一种采用热解-还原联合技术生产硫磺的方法

摘要

一种采用热解-还原联合技术生产硫磺并联产海绵铁的方法，其步骤为：硫铁矿首先在一段热解还原流化床进行的第一步脱硫—高温热解生成硫蒸汽和硫化亚铁。热解过程需要的热量主要由来自管道反应器的高温烟气和该过程物料部分燃烧热提供；二段炉的氧化铁炉渣，采用的回转窑煤基直接还原方法，是在采用成熟的海绵铁生产技术基础上，充分利用了出二段炉氧化铁炉渣的高位热能和高活性，具有显著的节能降耗和提高生产效率作用。本技术节能效果显著，矿资源综合利用率高，环境友好，特别适于硫资源丰富地区大规模开发利用硫-铁资源及高硫劣质煤综合利用；同时，对有色冶炼行业伴生硫资源综合利用、高效利用开辟了新的途径。

主权项

一种采用热解‑还原联合技术生产硫磺的方法，其特征在于该方法包括下述步骤：①.将含硫品位在10%以上的硫铁矿加工成粒度2mm以下的适合流化床反应的颗粒；同样，也将无烟煤或焦煤加工成粒度2mm以下的适合流化床反应的颗粒；然后再将两种颗粒物料分别稳定加入一段热解还原流化床，在800‑850℃的温度下硫铁矿热解还原得到一段炉气和热炉渣；②.经预热200‑400℃后的空气进入二段回转窑焙烧炉中与从一段热解还原流化床进入到二段回转窑焙烧炉的热炉渣一起焙烧进行氧化反应脱硫，二段回转窑焙烧炉中炉内反应温度为800‑1100℃，物料停留时间20‑90min；制得SO2含量5‑20%，O2含量1‑5%，温度为800‑1100℃的二段炉气；在制得二段炉气的同时，热炉渣煅烧成含硫量小于0.5%的氧化铁炉渣；③.步骤②制得的氧化铁炉渣，根据实际情况选择两种不同的方法，生产两类不同的固体产物，方法一：在入一段热解还原流化床时若硫铁矿含硫量为10%‑30%，其产出的氧化铁炉渣，冷却后综合利用，二段炉气直接进入管道反应器再进入后续步骤；方法二：在入一段热解还原流化床时若硫铁矿含硫量高于35%，其产出的氧化铁炉渣采用三段回转窑铁还原炉直接还原，制得钢铁冶炼炉料；其方法是：将氧化铁炉渣直接进入三段回转窑铁还原炉，同时按碳还原氧化铁理论需碳量的1‑2倍加入粒度小于10mm无烟煤或焦炭颗粒，按入炉料量的0.5‑5.0%的比例加入氧化钙颗粒，此处入炉料指氧化铁炉渣和无烟煤，或氧化铁炉渣和焦炭颗粒；向三段回转窑铁还原炉内喷入煤气，煤气量为每吨入炉氧化铁炉渣喷入煤气500‑1000m3，控制煤气燃烧，使炉内物料温度900‑1150℃，出炉尾气CO含量为10‑30%；通过在回转窑内高温和还原气氛的作用，30min‑120min后氧化铁被碳还原成单质铁，经出窑冷却，分选提纯，用作炼钢原料；出三段回转窑铁还原炉含有CO的高温烟气即三段炉气，进入后续步骤；在入一段热解还原流化床时若硫铁矿含硫量为30%‑35%时，方法一与方法二均适用；④.步骤②制得的二段炉气和步骤③产出的三段炉气一起进入管道反应器，保持气体温度在700‑1100℃，在管道反应器内，50%以上SO2被还原成硫；在管道反应器反应后的二段炉气和三段炉气被抽送到一段热解还原流化床底，使进入一段热解还原流化床内的硫铁矿颗粒、煤炭颗粒流态化并被迅速加热；在保持炉气含CO量为0.5‑5%的条件下，硫铁矿颗粒在一段热解还原流化床内高温分解，分解率达到95%以上；同时，从管道反应器进入一段热解还原流化床内的二段炉气和三段炉气中剩余的二氧化硫被炉内高温碳直接还原，且主要还原产物为硫蒸汽，并达到98%的还原率和85%以上的硫产率；⑤.将步骤①中所得一段炉气经冷凝器冷至液硫状态温度，进入硫分离器分离出液硫，固化后收取为产品；尾气经脱硫后排空；⑥.步骤⑤尾气处理回收的硫，以固态渣的形式加入一段热解还原流化床中循环利用。