用磷石膏通过CaS制备高浓度SO₂烟气的方法及反应器

摘要

用磷石膏通过CaS制备高浓度SO₂烟气的方法及反应器，属于建材、固废利用和化工领域。方法步骤为：干燥脱水、预热还原分解、及煅烧冷却。用于方法中的悬浮还原分解反应器（7）由上部设置的热烟气和分解产物出口（24）和氧化气氛热风进口（25）；中部设置的循环物料进口（26）、还原气氛热风进口（27）和烘干后的无水石膏进料口（28）；下部设置的燃料进口（29）、点火喷油口（30）、高压风进口（31）和悬浮发生器（32）；及悬浮还原分解反应器体组成。本发明的优点在于：工艺流程短、反应气氛易于控制、磷石膏还原分解温度低、还原分解效率高、SO₂烟气浓度高，高温烧出的CaO能直出售或制成建材产品销售；悬浮还原分解反应器（7）结构简单、操作方便。

主权项

一种用磷石膏通过CaS制备高浓度SO₂烟气的方法，其特征在于该方法的具体步骤如下：a.干燥脱水：原料磷石膏由第一定量皮带秤(1)和送料皮带机(2)送至打散烘干机(4)，来自机械式沸腾热风炉(13)及1#旋风预热器(8)的温度为700℃的热烟气在此与磷石膏混合，磷石膏打散的同时被热烟气加热脱除全部游离水和部分结晶水，停留1‑2秒后被热烟气带出打散烘干机(4)，进入管式气流干燥器(5)，在此与来机械式沸腾自热风炉(13)的700℃的热烟气进行2‑3秒热交换，脱除全部结晶水后生成无水石膏；通过袋式收尘器(6)收集后送入悬浮还原分解反应器(7)底部进行还原分解反应；b.预热还原分解：经袋式收尘器(6)收集下来后的温度为100℃的无水石膏通过溜管进入烟室到2#旋风预热器组(17)换热管预热到600℃后，随气流带到2#旋风预热器组(17)分离后进入悬浮还原分解反应器(7)底部，在以煤粉中的C作为还原反应物质及供热来源存在的800‑1000℃的环境中发生还原分解反应，其中煤粉按照C/S摩尔比0.4～0.85计量喷入悬浮还原分解反应器(7)还原区下部，堆棚中的原煤经第二调速定量皮带秤(14)计量后进入煤粉立磨系统(15)内，粉磨后的煤粉按1～1.45kg/Nm³SO₂的比例由煤粉秤(16)计量后喷入悬浮还原分解反应器(7)，反应器下部形成还原气氛；悬浮还原分解反应器(7)上部通入热空气，构成弱氧化气氛，物料在悬浮还原分解反应器(7)内自形成内部循环；悬浮还原分解反应器(7)中部通入供风风机(22)和窑头罩(20)热烟气，悬浮还原分解反应器(7)内平均气流速度为4.5～5.5m/s，还原分解反应为：CaS0₄(s)+2C(s)＝CaS(s)+2C0₂(g)；还原分解后的物料由850℃的热烟气带入1#旋风预热器(8)反应并气固分离，并通过1#旋风预热器(8)下的分料阀(9)构成外部循环，进入回转窑(19)煅烧生产高浓度SO₂；1#旋风预热器(8)出来的700～850℃的含尘高温烟气均接入打散烘干机(4)内，作为磷石膏烘干热源；2#旋风预热器组(17)出来的高浓度SO₂烟气进入制酸系统处理；c.煅烧冷却：产生的CaS及其CaSO₄混合物由窑尾烟室(18)进入两档回转窑(19)进行煅烧，其反应为：3CaS0₄(s)+CaS(s)＝4CaO(s)+4S0₂(g)，本反应煅烧温度控制在1200℃以下；煅烧产生的烟气含有高浓度的SO₂，通过窑尾烟室(18)接入2#旋风预热器组(17)，高温烟气与袋收尘器(6)收集下的无水石膏进行热交换后，物料进入分解系统，SO₂烟气进入制酸系统处理；回转窑(19)煅烧后的含有活性CaO的混合物的高温物料通过冷却机(23)降温冷却后进行储存和外销；回转窑(19)窑头的燃烧用煤粉按0.85～1.15kg/Nm³SO₂的比例由原煤经过煤粉立磨系统(15)粉磨、经煤粉秤(16)计量后由喷煤燃烧器(21)伸入窑头罩(20)喷入回转窑(19)内来提供；生产过程中原料磷石膏分解率大于95％，并通过生产率为15％～35％的中间产物CaS，制备含有SO₂烟气的浓度达到12％～25％，固体产物为硅酸盐产物和活性CaO混合物，其中活性CaO含量大于75％。