我国磷石膏制硫酸联产水泥的现状_黄新VIP专享VIP免费

©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net我国磷石膏制硫酸联产水泥的现状黄新,王海帆(全国硫酸工业信息站,江苏南京210048)〔摘要〕我国已投产的7套磷石膏制硫酸40kt/a联产水泥60kt/a装置基本上能长期稳定运行,生产能力达到或超过设计能力。在运行过程中,存在半水石膏结库、除尘效率低、转化率低、尾气排放严重及水泥前期强度低等问题,本文对这些问题和装置运行的经济性进行了分析和讨论。装置运行的经济性与投资情况、生产消耗及地理环境等有关。〔关键词〕磷石膏;硫酸厂;技术要点;运行;现状〔中图分类号〕X781〔文献标识码〕C〔文章编号〕1002-1507(2000)03-0010-05〔收稿日期〕1999-11-15〔作者简介〕黄新,男,全国硫酸工业信息站工程师。1序言磷石膏是硫酸法萃取磷酸的副产品,每生产1t磷酸(P2O5)可产生415～515t磷石膏。近来,我国每年排放近20Mt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、雨蚀造成对大气、水系及土壤的污染,而且磷石膏堆场的建设费亦相当昂贵。早在50年代,我国就开始了磷石膏制硫酸联产水泥的研究,80年代末获得工业化的重大突破。目前,我国已在鲁北企业集团公司、鲁西化工集团阳谷化工厂、遵化市化肥厂、什邡化肥总厂、银山化工(集团)股份有限公司、沈阳化肥总厂、青岛东方化工集团股份有限公司等厂建成了7套磷石膏制硫酸40kt/a联产水泥60kt/a装置(下称“四六”工程)。磷石膏制硫酸联产水泥,不仅可以节省磷石膏堆场,减少环境污染,而且可以充分利用硫、钙资源,硫酸可以循环使用(占萃取用硫酸80%),水泥又是一种良好的建筑材料。2磷石膏制硫酸的技术要点211生料的要求〔1〕合格的生料是获得合格水泥熟料和稳定SO2浓度窑气的前提。生料不合格会造成回转窑烧结、CaSO4分解不完全、窑气中SO2浓度下降及水泥熟料质量下降。经计算和实际生产验证,生料需满足以下条件。a1磷石膏成分(二水磷石膏,干基):w(SO3)≥40%、w(P2O5)≤0185%、w(F)≤013%、w(MgO)<118%、w(SiO2)≤9%;b1焦炭:w挥发成分≤5%、w固定炭≥70%;c1煤:w挥发成分≥25%、w灰分≤20%、热值≥25000kJ/kg;d1生料配比:饱和系数KH0195～0198、硅酸率n315～410、铝氧率P115～210、碳硫比C/S0170～0175。212回转窑的操作磷石膏生料的煅烧过程是磷石膏制硫酸联产水泥的关键,既要制得SO2含量高、气浓稳定、符合硫酸生产的窑气,又要得到符合要求的熟料用于生产高标号水泥。生料在回转窑内一般要经过脱水预热(600K)、还原分解(1400K)和烧成(1700K)3个阶段〔2〕。回转窑操作的关键是控制窑内的温度和气氛。根据一定的生料组分,控制适宜的操作温度和气氛,在还原段保证窑内不出现烧结、结圈现象,以获得较高的生料分解率和脱硫率;在烧成段,可以保证烧成高标号的水泥熟料。在回转窑操作过程中,特别要控制还原段的温度和气氛。回转窑内应保持弱氧化性气氛,为了能随时监控窑气中氧含量的变化及监测方便,可在窑气出口处安装氧量自动分析仪,一般情况·01·硫酸工业2000年第3期©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net下,回转窑尾气φ(O2)控制在016%～018%〔3〕。213窑气的净化、转化及尾气处理〔1,4〕窑气中SO3、F含量很低,As含量甚微,无论采用酸洗净化还是水洗净化,一级电除雾即可使除雾指标达到要求。水洗净化流程简单、投资少、电耗低,但污水排放量比酸洗净化的量大,因此,对于大型厂,从两次转化的需要和污水处理的难易出发,宜采用酸洗净化;对于小型厂,可采用水洗净化。由于窑气中尘的主要成分是CaSO4和CaSO4·1/2H2O,采用酸洗净化工艺,需根据净化洗涤液中Ca2+浓度来决定污酸排放量,控制循环稀酸中的CaSO4含量低于其饱和浓度,以避免设备及管道的结垢。相对硫铁矿制酸,磷石膏制硫酸窑气进入转化系统的SO2浓度及O2/SO2值较低。当进入转化系统窑气φ(SO2)为415%～510%时,可采用一次转化加尾气吸收流程,以保证尾气中SO2符合排放标准要求;当进入转化系统的窑气φ(SO2)为615%左右时,可以考虑采用两次转化流程,并可优先考虑选用“2+2”式ⅣⅢⅠ-Ⅱ流程。由于窑气中SO2浓度较低,经过二次转化后,尾气可...