一種石膏制酸熱工裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于石膏制硫酸聯產水泥技術領域，特別涉及一種石膏制酸熱工裝置。
【背景技術】
[0002]目前，我國磷石膏年排放量已超過5000萬噸(累計堆放量超過2.5億噸)，脫硫石膏年排放量已達3000萬噸，鹽石膏年排放量為500余萬噸，而且這些工業石膏將隨著磷復月巴、電力、海鹽業的發展而持續增加。工業石膏一般含有有害物質，長期堆放不僅占用大量土地，而且易造成環境污染，其綜合利用迫在眉睫。石膏制硫酸聯產水泥技術不僅可以大量處置磷石膏、脫硫石膏、鹽石膏等工業廢渣，而且可以降低硫礦和石灰石礦的開采，減少二氧化碳排放，是一項具有推廣應用前景的資源綜合利用技術。
[0003]石膏制硫酸聯產水泥技術是德國人在第一次世界大戰期間發明的，并在當時的德國興建了一個日產40噸硫酸的裝置。而以磷石膏為原料制硫酸和水泥的開發研究始于上世紀六十年代，奧地利林茨化學公司于1968年建成了第一家利用磷石膏制硫酸聯產水泥的工廠，日產硫酸350噸。為了提高過程的熱效率，林茨公司采取在回轉窯的氣體出口加裝逆流熱交換器，使過程的熱耗有所降低。然而，石膏法制水泥能耗指標仍遠高于石灰石法生產水泥。1986年德國魯齊公司開發了循環流化床節能型磷石膏熱分解法制硫酸聯產水泥技術，并進行了中試，將過去磷石膏脫水、分解和水泥煅燒在一個長窯中進行的生產方式，改變成在循環流化床中進行磷石膏脫水和分解，在短窯中進行水泥煅燒，但一直未見工業化應用。
[0004]我國早在上世紀五十年代就開始了石膏制硫酸聯產水泥技術的研究。上世紀八十年代，國家科委組織了 “磷石膏制硫酸聯產水泥”的攻關試驗，在山東無棣硫酸廠進行生產試驗取得成功之后，在全國新建了 7套年產4萬噸硫酸、6萬噸水泥的工程項目，但大多運營狀況不佳，甚至停產、改產。上世紀九十年代末魯北化工在國家的扶持下，建成了年產15萬噸磷銨、副產磷石膏制20萬噸硫酸聯產30萬噸水泥大型裝置，成為世界石膏制硫酸史上技術最先進、規模最大的聯產裝置。
[0005]然而，即使是現有先進的石膏制硫酸聯產水泥技術也普遍存在以下問題:1)石膏以焦炭或煤為還原劑，理論炭硫摩爾比為0.5，但考慮到在燒成系統中一部分還原劑會燃燒損失掉，因此實際配料時炭硫摩爾比要提高到0.65?0.8，過量配入的焦炭或煤導致成本增加。2)為了防止還原劑在預熱器系統中燃燒損耗并導致結皮堵塞，要嚴格控制預熱器系統中物料的溫度低于650°C，因此石膏制酸生產線的預熱器級數最多僅四級，經常按三級運行，導致出預熱器煙氣溫度高，系統熱耗大。3)石膏的分解和熟料的燒結同在回轉窯內完成，而石膏分解需要還原氣氛，熟料燒結需要氧化氣氛，窯內氣氛難以協調，只能采取折中的弱氧化氣氛，既不利于提高石膏分解率，也不利于改善熟料質量。4)石膏脫水和分解的熱耗大，導致燃燒煙氣量大，且過剩還原劑燃燒產生的煙氣量及還原劑與石膏反應生成的C02均進入制酸煙氣中，使得制酸煙氣中的S0 2濃度低，增加了煙氣制酸系統的投資和運行成本。
【發明內容】
[0006]本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種石膏制酸熱工裝置，該裝置便于操控，能夠減少還原劑用量，減少熱耗，降低成本，改善熟料質量。
[0007]本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是:一種石膏制酸熱工裝置，包括脫水爐、旋風分離器I1、旋風分離器1、多級預熱器、預還原爐、回轉窯和冷卻機，所述脫水爐的底部與所述旋風分離器I的出風口連接，所述脫水爐的頂部與所述旋風分離器II的進風口連接，所述旋風分離器II的出料口通過分料閥II與所述多級預熱器的進風管連接，多級預熱器最下一級旋風筒的進風口與所述回轉窯出風口連接，多級預熱器最下一級旋風筒的出料口通過分料閥I與所述預還原爐和所述回轉窯分別連接，所述多級預熱器的出風口與制酸系統相連；所述預還原爐的下部設有還原劑入口和燃料入口 ；所述預還原爐的出口與所述旋風分離器I的進風口連接，所述旋風分離器I的出料口與所述回轉窯進料口連接；所述回轉窯的出料口與冷卻機連接。
[0008]所述預還原爐的上部通過熱風管I與冷卻機連接，在所述熱風管I上設有冷風閥，所述預還原爐的下部通過熱風管II與冷卻機連接。
[0009]所述多級預熱器為3?6級旋風預熱器。
[0010]所述旋風分離器II的出風口與該熱工裝置以外的原料磨相連。
[0011]本實用新型具有的優點和積極效果是:
[0012]1)石膏生料不含還原劑，因此不會出現還原劑在預熱器系統中燃燒損耗并導致結皮堵塞等問題，無需限制預熱器系統中物料的溫度，預熱器級數可以從節能降耗的角度進行設計，以降低煙氣帶走熱量，減少系統的熱量損失。
[0013]2)還原劑直接加入預還原爐內，省去了在預熱器中的損耗，因此可以減少還原劑的用量，降低生產成本。
[0014]3)石膏的第一步氧化還原反應(即生成硫化鈣的反應)在預還原爐內進行，熟料燒結在回轉窯內進行，因而可以根據需要分別控制預還原爐和回轉窯的氣氛，有利于提高石膏的反應效率并改善熟料質量，便于操控。
[0015]4)石膏脫水和第一步氧化還原反應產生的煙氣與出回轉窯的制酸煙氣不相混，制酸煙氣中二氧化硫濃度可以大幅提高，有利于降低煙氣制酸系統的投資和運行成本。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的結構示意圖。
[0017]圖中:1是脫水爐，2是旋風分離器II，3是一級旋風筒，4是二級旋風筒，5是三級旋風筒，6是四級旋風筒，7是五級旋風筒，8是預還原爐，9是旋風分離器I，10是回轉窯，11是冷卻機，12-1是分料閥I，12-2是分料閥II，13是冷風閥。
【具體實施方式】
[0018]為能進一步了解本實用新型的
【發明內容】
、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下:
[0019]請參見圖1，一種石膏制酸熱工裝置，包括脫水爐1、旋風分離器II 2、旋風分離器I 9、多級預熱器、預還原爐8、回轉窯10和冷卻機11，所述脫水爐1的底部與所述旋風分離器I 9的出風口連接，所述脫水爐的頂部與所述旋風分離器II 2的進風口連接；所述旋風分離器II 2的出料口通過分料閥II 12-2與所述多級預熱器的進風管連接；多級預熱器最下一級旋風筒的進風口與所述回轉窯10的出風口連接，多級預熱器最下一級旋風筒的出料口通過分料閥I 12-1與所述預還原爐8和回轉窯10分別連接；所述多級預熱器的出風口與制酸系統相連；所述預還原爐8的下部設有還原劑入口和燃料入口 ；所述預還原爐8的出口與所述旋風分離器I 9的進風口連接，所述旋風分離器I 9的出料口與所述回轉窯10的進料口連接；所述回轉窯10的出料口與冷卻機11連接。
[0020]上述熱工裝置能夠使出預還原爐8的煙氣全部進入脫水爐1，使出脫水爐1的煙氣進入外圍設備，使出窯制酸煙氣經多級預熱器降溫后進入制酸工序，出窯制酸煙氣中沒有出爐煙氣混入，使得