專利名稱：一種石膏生產硫酸和水泥的改進生產工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種石膏生產硫酸和水泥的改進生產工藝，屬于硫酸、水泥行業(yè)的生產技術及工業(yè)副產石膏廢渣資源綜合利用和環(huán)境保護治理領域。

背景技術：
石膏制硫酸和水泥技術的研究始于20世紀初。1916年，德國的繆勒和闊納(Muller Kuhne)開發(fā)天然石膏制硫酸和水泥技術取得了成功，并建立了中試裝置；其后，英國、德國、波蘭、奧地利、南非等相繼建成了以天然石膏、硬石膏和磷石膏為原料生產硫酸和水泥裝置，并投入生產，其平均生產能力為日產硫酸和水泥各160噸。由于工藝與工程等問題及經濟上的原因，上述工廠的生產裝置已先后停產，至今未取得設計放大和工業(yè)化生產。
山東魯北企業(yè)集團總公司自20世紀70年代以來一直從事石膏制硫酸聯(lián)產水泥技術的研究和開發(fā)，在總結國內外技術的基礎上，先后取得利用鹽石膏、磷石膏、天然石膏、脫硫石膏制取硫酸與水泥攻關試驗的成功，通過了省部級和國家級技術鑒定，填補了國內空白。1990年建成投產了“年產3萬噸磷銨、副產磷石膏制4萬噸硫酸聯(lián)產6萬噸水泥”裝置(簡稱“三四六”工程)，使磷石膏制硫酸聯(lián)產水泥技術實現了新的突破，達到長周期安全穩(wěn)定生產，產品產量達到原設計能力的200％，屬國際先進水平。為了實現磷銨、硫酸、水泥聯(lián)產裝置大型化，山東魯北企業(yè)集團總公司于1997年5月開工建設“年產15萬噸磷銨、副產磷石膏制20萬噸硫酸聯(lián)產30萬噸水泥”裝置(簡稱“15、20、30”工程)，1999年相繼建成投產。在裝置投產運行及國產化攻關成果的基礎上，通過技術創(chuàng)新改造，目前已達到“年產30萬噸磷銨、副產磷石膏制40萬噸硫酸聯(lián)產60萬噸水泥”的生產能力(簡稱“30、40、60”工程)，成為世界石膏制酸史上技術最先進、規(guī)模最大的聯(lián)產裝置。2001年，該技術榮獲國家科技進步獎。2005年，為了解決電廠煙氣脫硫石膏污染環(huán)境，山東魯北企業(yè)集團總公司承擔了山東省科技廳下達的“工業(yè)領域循環(huán)經濟關鍵技術研究——脫硫石膏制硫酸聯(lián)產水泥技術研究與工程示范”重大科技攻關課題，歷經小試、中試、產業(yè)化，均獲得了成功，并通過了鑒定驗收。
本發(fā)明是對山東魯北企業(yè)集團總公司《一種由石膏生產硫酸的方法》[申請(專利)號88109693.8]的創(chuàng)新及拓展?！兑环N由石膏生產硫酸的方法》主要原料僅局限于鹽石膏、磷石膏和天然石膏，石膏分解裝置采用的是傳統(tǒng)的中空長窯，硫酸系統(tǒng)采用文泡文、一轉一吸、水洗流程。因工藝的局限，導致對原料要求高，對主要工藝指標控制范圍寬，生產難以控制；回轉窯運行不穩(wěn)定，易出現液相和結圈，難以保證連續(xù)生產；石膏分解率低，SO2濃度低、波動大，影響制酸部分正常運轉；窯氣凈化效率低，有酸性廢水產生；SO2轉化及吸收率低，尾氣需要氨中和后才能達標排放；熱耗高，動力消耗大，經濟效益差；難以實現大型化生產。針對以上缺陷，本發(fā)明有了較大改進和創(chuàng)新。


發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是克服上述現有技術缺陷，提供一種原料取材廣泛，能有效處理磷復肥、電力及海鹽業(yè)所排放的廢渣磷石膏、脫硫石膏和鹽石膏，實現硫資源循環(huán)利用，生產控制易操作，易實現大型化，能耗低，效益高，無廢水、廢渣排放的利用石膏生產硫酸和水泥的改進生產工藝。
本發(fā)明采用半水烘干石膏流程、單級粉磨、生料混化、懸浮預熱器窯分解煅燒、窯尾靜電除塵、封閉稀酸洗滌凈化、兩轉兩吸工藝，經原料均化、烘干脫水、生料制備、熟料燒成、窯氣制酸和水泥磨制等六個過程，制得硫酸和水泥產品 1、原料均化 符合工藝要求的石膏、焦炭、粘土等原料，按照批量要求進行均化，以確保原料組份的穩(wěn)定性。
(1)石膏 凡是以CaSO4·2H2O為主要成分的天然或工業(yè)副產石膏(包括鹽石膏、磷石膏、天然石膏、脫硫石膏等)均可作為制取SO2氣體和水泥熟料的主要原料。
要求SO3≥33％、CaO≥30％、SiO2≤8.5； 針對磷石膏因其中含有影響水泥質量的P2O5和F，要求P2O5＜2％、F＜0.35％。
(2)焦炭 主要成分是C，同時還含有揮發(fā)性成分和SiO2、Al2O3等灰分，在燒成過程中提供CaSO4的還原劑。這就要求C含量越高越好。一般要求C≥60％、揮發(fā)性成分Vad＜5％。對焦炭的灰分則要求其熔點須高于CaSO4的分解溫度。
(3)粘土 作為輔助原料，主要用來補充SiO2等熟料形成所需成分，為滿足配料要求SiO2≥60％。
2、烘干脫水 (1)半水工藝流程的確定 當二水石膏加熱到160℃以上時，基本上是無水石膏，但吸收空氣中的水分后，容易變成半水石膏。且半水石膏比較穩(wěn)定，流動性較好，無粘結、糊磨現象，能夠滿足生產工藝要求，因此本發(fā)明確定采用半水工藝流程。
(2)烘干流程說明 石膏烘干采用新開發(fā)的適合粘性物料的新型快速烘干機。石膏在烘干機內與來自沸騰爐的熱煙氣接觸，在120～160℃左右使水份蒸發(fā)，石膏得到干燥、脫水，成為含水4～8％的半水石膏。
反應式為
焦炭、粘土等輔助材料進輔料烘干機，與熱煙道氣接觸烘干至水分≤10％。
石膏和輔料烘干機均采用沸騰爐提供熱源，沸騰爐以煤為燃料，排出的灰渣用作水泥的添加劑；烘干機排出的尾氣經除塵、脫氟凈化后，達標排放。
3、生料制備 生料制備采用微機配料、在線分析。經計量后的焦炭、粘土等輔助材料一起粉磨到細度要求0.08mm方孔篩篩余10％以下后，與經計量的半水石膏一起入混化機均勻后成為用來分解、煅燒的生料。
生料中CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3及雜質如F和P等的成份必須準確控制，從而使燒出的熟料滿足水泥生產的要求；煤灰和焦炭在配料時，必須同時考慮，按比例配加。
在實際生產中，是通過率值來控制生料中各氧化物配比的。生料配制一般要求達到以下指標 (1)石灰飽和系數 KH＝(CaO-1.18P2O5-0.35Fe2O3-1.65Al2O3)/2.8SiO2＝1.0±0.06 (2)硅酸率 n＝SiO2/(Al2O3+Fe2O3)＝3.7±0.4 (3)鐵率(或鋁率) P＝Al2O3/Fe2O3＝2.5±0.2 (4)C/SO3(摩爾比)＝0.70～0.78 (5)P2O5≤1.5％、MgO≤2.5％、F≤0.2％、R2O＜1.5％、Cl＜0.015％、粒度＜50μm。
4、分解、煅燒 石膏制硫酸聯(lián)產水泥裝置的關鍵設備是回轉窯。分解、煅燒裝置采用自動控制的帶四級旋風預熱器的回轉窯、三風道煤槍和靜電電收塵器等新工藝和設備的相互組合，有利于穩(wěn)定煅燒工藝，提高煅燒效果，能夠確保旋風預熱器回轉窯所產生的窯氣中SO2濃度為11-14％。如燒成用煤采用含硫量大于2.5％的高硫煤，不但可降低成本，還有利于提高窯氣SO2濃度。
均化后的生料經計量后入回轉窯窯尾旋風預熱器系統(tǒng)的第二級旋風預熱器的排氣管內，經撒料板分散后被熱氣流攜帶到第一級預熱器內進行氣固分離，氣體由出風管經引風機排出、經電收塵器除塵后進入硫酸系統(tǒng)，固體則進入第三級預熱器的排氣管內，經撒料板分散后被熱氣流攜帶到第二級預熱器內……。這樣，物料依次經過各級旋風預熱器，最后經第四級預熱器預熱到600-750℃后，進入回轉窯內分解、煅燒。
反應式為

生成的CaO與物料中的SiO2、Al2O3、Fe2O3等進入燒成帶，發(fā)生礦化反應，形成水泥熟料 12CaO+2SiO2+2Al2O3+Fe2O3→3CaO·SiO2+2CaO·SiO2+3CaO·Al2O3+4CaO·Al2O3·Fe2O3 水泥熟料經冷卻機冷卻后送水泥熟料庫，生成的含SO2為11～14％的窯氣自窯尾(800～900℃)進入第四級旋風預熱器，依次經第三、二、一級旋風預熱器與加入的生料逆流接觸，進行熱交換后，自第一級旋風預熱器排出(260～400℃)，由熱引風機經電收塵器送入硫酸系統(tǒng)。
水泥熟料中各氧化物并不是以單獨的狀態(tài)存在，而是以兩種或兩種以上的氧化物結合成化合物(通稱礦物)存在。因此，在水泥生產過程中控制各氧化物之間的比例，比控制氧化物的含量更為重要，更能表示出水泥的性能及對煅燒的影響。水泥熟料控制指標要求如下 ①石灰飽和系數 KH＝(CaO-0.35Fe2O3-1.65Al2O3-0.70S03-0.78CaS-fCaO-1.18P2O5)/2.8SiO2 ＝0.84±0.2 ②硅酸率 n＝SiO2/(Al2O3+Fe2O3)＝3.4±0.2 ③鐵率(或鋁率) P＝Al2O3/Fe2O3＝2.0±0.2 ④CaS＜2％、SO3＜2％、fCaO＜2％、MgO＜2％。
SO2氣體和水泥熟料都在窯中生成。既要制得SO2含量較高、符合生產硫酸要求的窯氣，又要制得符合水泥要求的熟料。除了嚴格控制生料的配比外，還必須嚴格控制窯內氣氛。在窯內強還原氣氛和配料中焦炭過量時，可能形成單質硫，單質硫堵塞硫酸部分設備。另外，在配料中焦炭含量低和強氧化氣氛時，易出現低熔物、回轉窯燒結和結圈現象。窯內氣氛一般氧含量控制在0.5～1.5％。
為避免開窯時窯氣可能出現CO引起電除霧器爆炸問題，出窯氣體控制CO≤0.5％。
5、硫酸制取 (1)窯氣凈化工段 由預熱器窯尾電收塵器來的300℃左右、含塵0.15g/Nm3的窯氣進入冷卻塔進行冷卻洗滌。冷卻塔內噴淋約8-10％的稀硫酸，窯氣在冷卻塔中經絕熱蒸發(fā)、冷卻至63-68℃，進入洗滌塔內用約1.5％的稀硫酸噴淋洗滌，以進一步除去窯氣中的塵、氟等雜質。洗滌塔出口38-40℃氣體經電除霧器除去酸霧后進入干燥塔。稀酸采用換熱器冷卻。
冷卻塔循環(huán)酸從冷、洗塔酸循環(huán)泵出口引出部分稀酸經沉降器沉降，以除去其中的塵。清液部分流回到冷卻塔底部的稀酸貯槽，多余的8-10％濃度的稀酸經脫吸塔脫除其中的SO2后，與沉降器底部流出的污酸一道用稀酸泵送至貯槽。
(2)干吸工段 由凈化工段來的SO2氣體，經補充一定量的空氣后進入干燥塔。干燥塔頂部噴淋94.5％濃度的硫酸，以吸收窯氣中的水分，氣體出干燥塔含水量小于0.1g/Nm3，然后進入轉化工段的SO2鼓風機。干燥塔循環(huán)酸吸收水分后流入干燥塔酸循環(huán)槽。為了維持干燥塔循環(huán)酸的濃度，從中間吸收塔串來部分硫酸，使干燥塔酸循環(huán)槽中酸濃度維持在94.5％，再經干燥塔酸循環(huán)泵、干燥塔酸冷卻器后入干燥塔循環(huán)使用。循環(huán)系統(tǒng)中多余的94.5％硫酸經SO2吹出塔脫除其中的SO2后，經吹出塔酸循環(huán)槽、吹出塔酸循環(huán)泵串至中吸塔酸循環(huán)槽。
由轉化工段來的含SO3的第一次轉化氣進入中間吸收塔，用98％濃度的硫酸循環(huán)噴淋吸收，制得硫酸。吸收后的氣體回轉化工段進行第二次轉化。中間吸收塔酸流入中吸塔酸循環(huán)槽中，多余的硫酸分別串至干燥塔酸循環(huán)槽和終吸塔酸循環(huán)槽。循環(huán)槽中的酸濃度由干燥塔酸循環(huán)槽串來的94.5％硫酸和加水維持在98％。循環(huán)酸經中吸塔酸循環(huán)泵、中吸塔酸冷卻器進入中間吸收塔頂部循環(huán)噴淋。
由轉化工段來的含SO3的第二次轉化氣體進入最終吸收塔，塔頂部用98％濃度的硫酸循環(huán)噴淋吸收，吸收后尾氣達標排放。吸收SO3后的循環(huán)酸流入終吸塔酸循環(huán)槽，酸濃度由中間吸收塔串來的酸和加水來維持在98％，循環(huán)酸經終吸塔酸循環(huán)泵、終吸塔酸冷卻器后進入塔頂部循環(huán)噴淋。系統(tǒng)中多余的硫酸從終吸塔酸冷卻器出口引出，經成品酸冷卻器冷卻后，送至酸罐。
反應式為SO3+H2O→H2SO4 (3)轉化工段 由干吸工段干燥塔來的SO2窯氣，經SO2鼓風機加壓后，經第IIIa、IIIb換熱器、第I換熱器加熱到約410-420℃后，進入轉化器一段進行反應，生成SO3。一段反應出口氣體經第I換熱器降溫到450℃后進入轉化器二段繼續(xù)反應。二段出口氣體經第II換熱器降溫到415℃后，進入轉化器第三段繼續(xù)反應。三段反應轉化率可達93％。轉化器三段出口氣體經第IIIb、IIIa換熱器降溫至180℃后，進入干吸工段的中間吸收塔進行吸收。
由干吸工段中間吸收塔來的氣體，經IVa、IVb換熱器、第II換熱器升溫至410℃，進入轉化器四段進行第二次轉化。轉化器四段出口氣體經IVb、IVa換熱器降溫至180℃后，至干吸工段的最終吸收塔進行第二次吸收。經二次轉化后總轉化率達99.5％，二次吸收后總吸收率達99.95％。
反應式為
6、水泥磨制 (1)混合材和石膏的摻加量 工業(yè)鍋爐排出的粉煤灰渣可作為水泥混合材，摻加量為5～15％；生產普通水泥時石膏(二水基)摻加量為3％。
(2)工藝過程 水泥熟料、石膏、混合材按比例計量后，由皮帶機送入水泥磨粉磨。粉磨后的水泥由提升機送入選粉機選粉，選出的粗料返回磨內再粉磨，細料則作為成品送至水泥儲庫儲存，包裝或散裝出廠。
本發(fā)明的優(yōu)點是 1、可以綜合利用磷石膏、脫硫石膏和鹽石膏等工業(yè)廢渣，消除堆放占地和環(huán)境污染，開辟新的硫資源，緩解硫酸、水泥供應不足的局面。
目前，我國磷石膏年排放量已超過5000萬噸、脫硫石膏年排放量將達2000萬噸(至2010年的預計數)、鹽石膏年排放量為50余萬噸。以上工業(yè)副產石膏的產生量將隨著高濃度磷復肥、電力、海鹽業(yè)的發(fā)展而大幅度增加。由于工業(yè)副產石膏中含有有害物質，任意排放會造成嚴重的環(huán)境污染；設置堆場，不僅占地多、投資大、堆渣費用高，而且對堆場的地質條件要求高，長期堆積會引起地表水及地下水的污染。
2、本發(fā)明采用了多項新工藝和新設備，工藝更加成熟可靠、技術先進、能耗低、投資省、自動化水平高。
(1)石膏烘干脫水采用半水工藝流程，烘干設備采用新型適合粘性物料的快速烘干機，較傳統(tǒng)的回轉式烘干機，設備體積小，節(jié)省投資，生產能力大，熱耗低、熱效率高。
(2)石膏和輔料烘干均以沸騰爐提供熱源，以煤為燃料，排出的灰渣用作水泥的添加劑。
(3)生料制備采用新型混化機，半水石膏無需預先粉磨即可與輔料混化成合格生料，降低了30％的動力消耗。
(4)采用旋風預熱器窯分解石膏生料新技術，與傳統(tǒng)中空長窯相比，系統(tǒng)熱耗降低30％，增大生產能力、節(jié)省裝置投資。
(5)采用高飽和比、高硅酸率配料，穩(wěn)定窯內氣氛，從根本上解決了大窯結圈的難題。
(6)石膏煅燒回轉窯采用三風道噴槍，較傳統(tǒng)單風道噴槍，操作方便、火焰集中，熱能利用率高，對煤質要求不高，降低了生產成本，提高了熟料質量，能夠適應石膏煅燒工藝條件，有效地處理窯內結圈等難題。石膏煅燒回轉窯運轉率達96％以上。
(7)水泥系統(tǒng)采用生料在線分析、回轉窯自動控制等技術，提高了操作的精確性，運行的穩(wěn)定性，降低了勞動強度。
(8)窯尾除塵采用了靜電除塵器，解決了工況條件惡劣(高溫、含酸氣體、高溫下結露、熱膨脹量大)影響長周期穩(wěn)定運轉的威脅，確保了石膏制酸的污水零排放。
(9)在石膏制酸中首次采用酸洗凈化、兩轉兩吸工藝，總轉化率≥99.5％，吸收率≥99.95％，實現系統(tǒng)的酸平衡、水平衡。
3、本發(fā)明有效提高了窯氣SO2濃度到11～14％。主要原因是 (1)優(yōu)化生料配制和采用四級旋風預熱器、三風道煤槍的回轉窯的相互組合，使燒成反應充分，提高了煅燒效果，同時避免了大窯結圈，石膏分解率達到98％以上； (2)采用旋風預熱器窯預熱生料，降低了入窯生料水分，窯氣中的水分含量也相應降低； (3)燒成用煤采用高硫煤。
4、經濟效益和社會效益顯著。
利用石膏生產硫酸和水泥，與同規(guī)模廠家采用硫鐵礦生產硫酸和一般水泥廠相比，成本最低。硫酸成本約為硫鐵礦制硫酸的二分之一，水泥成本為一般水泥廠的三分之二。同時節(jié)省巨額的硫鐵礦和石灰石礦的開采和運輸費用。



圖1為石膏制硫酸聯(lián)產水泥工藝流程示意圖。

具體實施例方式 本發(fā)明實施例生產工藝流程見圖1。
實施例1(以磷石膏做原料) 1、主要原料磷石膏、粘土、焦炭、煤的成分如下 (1)磷石膏(二水基)主要化學成分 (2)粘土主要化學成分 (3)焦炭工業(yè)分析、灰份分析
(4)燒成用煤工業(yè)分析、灰份分析
2、半水磷石膏主要化學成分 3、生料的配比、主要成分及率值 (1)生料的配比控制為磷石膏89.3％；粘土4.5％；焦炭6.2％。
(2)生成的生料主要化學成分 (3)生料的率值為KH(石灰飽和系數)＝1.03；n(硅酸率)＝3.53；P(鐵率)＝2.47。
(4)固定碳C為4.82％；C/SO3(摩爾比)為0.76。
4、水泥回轉窯主要操作指標
5、熟料的主要成分、率值、礦物組成及物理性能 (1)生成的熟料的主要化學成分 (2)熟料的率值為KH(石灰飽和系數)＝0.86；n(硅酸率)＝3.51；P(鐵率)＝2.03。
(3)熟料的礦物組成CaS為1.67％；FCaO為0.60％；C3S為45.87％；C2S為28.26％；C3A為7.60％；C4AF為6.27。
(4)熟料的物理性能
6、硫酸裝置主要操作指標 7、水泥磨制混合材和石膏的配比混合材粉煤灰渣摻加量為8％；石膏(二水基)摻加量為3％。
8、產品質量 (1)硫酸質量濃度92.62；灼燒殘渣0.049％。
(2)出磨水泥質量
9、主要消耗指標

10、石膏分解率98.35％。
實施例2(以脫硫石膏做原料) 1、主要原料脫硫石膏、粘土、焦炭、煤的成分如下 (1)脫硫石膏(二水基)主要化學成分 (2)粘土主要化學成分 (3)焦炭工業(yè)分析、灰份分析
(4)燒成用煤工業(yè)分析、灰份分析
2、半水脫硫石膏主要化學成分 3、生料的配比、主要成分及率值 (1)生料的配比控制為脫硫石膏81.9％；粘土11.0％；焦炭7.1％。
(2)生成的生料主要化學成分 (3)生料的率值為KH(石灰飽和系數)＝0.94；n(硅酸率)＝3.84；P(鐵率)＝2.57。
(4)固定碳C為4.64％；C/SO3(摩爾比)為0.78。
4、水泥回轉窯主要操作指標
5、熟料的主要成分、率值、礦物組成及物理性能 (1)生成的熟料的主要化學成分 (2)熟料的率值為KH(石灰飽和系數)＝0.86；n(硅酸率)＝3.54；P(鐵率)＝2.03。
(3)熟料的礦物組成CaS為1.66％；FCaO為0.61％；C3S為45.89％；C2S為28.24％；C3A為7.60％；C4AF為6.27。
(4)熟料的物理性能
6、硫酸裝置主要操作指標 7、水泥磨制混合材和石膏的配比混合材粉煤灰渣摻加量為10％；石膏(二水基)摻加量為3％。
8、產品質量 (1)硫酸質量濃度92.68；灼燒殘渣0.048％。
(2)出磨水泥質量
9、主要消耗指標
10、石膏分解率98.17％。
實施例3(以鹽石膏做原料) 1、主要原料鹽石膏、粘土、焦炭、煤的成分如下 (1)鹽石膏(二水基)主要化學成分 (2)粘土主要化學成分 (3)焦炭工業(yè)分析、灰份分析
(4)燒成用煤工業(yè)分析、灰份分析
2、半水鹽石膏主要化學成分 3、生料的配比、主要成分及率值 (1)生料的配比控制為鹽石膏91.2％；粘土2.3％；焦炭6.5％。
(2)生成的生料主要化學成分 (3)生料的率值為KH(石灰飽和系數)＝0.975；n(硅酸率)＝3.67；P(鐵率)＝2.6。
(4)固定碳C為3.9％；C/SO3(摩爾比)為0.78。
4、水泥回轉窯主要操作指標
5、熟料的主要成分、率值、礦物組成及物理性能 (1)生成的熟料的主要化學成分 (2)熟料的率值為KH(石灰飽和系數)＝0.847；n(硅酸率)＝3.6；P(鐵率)＝2.0。
(3)熟料的礦物組成CaS為1.65％；FCaO為0.58％；C3S為44.87％；C2S為28.28％；C3A為8.02％；C4AF為6.66％。
(4)熟料的物理性能
6、硫酸裝置主要操作指標
7、水泥磨制混合材和石膏的配比混合材粉煤灰渣摻加量為9％；石膏(二水基)摻加量為3％。
8、產品質量 (1)硫酸質量濃度92.48；灼燒殘渣0.048％。
(2)出磨水泥質量
9、主要消耗指標
10、石膏分解率98.29％。
權利要求
1、一種石膏生產硫酸和水泥的改進生產工藝，其特征是以石膏為主要原料，粘土、焦炭、粉煤灰渣為輔料，采用半水烘干石膏流程、單級粉磨、生料混化、懸浮預熱器窯分解煅燒、窯尾除塵、封閉稀酸洗滌凈化、兩轉兩吸工藝，經原料均化、烘干脫水、生料制備、熟料燒成、窯氣制酸和水泥磨制六個過程，制得硫酸和水泥產品；具體包括以下步驟
(1)原料石膏為以CaSO4·2H2O為主要成分的天然或工業(yè)副產石膏，包括天然石膏、鹽石膏、磷石膏、脫硫石膏均可做為原料；
(2)石膏干燥、脫水為含水4～8％的半水石膏；焦炭、粘土烘干至水分≤10％；
(3)經計量的焦炭、粘土一起粉磨到細度要求0.08mm方孔篩篩余10％以下后，與經計量的半水石膏混合均勻后制成生料；生料配制要求石灰飽和系數KH為1.0±0.06，硅酸率n為3.7±0.4，鐵率P為2.5±0.2，C/SO3摩爾比為0.70～0.78；
(4)均化后的生料經計量后入回轉窯窯尾旋風預熱器系統(tǒng)預熱到600-750℃后，進入回轉窯內在900-1200℃分解成SO2和CaO，CaO與物料中的SiO2、Al2O3、Fe2O3進入燒成帶發(fā)生礦化反應，形成水泥熟料；熟料控制要求石灰飽和系數KH為0.84±0.2，硅酸率n為3.4±0.2，鐵率P為2.0±0.2，CaS、SO3、fCaO、MgO均小于2％；
(5)水泥熟料經冷卻后摻加5～15％粉煤灰渣和3％二水石膏后，通過粉磨得到水泥產品；
(6)含SO2的窯氣經旋風預熱器加熱入窯生料后，經電收塵器、冷卻塔、洗滌塔、電除霧器冷卻、凈化；在冷卻塔內用8～10％的稀硫酸噴淋冷卻，在洗滌塔內用1.5％的稀硫酸噴淋洗滌；
(7)凈化后的窯氣進干燥塔，用94.5％的硫酸噴淋干燥至含水量小于0.1g/Nm3，然后在釩觸媒作用下經兩次轉化成SO3氣體，用98％硫酸兩次吸收SO3成工業(yè)硫酸。
2、如權利要求書1所述的一種石膏生產硫酸和水泥的改進生產工藝，其特征是所述原料石膏要求SO3≥33％、CaO≥30％、SiO2≤8.5；粘土要求SiO2≥60％；焦炭要求C≥60％。
3、如權利要求書1所述的一種石膏生產硫酸和水泥的改進生產工藝，其特征是所述的磷石膏要求SO3≥33％、CaO≥30％、SiO2≤8.5、P2O5＜2.0％、F＜0.35％；粘土要求SiO2≥60％；焦炭要求C≥60％。
4、如權利要求書1所述的一種石膏生產硫酸和水泥的改進生產工藝，其特征是所述的石膏烘干脫水采用快速烘干機，以煤為燃料、沸騰爐提供熱源，排出的粉煤灰渣用作水泥的添加劑。
5、如權利要求書1所述的一種石膏生產硫酸和水泥的改進生產工藝，其特征是生料制備采用混化機，半水石膏無需預先粉磨即可與輔料混化后成合格生料。
6、如權利要求書1所述的一種石膏生產硫酸和水泥的改進生產工藝，其特征是熟料燒成采用旋風預熱器窯分解石膏生料技術。
7、如權利要求書1所述的一種石膏生產硫酸和水泥的改進生產工藝，其特征是熟料燒成采用高硫煤、以三風道煤槍噴燒。
8、如權利要求書1所述的一種石膏生產硫酸和水泥的改進生產工藝，其特征是生料混化、懸浮預熱器窯分解煅燒水泥系統(tǒng)采用生料在線分析、回轉窯自動控制。
9、如權利要求書1所述的一種石膏生產硫酸和水泥的改進生產工藝，其特征是分解煅燒排出的窯氣采用靜電除塵、封閉稀酸洗滌凈化、兩轉兩吸工藝。
10、如權利要求書1和6所述的一種石膏生產硫酸和水泥的改進生產工藝，其特征是所述的旋風預熱器回轉窯所產生的窯氣中SO2濃度為11-14％。
全文摘要
本發(fā)明為一種石膏生產硫酸和水泥的改進生產工藝，涉及于硫酸、水泥行業(yè)的生產技術及工業(yè)副產石膏的資源綜合利用和環(huán)境保護治理領域。其特征是以CaSO4·2H2O為主要成分的天然或工業(yè)副產石膏為主要原料，粘土、焦炭、粉煤灰渣為輔料，采用半水烘干石膏流程、單級粉磨、生料混化、懸浮預熱器窯分解煅燒、封閉稀酸洗滌凈化、兩轉兩吸工藝，經原料均化、烘干脫水、生料制備、熟料燒成、窯氣制酸和水泥磨制等六個過程，制得硫酸和水泥產品。其優(yōu)點是原料廣泛，解決石膏廢渣占地和污染環(huán)境，實現硫資源循環(huán)利用；采用多項新工藝和新設備，易實現大型化生產；技術先進，工藝成熟，生產控制易操作；能耗低，效益高，無廢水、廢渣排放。
文檔編號C04B7/26GK101343047SQ20081013927
公開日2009年1月14日 申請日期2008年8月26日 優(yōu)先權日2008年8月26日
發(fā)明者馮久田, 馮怡生, 劉希崗, 王玉瑞, 呂天寶 申請人:山東魯北企業(yè)集團總公司