一種回收硫磺渣與硫鐵礦制酸的方法及其裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于肥料生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種回收硫橫渣與硫鐵礦制酸的方法及 其裝置，尤其設(shè)及一種硫橫和硫鐵礦聯(lián)合制酸的方法及其裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 硫酸是最活潑的二元無(wú)機(jī)強(qiáng)酸，能和許多金屬發(fā)生反應(yīng)。高濃度的硫酸有強(qiáng)烈吸 水性，可用作脫水劑，碳化木材、紙張、棉麻織物及生物皮肉等含碳水化合物的物質(zhì)。與水混 合時(shí)，亦會(huì)放出大量熱能。其具有強(qiáng)烈的腐蝕性和氧化性，故需謹(jǐn)慎使用。是一種重要的工 業(yè)原料，可用于制造肥料、藥物、炸藥、顏料、洗涂劑、蓄電池等，也廣泛應(yīng)用于凈化石油、金 屬冶煉W及染料等工業(yè)中。常用作化學(xué)試劑，在有機(jī)合成中可用作脫水劑和橫化劑。
[0003] 在化肥生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)用到大量的硫酸，如濕法制憐酸、調(diào)整抑值或者作為反應(yīng)原 料等，對(duì)于化肥企業(yè)來(lái)說(shuō)通常采用兩種方式來(lái)制硫酸：硫橫制酸和硫鐵礦制酸。其工藝過(guò)程 如下： 硫鐵礦制酸的工序包括賠燒、氣體凈化、轉(zhuǎn)化和干燥吸收等四部分，賠燒過(guò)程為將粉狀 硫鐵礦在沸騰爐中生成二氧化硫氣體，沸騰爐產(chǎn)生的二氧化硫氣體經(jīng)熱回收、除塵、洗涂和 干燥后送入轉(zhuǎn)換工段，再經(jīng)多級(jí)換熱和多級(jí)轉(zhuǎn)化后，最后吸收得到高濃度的硫酸，其中，賠 燒的投資占總投資的很大部分(大約30%-40%)，一般至少要兩臺(tái)沸騰爐工作。
[0004] 具體地，申請(qǐng)?zhí)枮镃N201410478737. 4的專利公開(kāi)了一種硫酸生產(chǎn)工藝，包括W 下步驟： (1)粉碎和篩分：從礦石中選擇硫鐵礦進(jìn)行粉碎，后經(jīng)篩分選出4-5mm硫鐵礦小顆粒。
[0005] (2)賠燒工序；將上述硫鐵礦小顆粒送入沸騰賠燒爐中，混合空氣進(jìn)行賠燒反應(yīng)， 溫度控制在850-950°C，生成含二氧化硫的爐氣從沸騰賠燒爐頂部排出，礦渣經(jīng)排渣口排 出。
[0006] (3)凈化工序；爐氣在廢熱鍋爐內(nèi)冷卻到約350°C，在經(jīng)旋風(fēng)除塵器除去爐氣中爐 塵，進(jìn)入凈化系統(tǒng)W除塵降溫，同時(shí)去除爐氣中的硫酸霧和固態(tài)粒子，排出的氣體，溫度控 制在40°CW下。
[0007] (4)反應(yīng)熱回收：在步驟做中的廢熱鍋爐內(nèi)設(shè)有蒸氣蒸發(fā)管束，爐氣冷卻得到的 反應(yīng)熱，經(jīng)蒸氣蒸發(fā)管束輸送至水循環(huán)系統(tǒng)或其他熱力系統(tǒng)。
[0008] (5)干燥工序；將步驟（3)中得到的氣體，在干燥塔中用濃硫酸干燥劑進(jìn)行干燥， 同時(shí)釋放的熱量經(jīng)酸冷卻器吸收后再利用。
[0009] (6)轉(zhuǎn)化工序；將步驟巧）中得到的氣體經(jīng)二氧化硫鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)入轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，在饑催 化劑的催化作用下，將原爐氣中的二氧化硫氧化為=氧化硫氣體。
[0010] (7)吸收工序；將上述得到的=氧化硫氣體經(jīng)中間吸收塔和最終吸收塔，即可得 到硫酸。
[0011] 硫橫制酸工序包括烙硫工段、焚硫和二氧化硫轉(zhuǎn)化工段、=氧化硫吸收工段，該方 法相對(duì)于前述方法具有：不需要?dú)怏w凈化，工藝簡(jiǎn)單、廢渣產(chǎn)量低、生產(chǎn)穩(wěn)定和投資低等優(yōu) 點(diǎn)，但是硫橫價(jià)格比硫鐵礦的價(jià)格高很多，且價(jià)格波動(dòng)很大，所W各化肥廠根據(jù)自身?xiàng)l件和 原料的獲得難易程度采用不同的工藝，而有的企業(yè)由于新老結(jié)合和防止硫橫價(jià)格波動(dòng)對(duì)制 酸造成影響，其通常都具有硫鐵礦制酸和硫橫制酸設(shè)備，會(huì)根據(jù)不同情況采用不同的制酸 工藝。
[0012] 申請(qǐng)?zhí)枮镃N201310252170. 4的專利公開(kāi)了一種硫橫制備硫酸的方法，包括W下 步驟： (1)輸送機(jī)將硫橫輸送至快速烙硫槽加料口處。
[0013] (2)硫橫送入快速烙硫槽內(nèi)烙化，液硫送到焚硫轉(zhuǎn)化工段的焚硫爐內(nèi)燃燒。
[0014] (3)空氣鼓風(fēng)機(jī)設(shè)在干燥塔上游，即硫橫焚燒及轉(zhuǎn)化所需空氣經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾、鼓風(fēng) 機(jī)加壓后進(jìn)入干燥塔塔底，用98%硫酸吸收掉空氣中的水分使出塔干燥空氣中水分達(dá)到 0.1 g/Nm3,經(jīng)塔頂除霧器除去酸霧后的干燥空氣進(jìn)入焚硫爐。
[0015] (4)成品硫酸由干燥塔循環(huán)累出口引出。
[0016] 對(duì)于硫鐵礦制酸工藝來(lái)說(shuō)，在賠燒工序，沸騰爐容易結(jié)瘤，導(dǎo)致沸騰效果不好，而 對(duì)于硫橫制酸工藝來(lái)說(shuō)，雖然其產(chǎn)生的廢渣較少，但是在烙硫工段，平均每噸硫橫產(chǎn)生硫橫 渣約0. 65%，無(wú)法利用。具體地，對(duì)于硫酸的生產(chǎn)能力2X400kt/a的生產(chǎn)線，烙硫工段過(guò)濾 時(shí)單臺(tái)過(guò)濾機(jī)可排出至少15t/次的硫橫渣。則對(duì)于2X40wt硫橫制酸生產(chǎn)線，每年產(chǎn)生硫 橫渣1733t。硫橫渣中含有60%左右的硫，少量助濾劑、灰分和有機(jī)質(zhì)，其并不好處理。
[0017]當(dāng)然，現(xiàn)有技術(shù)中也有采用硫橫與硫鐵礦聯(lián)合制酸的方法。
[0018]其中，公開(kāi)號(hào)為CN1456494A的發(fā)明公開(kāi)了一種硫鐵礦滲燒硫橫生產(chǎn)硫酸的方法， 將低品位的硫橫與硫鐵礦、礦渣混合后送入沸騰爐燃燒生成S〇2氣體，經(jīng)除塵、凈化、轉(zhuǎn)化、 吸收制成濃硫酸，其主要手段是提高入爐料含硫量，節(jié)約生產(chǎn)成本，提高硫酸產(chǎn)量。其中，混 合料的硫含量分別為33%和35%。
[0019]其中，公開(kāi)號(hào)為CN103043625A的發(fā)明公開(kāi)了一種硫橫廢料滲燒硫酸亞鐵廢料制 備硫酸的方法，該方法包括如下步驟： a)將硫橫廢料和硫酸亞鐵廢料干燥，使硫橫廢料脫水成粉粒狀粗硫橫，硫酸亞鐵廢料 脫水后得到一水硫酸亞鐵化合物。
[0020] b)將干燥后的硫橫廢料和硫酸亞鐵廢料混合均勻，其中，硫橫廢料中硫橫和硫酸 亞鐵廢料中一水硫酸亞鐵的重量比為3 :7-7 :3，優(yōu)選為1:1。
[0021] C)將步驟b)中的混合物料加入沸騰爐中賠燒，賠燒溫度為850-1000°C，通入空 氣，氣速為1. 0-2. 0米/秒，混合物料在沸騰爐中的停留時(shí)間為4-16秒，賠燒后爐氣中二氧 化硫體積濃度為9-12%。
[0022] d)將步驟C)中含有二氧化硫的爐氣經(jīng)過(guò)冷卻、洗涂?jī)艋⑥D(zhuǎn)化吸收工段制得硫 酸。
[0023]其中，硫橫廢料來(lái)自合成氨、焦?fàn)t煤氣脫硫過(guò)程中回收的廢硫橫，其中，硫橫廢料 干燥后的粗硫橫中硫橫含量大于60%重量，其他主要成份為（NH4)2S04和（NHa)SCN, W及微 量的焦油、苯、糞等，也可W采用電廠、侶廠脫硫后的含硫廢料；硫酸亞鐵廢料來(lái)自鐵白粉行 業(yè)產(chǎn)生的廢硫酸亞鐵，其中屯水硫酸亞鐵含量大于85 %重量，屯水硫酸儀為3-8 %重量，W 及微量的五水硫酸儘，十八水硫酸侶、二水硫酸巧、硫酸氧鐵等。
[0024]上述專利1和2雖然同時(shí)使用了硫橫和硫鐵礦制硫酸，但是其存在W下問(wèn)題：1，專 利I和2并沒(méi)有解決沸騰爐結(jié)瘤的問(wèn)題；現(xiàn)有技術(shù)中，解決沸騰爐的結(jié)瘤問(wèn)題通常采用W下 手段：①嚴(yán)格控制爐內(nèi)料含硫(一般硫含量在35%左右，最大不超過(guò)40%)，控制棟黑色渣操 作，防止高溫結(jié)瘤；②遇溫度驟升要立即向爐內(nèi)噴水降溫，或進(jìn)潮濕的礦渣降溫，待溫度降 至正常值時(shí)，再作常規(guī)處理；③如果判斷爐內(nèi)已經(jīng)結(jié)瘤，要先停爐，再組織打瘤，打瘤要注意 安全，防止燒傷。2、專利1中將塊狀硫橫和硫鐵礦分開(kāi)一級(jí)破碎后進(jìn)行二級(jí)混合破碎，然后 篩分備用，申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)在對(duì)塊狀硫橫進(jìn)行破碎過(guò)程中非常容易起火，常規(guī)的破碎機(jī)根本實(shí) 現(xiàn)不了破碎。3、專利1中采用的是低品位硫橫，不易于單獨(dú)采用硫橫生產(chǎn)硫酸，單獨(dú)采購(gòu)硫 橫廢料并不劃算。4、專利2中硫橫和硫酸亞鐵均為工業(yè)廢料，含硫不穩(wěn)定，不利于后續(xù)的制 酸工序；5、專利2中需要對(duì)粉狀廢料進(jìn)行烘干處理，工作量大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0025] 為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種回收硫橫渣與硫鐵礦制酸的方法及 其裝置，再利用了硫橫制酸過(guò)程中產(chǎn)生的廢渣。所述技術(shù)方案如下： 一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種回收硫橫渣與硫鐵礦制酸的方法，該方法包括：將硫 橫渣和硫鐵礦按質(zhì)量比1:3. 5-4. 5進(jìn)行混合破碎，將破碎后的混合料送入沸騰爐產(chǎn)生二氧 化硫氣體，經(jīng)除塵、凈化、轉(zhuǎn)化和吸收后得到硫酸；其中，硫橫渣為硫橫制酸工藝的烙硫工段 過(guò)濾產(chǎn)生的廢渣，其硫含量約為60%左右，其他雜質(zhì)為助濾劑(主要是娃藻±，涂于過(guò)濾設(shè) 備上幫助過(guò)濾)，灰分、有機(jī)物等。其中，硫橫制酸工藝與現(xiàn)有工藝相同，本發(fā)明中賠燒、氣 體凈化、轉(zhuǎn)化和干燥吸收等工序與現(xiàn)有工藝相同。在本發(fā)明中最大量地利用硫橫渣W避免 硫橫渣堆積，不但不會(huì)對(duì)后序工藝造成影響，還解決了沸騰爐結(jié)瘤的問(wèn)題。同時(shí)，混合料可 W直接破碎，不會(huì)起火；另外，還降低了破碎難度。
[0026] 其中，本發(fā)明實(shí)施例中的硫鐵礦為硫精砂，其中，硫：35-40% (通常較優(yōu)的礦硫含量 為38%-40%)，水：9 - 10%、鐵：40%左右，W上均為質(zhì)量含量。
[0027] 其中，本發(fā)明實(shí)施例中的硫橫制酸工藝使用的硫橫為石油提煉的副產(chǎn)品，其硫含 量大于95%，通常市售的副產(chǎn)品硫橫的含硫量大于99%，可直接用于硫橫制酸。
[0028] 優(yōu)選地，硫橫渣和硫鐵礦按質(zhì)量比1:4進(jìn)行混合破碎。
[0029] 其中，烙硫工段的溫度為135-145°C。
[0030] 其中，在混合破碎時(shí)將硫橫渣和硫鐵礦混合破碎至5mm W下，一般破碎至3-5mm。 進(jìn)一步地，混合破碎的具體過(guò)程為，將硫橫渣和硫鐵礦混合后依次通過(guò)飄式破碎機(jī)、反擊破 碎機(jī)和分選篩后送入沸騰爐。
[0031] 另一方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種回收硫橫渣與硫鐵礦制酸裝置，包括硫橫 制酸系統(tǒng)和硫鐵礦制酸系統(tǒng)，所述裝置還包括粉碎結(jié)構(gòu)，所述硫橫制酸系統(tǒng)的烙硫工段的 過(guò)濾結(jié)構(gòu)、粉碎結(jié)構(gòu)和硫鐵礦制酸系統(tǒng)的沸騰爐通過(guò)傳送帶依次連接。
[0032] 具體地，本發(fā)明