申请/专利权人：四川绵竹市盘龙矿物质有限责任公司;郝付勇

申请日：2019-04-26

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN109912245B

主分类号：C04B11/032

分类号：C04B11/032

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2019.07.16#实质审查的生效;2019.06.21#公开

摘要：本发明公开了一种硫酸生产联产石膏粉的方法及装置，以磷石膏为原料，硫酸生产产生的高温二氧化硫气体作为热源，包括以下制备步骤：1将磷石膏进行调浆，加入碱性材料改性，对改性完成的磷石膏浆进行过滤后待用；2将上一步得到的改性磷石膏加入流化床内，同时管式换热器的管中通入硫酸生产产生的高温二氧化硫气体，从流化床底部向内鼓风，磷石膏从管式换热器的管间通过并与二氧化硫气体进行热交换，经过干燥煅烧后得到石膏粉。本发明能够将硫酸生产所产生的余热直接利用，无需转化，热能利用彻底，不浪费，同时将磷石膏转化为石膏粉，实现磷石膏的零排放，实现了两种工业副废最大限度的利用，节能减排，绿色循环。

主权项：1.一种硫酸生产联产石膏粉的方法，其特征在于，包括硫酸生产联产石膏粉的装置，该装置包括硫酸生产装置1，流化床2和管式换热器3，所述管式换热器3设在流化床2内，所述硫酸生产装置1通过进气管11与管式换热器3连通，所述流化床2和管式换热器3的组合可串联多个，所述流化床2顶部设有固体物料入口21和固体物料出口22，所述固体物料出口22通过固体物料流通管道5与相邻流化床2的固体物料入口21连通，所述流化床2底部设有入风口24，所述管式换热器3通过气体流通管道4连通；采用硫酸生产联产石膏粉的装置联产石膏粉时，具体方法为：以磷石膏为原料，硫酸生产产生的高温二氧化硫气体作为热源，包括以下制备步骤：1将磷石膏进行调浆，加入碱性材料改性，对改性完成的磷石膏浆进行过滤后得到改性磷石膏；2将步骤1得到的改性磷石膏加入流化床内，同时管式换热器的管中通入硫酸生产产生的高温二氧化硫气体，从流化床底部向内鼓风，磷石膏从管式换热器的管间通过并与二氧化硫气体进行热交换，经过干燥煅烧后得到石膏粉。

全文数据：一种硫酸生产联产石膏粉的方法及装置技术领域本发明涉及石膏建筑材料领域，尤其涉及一种硫酸生产联产石膏粉的方法及装置。背景技术硫酸生产包括硫铁矿、硫精砂及其它冶炼制酸和硫磺制酸过程中会产生大量的余热，而磷酸盐的生产大部分都需要使用硫酸，所以很多工厂是硫酸和磷化工装置配套建设，磷酸盐产品的副产物为磷石膏，磷石膏的堆放不仅占用了大量的土地资源，还由于风蚀、雨蚀对大气、水系及土壤造成污染，而且磷石膏堆场的建设费亦相当昂贵。磷石膏主要成份是硫酸钙结晶物，里面含有不溶性磷、水溶磷以及氟、有机物等有害杂质，这些杂质的存在导致磷石膏不能直接用于加工石膏粉，但磷石膏经过改性再煅烧成石膏粉后可做抹面石膏、石膏砂浆等建筑材料。目前，对于硫酸生产余热的利用普遍采用的是锅炉制蒸汽，蒸汽用于推动汽轮机发电后再用作干燥或浓缩的热源，或直接销售给其他用户，但局限性在于蒸汽无装置可利用时，硫酸因生产成本高而无法生产，且锅炉属于危险的特种设备，具有爆炸的危险，仅用于发电不仅经济价值低，而且热能利用效率不高，会造成相当部分能源浪费，而目前煅烧磷石膏均采用天然气为燃料，无天然气的地方就受到限制，磷石膏的消化途径也就受到限制。现有技术中，对于将硫酸生产所产生的余热进行直接利用的报道较少，且还没有关于硫酸生产所产生的余热与磷酸盐生产产生的废副结合利用的报道，如何使两种工业副废达到最大限度的利用，实现节能减排，绿色循环，实现磷石膏的零排放仍是目前亟待解决的问题。发明内容本发明的目的在于：提供一种硫酸生产联产石膏粉的方法，能够将硫酸生产所产生的余热直接利用，无需转化，热能利用彻底，不浪费，同时将磷石膏转化为石膏粉，实现磷石膏的零排放，实现了两种工业副废最大限度的利用，节能减排，绿色循环。本发明采用的技术方案如下：为实现上述目的，本发明提供一种硫酸生产联产石膏粉的方法，以磷石膏为原料，硫酸生产产生的高温二氧化硫气体作为热源，包括以下制备步骤：1将磷石膏进行调浆，加入碱性材料改性，对改性完成的磷石膏浆进行过滤后待用；2将上一步得到的改性磷石膏加入流化床内，同时管式换热器的管中通入硫酸生产产生的高温二氧化硫气体，从流化床底部向内鼓风，磷石膏从管式换热器的管间通过并与二氧化硫气体进行热交换，经过干燥煅烧后得到石膏粉。优选地，所述步骤1中使用的碱性材料是石灰乳或碱性工业废渣。磷石膏的主要成份是硫酸钙结晶物，里面含有不溶性磷、水溶磷以及氟、有机物等有害杂质，这些杂质的存在导致磷石膏不能直接用于加工石膏粉，但经过改性再煅烧成石膏粉后可做抹面石膏、石膏砂浆等建筑材料。优选地，所述步骤1中改性完成的磷石膏浆的pH值为8～12。通过加入石灰乳或碱性工业废渣能中和磷石膏中的残留酸，调整磷石膏的pH值，消除磷石膏中残留酸对其性能的影响。优选地，所述步骤1中的过滤方法包括依次进行的压滤、真空过滤和离心机，过滤后的改性磷石膏中游离水含量小于25％。优选地，所述步骤1中的高温二氧化硫气体与磷石膏的流动方向相反。磷石膏与二氧化硫气体为逆向交换热量，低温区温度在80～100度，用于干燥磷石膏的表面水，高温区温度在160～210度，用于煅烧磷石膏的结晶水，采用PLC来控制各区的温度、物料从进料到出料的时间控制在18至30分钟，超过时补入冷风。优选地，所述步骤2中磷石膏干燥煅烧的时间为18～30分钟。因磷石膏煅烧前需要烘干掉表面水，需求温度较低，可以将低位热量全部利用。经测算，每生产1吨硫酸，可利用的余热为85万大卡，相当于0.121吨标煤的发热量，减少燃煤的污染物排放。以年产20万吨硫酸装置为例，年可节约标煤2.42万吨，同时降低硫酸生产成本。由于磷石膏生产水泥缓凝剂、石膏砖等的运输半径限制在100公里范围内，而上述方法加工成石膏粉可用于生产石膏板、隔墙材料、石膏腻子等建筑材料，运输半径可延伸至1000公里，扩大了磷石膏的消化量，以年产20万吨硫酸装置为例，每年可生产48.4万吨磷石膏粉，解决了磷石膏堆存带来的环境污染问题，实现减排的目的。本发明还提供一种硫酸生产联产石膏粉的装置，包括硫酸生产装置，流化床和管式换热器，所述管式换热器设在流化床内，所述硫酸生产装置通过进气管与管式换热器连通，所述流化床和管式换热器的组合可串联多个，所述流化床顶部设有固体物料入口和固体物料出口，所述固体物料出口通过固体物料流通管道与相邻流化床的固体物料入口连通，所述流化床底部设有入风口，所述管式换热器通过气体流通管道连通。根据实际需要将流化床与管式换热器组合串联，将磷石膏从流化床的固体物料入口加入，同时流化床底部向内鼓风将固体物料鼓动，通入管式换热器管内的高温二氧化硫气体与流化床内的磷石膏进行热交换，流化床使磷石膏固体物料在气体鼓动的作用下变成流体，物料流体通过固体物料流通管道在管式换热器的管间进行流动，实现了管外低温流体与管内的高温二氧化硫气体进行间接热交换，达到对磷石膏进行煅烧的作用，最后从流化床的固体物料出口得到石膏粉。优选地，所述硫酸生产装置为沸腾炉或焚硫炉。优选地，所述流化床和管式换热器的组合可串联1～5个使用。通过实际的生产需要可以选择串联的个数，通过串联使用能够较大程度提高磷石膏煅烧效率，提高能源利用率。优选地，所述流化床中部竖向设有一隔板，所述流化床的固体物料入口和固体物料出口分布在隔板两侧。当磷石膏从固体物料入口加入到流化床内部时，磷石膏在隔板的阻挡作用下不会直接从固体物料出口流出，避免了物料短路，使固体物料能够在流化床内被充分鼓动，煅烧更加均匀。综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：1.本发明利用硫酸生产的余热将磷石膏转化为石膏粉，两种工业废副结合利用，发挥各自的作用，实现了两种工业副废的最大利用率，减少了磷石膏的堆存，实现了磷石膏的零排放，解决了磷石膏堆存带来的环境污染问题，节能减排，绿色循环。2.本发明通过将硫酸生产的余热直接利用，开辟了新的硫酸生产的余热利用方式和渠道，解决了锅炉制蒸汽这一种利用方法带来的限制，同时也不局限于干燥煅烧磷石膏，同样可适用于干燥其他固体粉末物料，用途更广泛，无锅炉这种危险的特种设备，杜绝了爆炸的危险源，安全可靠，实用性强。3.本发明通过将硫酸生产的余热直接利用于磷石膏的干燥和煅烧，无二次转化，热能利用率高，不产生能源浪费。4.本发明生产所得的磷石膏粉可以作为建筑材料使用，可以替代天然石膏粉，减少甚至消除对天然石膏的开采，实现硫磷建的绿色循环经济模式，具有很强的实用性和经济价值。附图说明本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：图1是本发明装置的结构示意图。图中标记为：1-硫酸生产装置，11-进气管，2-流化床，21-固体物料入口，22-固体物料出口，23-隔板，24-入风口，3-管式换热器，4-气体流通管道，5-固体物料流通管道。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例1一种硫酸生产联产石膏粉的方法，以磷石膏为原料，硫酸生产产生的高温二氧化硫气体作为热源，包括以下制备步骤：1将磷石膏进行调浆，向磷石膏浆中加入石灰乳进行改性直到磷石膏浆的pH值为6为止，将改性完成的磷石膏浆依次进行压滤、真空过滤和离心机，最终使过滤后的改性磷石膏中游离水含量小于25％即可；2将上一步得到的改性磷石膏加入流化床内，同时管式换热器的管中通入二氧化硫气体，从流化床底部向内鼓风，磷石膏从管式换热器的管间通过并与二氧化硫气体进行逆向热交换，经过20分钟的干燥煅烧后从流化床的固体物料出口得到石膏粉。一种硫酸生产联产石膏粉的装置，包括硫酸生产装置1，流化床2和管式换热器3，所述管式换热器3设在流化床2内，所述硫酸生产装置1通过进气管11与管式换热器3连通，所述流化床2和管式换热器3的组合可串联多个，所述流化床2顶部设有固体物料入口21和固体物料出口22，所述固体物料出口22通过固体物料流通管道5与相邻流化床2的固体物料入口21连通，所述流化床2底部设有入风口24，所述管式换热器3通过气体流通管道4连通。本实施例中硫酸生产装置1为沸腾炉，流化床2和管式换热器3的组合串联3个使用。流化床2中部竖向设有一隔板23，流化床2的固体物料入口21和固体物料出口22分布在隔板23两侧。当磷石膏从固体物料入口21加入到流化床2内部时，磷石膏在隔板23的阻挡作用下不会直接从固体物料出口22流出，避免了物料短路，使固体物料能够在流化床2内被充分鼓动，煅烧更加均匀。实施例2一种硫酸生产联产石膏粉的方法，以磷石膏为原料，硫酸生产产生的二氧化硫气体作为热源，包括以下制备步骤：1将磷石膏进行调浆，向磷石膏浆中加入石灰乳进行改性直到磷石膏浆的pH值为9为止，将改性完成的磷石膏浆依次进行压滤、真空过滤和离心机，最终使过滤后的改性磷石膏中游离水含量小于25％即可；2将上一步得到的改性磷石膏加入流化床内，同时管式换热器的管中通入二氧化硫气体，从流化床底部向内鼓风，磷石膏从管式换热器的管间通过并与二氧化硫气体进行逆向热交换，经过25分钟的干燥煅烧后从流化床的固体物料出口得到石膏粉。一种硫酸生产联产石膏粉的装置，包括硫酸生产装置1，流化床2和管式换热器3，所述管式换热器3设在流化床2内，所述硫酸生产装置1通过进气管11与管式换热器3连通，所述流化床2和管式换热器3的组合可串联多个，所述流化床2顶部设有固体物料入口21和固体物料出口22，所述固体物料出口22通过固体物料流通管道5与相邻流化床2的固体物料入口21连通，所述流化床2底部设有入风口24，所述管式换热器3通过气体流通管道4连通。本实施例中硫酸生产装置1为沸腾炉，流化床2和管式换热器3的组合串联4个使用。流化床2中部竖向设有一隔板23，流化床2的固体物料入口21和固体物料出口22分布在隔板23两侧。当磷石膏从固体物料入口21加入到流化床2内部时，磷石膏在隔板23的阻挡作用下不会直接从固体物料出口22流出，避免了物料短路，使固体物料能够在流化床2内被充分鼓动，煅烧更加均匀。实施例3一种硫酸生产联产石膏粉的方法，以磷石膏为原料，硫酸生产产生的二氧化硫气体作为热源，包括以下制备步骤：1将磷石膏进行调浆，向磷石膏浆中加入碱性工业废渣进行改性直到磷石膏浆的pH值为12为止，将改性完成的磷石膏浆依次进行压滤、真空过滤和离心机，最终使过滤后的改性磷石膏中游离水含量小于25％即可；2将上一步得到的改性磷石膏加入流化床内，同时管式换热器的管中通入二氧化硫气体，从流化床底部向内鼓风，磷石膏从管式换热器的管间通过并与二氧化硫气体进行逆向热交换，经过30分钟的干燥煅烧后从流化床的固体物料出口得到石膏粉。一种硫酸生产联产石膏粉的装置，包括硫酸生产装置1，流化床2和管式换热器3，所述管式换热器3设在流化床2内，所述硫酸生产装置1通过进气管11与管式换热器3连通，所述流化床2和管式换热器3的组合可串联多个，所述流化床2顶部设有固体物料入口21和固体物料出口22，所述固体物料出口22通过固体物料流通管道5与相邻流化床2的固体物料入口21连通，所述流化床2底部设有入风口24，所述管式换热器3通过气体流通管道4连通。本实施例中硫酸生产装置1为焚硫炉，流化床2和管式换热器3的组合串联5个使用。流化床2中部竖向设有一隔板23，流化床2的固体物料入口21和固体物料出口22分布在隔板23两侧。当磷石膏从固体物料入口21加入到流化床2内部时，磷石膏在隔板23的阻挡作用下不会直接从固体物料出口22流出，避免了物料短路，使固体物料能够在流化床2内被充分鼓动，煅烧更加均匀。

权利要求：1.一种硫酸生产联产石膏粉的方法，其特征在于，以磷石膏为原料，硫酸生产产生的高温二氧化硫气体作为热源，包括以下制备步骤：1将磷石膏进行调浆，加入碱性材料改性，对改性完成的磷石膏浆进行过滤后得到改性磷石膏；2将步骤1得到的改性磷石膏加入流化床内，同时管式换热器的管中通入硫酸生产产生的高温二氧化硫气体，从流化床底部向内鼓风，磷石膏从管式换热器的管间通过并与二氧化硫气体进行热交换，经过干燥煅烧后得到石膏粉。2.根据权利要求1所述的一种硫酸生产联产石膏粉的方法，其特征在于，所述步骤1中使用的碱性材料是石灰乳或碱性工业废渣。3.根据权利要求1所述的一种硫酸生产联产石膏粉的方法，其特征在于，所述步骤1中改性完成的磷石膏浆的pH值为6～12。4.根据权利要求1所述的一种硫酸生产联产石膏粉的方法，其特征在于，所述步骤1中的过滤方法包括依次进行的压滤、真空过滤和离心机，过滤后的改性磷石膏中游离水含量小于25％。5.根据权利要求1所述的一种硫酸生产联产石膏粉的方法，其特征在于，所述步骤1中的高温二氧化硫气体与磷石膏的流动方向相反，所述管式换热器沿二氧化硫气体流动方向依次分为高温区和低温区。6.根据权利要求1所述的一种硫酸生产联产石膏粉的方法，其特征在于，所述步骤2中磷石膏干燥煅烧的时间为18～30分钟。7.一种硫酸生产联产石膏粉的装置，其特征在于，包括硫酸生产装置1，流化床2和管式换热器3，所述管式换热器3设在流化床2内，所述硫酸生产装置1通过进气管11与管式换热器3连通，所述流化床2和管式换热器3的组合可串联多个，所述流化床2顶部设有固体物料入口21和固体物料出口22，所述固体物料出口22通过固体物料流通管道5与相邻流化床2的固体物料入口21连通，所述流化床2底部设有入风口24，所述管式换热器3通过气体流通管道4连通。8.根据权利要求7所述的一种硫酸生产联产石膏粉的装置，其特征在于，所述硫酸生产装置1为沸腾炉或焚硫炉。9.根据权利要求7所述的一种硫酸生产联产石膏粉的装置，其特征在于，所述流化床2和管式换热器3的组合可串联1～5个使用。10.根据权利要求7所述的一种硫酸生产联产石膏粉的装置，其特征在于，所述流化床2中部竖向设有一隔板23，所述流化床2的固体物料入口21和固体物料出口22分布在隔板23两侧。

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