括水泥预分解回转窑、水泥预分解炉和5级悬浮预热器，水泥预分解窑的窑头连有三次风管，所述5级悬浮预热器包括
C1、C2、C3、C4和C5，预热器C1和C2相连形成窑列预热单元，预热器C1与生料库相连，预热器C2的底端通过新增风管二与三次风管连接；预热器C3、C4和C5依次相连形成炉列预热单元，预热器C5与水泥预分解炉的前端相连通，水泥预分解炉的末端与回转窑的窑尾相连通，预热器C2的底端通过下料管道与预热器C4相连，预热器C5底端通过循环料管与水泥预分解炉的末端相连，预热器C5底端通过下料管与水泥预分解回转窑的窑尾相连。
[0010]本技术的磷石膏预分解系统，在原水泥预分解窑系统设备设施的基础上，通过结构改造，能够快速得到磷石膏制硫酸联产水泥系统，大大节约了新建磷石膏分解系统的时间和成本。本技术充分利用原水泥预分解窑系统设备设施，将原5级悬浮预热器改造成为2级窑列和3级炉列磷石膏生料预热器，增加磷石膏循环料分解炉，能够使水泥生产线在较短的时间内改造成为一条新的磷石膏制硫酸联产水泥熟料，同时使该系统能够实现磷石膏在窑外的分解率达到90％以上。
[0011]进一步的，水泥预分解炉与加长管道连接形成“鹅颈管”，并在分解炉内部沿着全长范围设有多个缩口，能够使物料和烟气在分解炉内产生“喷腾效应”增加换热时间，确保石膏的预分解。
[0012]进一步的，预热器C1前端出气口与磷石膏烘干破碎系统相连，炉列预热单元分离的烟气送至石膏烘干破碎机作为烘干热源。
[0013]进一步的，预热器C3的前端出气口通过新增风管一与SP锅炉相连，SP锅炉的出气端连有电收尘器，电收尘器的出气端与硫酸制备系统相连；由三次风管引来的窑头高温气体经过预热器C1和C2分离的高温烟气，进入窑尾SP锅炉进行降温，再经电除尘器净化后，可以送入硫酸制备系统进行制酸；由于将窑列气体与炉列气体分流后，用于制酸烟气体积较现有工艺制酸烟气体积大大降低，从而获得高气浓二氧化硫烟气，能够为制酸系统提供优质、稳定气源。
[0014]进一步的，水泥预分解回转窑的窑头连有篦冷机，篦冷机与三次风管相连，将窑头700
‑
800℃的熟料冷却的高温气体送至炉列预热单元。
[0015]进一步的，水泥预分解回转窑中窑尾与窑头的燃烧比例为66：34。
[0016]进一步的，“鹅颈管”分解炉的中段和下段设置有还原风进口，“鹅颈管”分解炉的下段设置有氧化风进口，与还原风一样，由于在同一断面呈螺旋方向多股进入分解炉，对分解炉内的气流进行扰动，能够进一步延长磷石膏生料在炉内的停留时间。
[0017]进一步的，预热器C2、C3、C4和C5的内筒均设置为过热器，这样产生过热蒸汽能够用于余热发电。
[0018]本技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
[0019]1、本技术实施例提供的一种能产生高浓度二氧化硫的磷石膏预分解系统，在原水泥预分解窑系统设备设施的基础上，通过结构改造，能够快速得到磷石膏制硫酸联产水泥系统，大大节约了新建磷石膏分解系统的时间和成本；
[0020]2、本技术实施例提供的一种能产生高浓度二氧化硫的磷石膏预分解系统，按照2500t/d水泥生产线为例，改造后的年处理磷石膏可以达到150万吨，每条生产线的改造费用仅3.0亿元，与全新建5.5亿元相比较，每条线节约2.5亿元；
[0021]3、本技术实施例提供的一种能产生高浓度二氧化硫的磷石膏预分解系统，相比正常新建磷石膏系统的建设周期18个月，本技术的改造项目可以缩短建设周期6个
月以上，可以节约大量的建设期成本支出。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本技术示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0023]图1为本技术实施例提供的生产系统结构图。
[0024]附图标记及对应零部件名称：
[0025]1‑
水泥预分解回转窑，2
‑
三次风管，3
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种能产生高浓度二氧化硫的磷石膏预分解系统，包括水泥预分解回转窑、水泥预分解炉和5级悬浮预热器，水泥预分解窑的窑头连有三次风管，所述5级悬浮预热器包括C1、C2、C3、C4和C5，其特征在于，预热器C1和C2相连形成炉列预热单元，预热器C1与生料库相连，预热器C2的底端通过新增风管二与三次风管连接；预热器C3、C4和C5依次相连形成窑列预热单元，预热器C5与水泥预分解炉的前端相连通，水泥预分解炉的末端与回转窑的窑尾相连通，预热器C2的底端通过下料管道与预热器C4相连，预热器C5底端通过循环料管与水泥预分解炉的末端相连，预热器C5底端通过下料管与水泥预分解回转窑的窑尾相连。2.根据权利要求1所述的一种能产生高浓度二氧化硫的磷石膏预分解系统，其特征在于，水泥预分解炉与加长管道连接形成“鹅颈管”。3.根据权利要求1所述的一种能产生高浓度二氧化硫的磷石膏预分解系统，其特征在于，预热器C1前端出气口与磷石膏烘干破碎系统相连。4.根据权利要求1所述的一种能产生高浓度二氧化硫的磷石...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄开华，黄鹂，杨连树，陈先勇，陈志维，
申请(专利权)人：成都金长岷环保科技有限公司，
类型：新型
国别省市：