煤系硫铁矿富氧空气焙烧制硫酸联产铁精粉的方法

摘要

煤系硫铁矿富氧空气焙烧制硫酸联产铁精粉的方法，属含煤硫铁矿资源化利用技术领域。包括：预处理后煤系硫铁矿和富氧空气送入沸腾炉焙烧，高温炉气经水管废热锅炉等降温收尘，炉气采用一级动力波洗涤器-填料洗涤塔-两级电除雾器降温除雾，在干燥塔前补充适量普通空气，控制进转化器气体氧气和二氧化硫体积分数比在0.8及以上，气体进入转化吸收系统，经过两次转化、两次吸收，尾气达标排放。回收炉气热能，渣尘热能及电收尘器后炉气、转化系统转化气及吸收系统循环酸热能，副产中、低压蒸汽。本发明充分利用了硫酸生产过程中产生的高、中位热能，并且回收利用了稀硫酸资源，实现了硫酸生产投资少、生产成本低、废热回收率高、生产清洁无污染。

主权项

煤系硫铁矿富氧空气焙烧制硫酸联产铁精粉的方法，其特征在于，包括以下连续步骤：（a）通过风机将一次富氧空气从沸腾炉底部鼓入沸腾炉内，将经过预处理后组分相对稳定的煤系硫铁矿从加料口送入所述沸腾炉内焙烧，控制所述煤系硫铁矿加入量以便维持所述沸腾炉床层温度在800~950℃、出口炉气温度在900~1000℃； （b）通过至少一个富氧空气进口，将富氧空气总流量10%~30%的二次富氧空气送入所述沸腾炉内，以补充一次风量，从而提供足以使硫铁矿和碳完全燃烧所需的氧；控制进入所述沸腾炉富氧空气总流量，使得所述沸腾炉出口炉气中氧气体积分数控制在2%左右，或者直接控制出口炉气中氧气与二氧化硫体积分数比值≥0.8；（c）所述富氧空气中氧的体积分数至少为22%，所述富氧空气由从空气中分离出来的纯的或不纯的氧气流形成，或由普通空气与所述纯的或不纯的氧气流的混合物形成；所述煤系硫铁矿硫质量分数≥40%、碳质量分数≥2%，粒度在50~400目；所述煤系硫铁矿中硫与碳存在以下关系：CS≥45－0.45CC，CS指煤系硫铁矿硫质量分数×100；CC指煤系硫铁矿有机碳质量分数×100；（d）所述煤系硫铁矿与所述富氧空气在所述沸腾炉内燃烧，经焙烧收尘系统降温收尘的炉气送入净化干燥系统，经一级动力波洗涤器——填料洗涤塔——两级电除雾器稀酸洗涤降温、除雾后送入干燥塔用浓硫酸干燥，最后进入转化系统和吸收系统，经过两次转化、两次吸收生成质量分数93%、98%硫酸、发烟硫酸、液体二氧化硫和液体三氧化硫产品，尾气通过烟囱排入大气；所述焙烧收尘、转化吸收系统产生热能送废热回收系统产中、低压蒸汽；所述沸腾炉、废热锅炉、旋风收尘器和电收尘器排出的热渣经冷渣机回收热能降温后，用输送设备送至渣场。2.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述焙烧收尘系统包括：至少一台沸腾炉、至少一台空气风机、一台水管废热锅炉、至少一台旋风收尘器、一台电收尘器和一台热管锅炉或热管省煤器，沸腾炉内至少一个二次风进口、至少一个应急空气进口、沸腾床层和上部扩大段内设置换热设备；所述煤系硫铁矿富氧空气焙烧强度控制在8‑12t/（d·m2），炉气停留时间控制在10~12s，沸腾床高度在1.4~1.5m；所述沸腾炉出口高温炉气经所述水管废热锅炉、旋风收尘器、电收尘器和热管锅炉或热管省煤器降温收尘；沸腾床层操作温度850~900℃、沸腾炉出口温度900~950℃。3.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述沸腾炉、废热锅炉、旋风收尘器和电收尘器排出的300~800℃热渣，经至少一台冷渣机回收热能降温至100℃以下，冷渣采用干法排渣系统或水力排渣系统送至渣场；所述干法排渣系统由增湿器和皮带输送机构成，所述水力排渣系统由排渣池、泥浆泵、陶瓷过滤机和输送机构成。4.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述废热回收系统由沸腾炉内冷却水管和/或热管换热设备、包括汽包导汽管及下降管的水管废热锅炉、冷渣机、电收尘器后热管锅炉或热管省煤器、转化吸收系统热管锅炉和/或热管省煤器、脱盐水预热器构成；脱盐水先经干吸系统脱盐水预热器加热后送入除氧器除氧，除氧脱盐水分3路：一路进入与所述沸腾炉、水管废热锅炉、旋风收尘器和电收尘器相连的冷渣机，回收300~800℃烧渣热能；一路进入所述电收尘器后设置的热管锅炉或热管省煤器回收300~400℃炉气热能；另一路进入转化系统热管锅炉和/或热管省煤器回收高温转化气热能；预热后的除氧脱盐水进入所述废热锅炉汽包，汽包中的锅炉给水一部分通过下降管进入所述沸腾炉床层内设置冷却水管和上部扩大段内设置的换热设备，回收所述煤系硫铁矿和富氧空气燃烧释放的热能，受热的锅炉给水以汽水混合物的形态通过导汽管返回所述废热锅炉汽包；另一部分锅炉给水进入所述废热锅炉管程用以冷却所述沸腾炉出来的900~1000℃的高温炉气，受热的锅炉给水同样以汽水混合物的形态通过导汽管返回所述废热锅炉汽包；汽包内产生的中压过热蒸汽用于发电，或者是代替电机驱动二氧化硫风机和/或空分装置压缩机。5.根据权利要求2的方法，其特征在于，沸腾炉内设有应急空气进口和上部扩大段换热设备，所述换热设备是20g锅炉钢材质的冷却水管，或者是12Cr1MoV、310S、309S高温钢材质的高温热管换热器，通过加热冷却水管或高温热管换热器夹套内的锅炉水，将燃烧热及时移出沸腾炉。