一種廢石膏、高硫煤綜合利用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種廢石膏、高硫煤綜合利用方法，包括如下技術(shù)措施：將高硫煤與廢石膏混合制成料坯，在煅燒窯中煅燒，獲得商品固體石灰CaO并生成副產(chǎn)物氣體SO2、CO2；利用生成的氣體SO2，采用胺吸收法制取高濃度SO2，獲得商品液體SO2；利用高濃度SO2制取商品工業(yè)硫酸H2SO4；利用產(chǎn)出的固體石灰CaO和煅燒窯煙氣中CO2生產(chǎn)商品碳酸氫鈣Ca(HCO３)２；利用產(chǎn)出的固體石灰CaO與焦炭配料，生產(chǎn)商品電石CaC２；利用生產(chǎn)電石CaC２的余熱烘干廢石膏塊，降低廢石膏預(yù)處理的能耗。本方法達(dá)到了變廢為寶、減輕了環(huán)境污染。
【專利說(shuō)明】
一種廢石膏、高硫煤綜合利用方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及工業(yè)廢棄物的處理方法，具體說(shuō)，是一種廢石膏、高硫煤綜合利用方 法，屬于環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 廢石膏主要是煙氣脫硫石膏和磷化工生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的磷石膏。
[0003] 煙氣脫硫石膏是大型燃煤用戶例如火電廠煙氣經(jīng)脫硫處理產(chǎn)生的石膏，截止2008 年底我國(guó)火電廠年產(chǎn)出脫硫石膏達(dá)4000萬(wàn)噸，"十一五"末脫硫石膏年產(chǎn)出量達(dá)到6000萬(wàn)噸 左右，目前我國(guó)脫硫石膏利用率僅為30%，大量脫硫石膏被堆放或填海，不僅占用大量土 地，而且脫出來(lái)的硫又回到地面或水域，造成2次污染。
[0004] 磷石膏CaS〇4 · 2H20是硫磷化工企業(yè)在硫酸分解磷礦萃取磷酸(濕法磷酸）的副產(chǎn) 物。磷酸是生產(chǎn)高濃度磷復(fù)肥的主要原料之一，因此，磷石膏的產(chǎn)生量與高濃度磷復(fù)肥產(chǎn)量 息息相關(guān)。前些年，由于我國(guó)農(nóng)業(yè)高速發(fā)展，對(duì)磷肥的需求旺盛，以至于高濃度磷復(fù)肥產(chǎn)量 增長(zhǎng)較快;近幾年，由于我國(guó)農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)調(diào)整以及測(cè)土配方施肥、科學(xué)施肥技術(shù)推廣等 多種原因，高濃度磷復(fù)肥逐年增長(zhǎng)的勢(shì)頭有所減緩。2010-2013年我國(guó)磷石膏產(chǎn)生量見表1:
[0005] 表 1
[0008] 綜上數(shù)據(jù)從2010-2013年4年時(shí)間，磷石膏產(chǎn)量3.2億噸，綜合利用僅為0.65億噸， 堆放數(shù)量為2.55億噸，其中含有少量磷酸溢出地面，造成磷污染。
[0009] 高硫煤是指含硫量>3%的煤，我國(guó)煤碳資源占世界第二位，但人均占有可開采量 僅52噸(世界人均占有173噸），其中約8 %是高硫煤，直接燃燒產(chǎn)生的酸霧將污染大氣，不符 合環(huán)保要求，脫硫處理再做為燃料出售又將增大煤炭企業(yè)的成本，寧肯棄而不采，也不愿意 做虧本生意，造成巨大的資源浪費(fèi)，故怎樣利用好高硫煤又不產(chǎn)生硫污染是我國(guó)長(zhǎng)期研究 的重大課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明提出一種廢石膏、高硫煤綜合利用方法，以達(dá)到變廢為寶、減輕環(huán)境污染的 目的。
[0011] 本發(fā)明的技術(shù)解決方案，包括如下技術(shù)措施：
[0012] -將高硫煤與廢石膏混合制成料坯，在煅燒窯中煅燒，獲得商品固體石灰CaO并生 成副產(chǎn)物氣體s〇2、c〇 2;
[0013] -利用生成的氣體s〇2，采用胺吸收法制取高濃度s〇2，獲得商品液體S〇2;
[0014] -利用高濃度S〇2制取商品工業(yè)硫酸H2S〇4;
[0015 ]-利用產(chǎn)出的固體石灰CaO和煅燒窯煙氣中C〇2生產(chǎn)商品碳酸氫鈣Ca (HC〇3) 2;
[0016]-利用產(chǎn)出的固體石灰CaO與焦炭配料，生產(chǎn)商品電石CaC2;
[0017]-利用生產(chǎn)電石CaC2的余熱烘干廢石膏塊，降低廢石膏預(yù)處理的能耗。
[0018] 本發(fā)明的有益效果：
[0019] 綜合采用上述技術(shù)措施，使廢石膏、高硫煤得到充分利用，變廢為寶，極大地減輕 了環(huán)保壓力，且這些技術(shù)措施搭配合理，整個(gè)工藝質(zhì)、能平衡，不產(chǎn)生二次廢棄物，也無(wú)能源 浪費(fèi)，經(jīng)濟(jì)、環(huán)保意義重大;本發(fā)明徹底解決了廢石膏的污染問(wèn)題，具有廣闊的推廣應(yīng)用前 景。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1是本發(fā)明的流程圖
[0021] 圖2是電石工序流程圖
[0022] 圖3是液體S02工序流程圖
[0023] 圖4是硫酸工序流程圖
[0024]圖5是碳酸氫鈣Ca(HC03)2工序流程圖 [0025] 圖6是S02、C02氣體回收工序流程圖
[0026]圖7是石膏分解工序流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 本發(fā)明旨在綜合利用廢石膏、高硫煤，變廢為寶，減輕污染，參見圖1，它包括如下 技術(shù)措施：
[0028] -將高硫煤與廢石膏混合制成料坯，在煅燒窯中煅燒，獲得商品固體石灰CaO并生 成副產(chǎn)物氣體s〇2、c〇 2;
[0029] -利用生成的氣體S02，采用胺吸收法制取高濃度S02，獲得商品液體S02;
[0030] -利用高濃度S02制取商品工業(yè)硫酸H2S〇4;
[0031] -利用產(chǎn)出的固體石灰CaO和煅燒窯煙氣中CO2生產(chǎn)商品碳酸氫f丐Ca (HS〇3) 2;
[0032] -利用產(chǎn)出的固體石灰CaO與焦炭配料，生產(chǎn)商品電石CaC2;
[0033] -利用生產(chǎn)電石CaC2的余熱烘干廢石膏塊，降低廢石膏預(yù)處理的能耗。
[0034] 下面詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的工藝過(guò)程，參見圖1至圖7。
[0035] 將高硫煤送入粉碎機(jī)粉碎成煤粉，由皮帶運(yùn)輸機(jī)送入煤粉庫(kù);煤粉庫(kù)出口由計(jì)量 皮帶機(jī)輸送到混料機(jī)中；將粉狀石膏送入滾筒條篩中分離其中雜物(大塊）；篩分后的石膏 由計(jì)量皮帶機(jī)輸送到混料機(jī)中；混料機(jī)出口的混合物料由皮帶運(yùn)輸機(jī)送到真空煉泥制成形 機(jī)；由皮帶運(yùn)輸機(jī)把成形石膏塊送至機(jī)械窯車上；由窯車將成形石膏塊輸送至脫水隧道;在 脫水隧道中由電石車間來(lái)的尾氣提供熱量對(duì)物料脫水為半水石膏塊;半水石膏塊由機(jī)械窯 車輸送至烘干預(yù)熱窯內(nèi)烘干;烘干后的石膏塊由窯車輸送至煅燒分解窯內(nèi)，高溫分解，生成 固體石灰CaO和氣體SO2、C〇2。
[0036] 煙氣石膏的反應(yīng)式：
[0037] CaS03 = Ca0+S02T-Q
[0038] 2CaS04+C = 2Ca0+S02T+C02T-Q
[0039] 磷石膏的反應(yīng)式：
[0040] 2CaS04+C = 2Ca0+S02T+C02T-Q
[0041 ] 生成固體石灰CaO和氣體S〇2、C〇2。
[0042] 石灰CaO塊由機(jī)械窯車輸送至破碎機(jī)破碎形成電石生產(chǎn)所需的塊狀大小，由斗式 輸送機(jī)輸至石灰料倉(cāng)，做為生產(chǎn)電石的原料;塊狀石灰由計(jì)量運(yùn)輸機(jī)送入電石爐內(nèi)，焦炭由 計(jì)量運(yùn)輸機(jī)送入電石爐內(nèi)，燒制電石，反應(yīng)式如下：
[0043] CaO+2C = CaC2+C〇T-Q
[0044] 產(chǎn)出的電石密閉封裝儲(chǔ)存。
[0045] 電石爐排出的尾氣燃燒后送至脫水窯內(nèi)降溫后由風(fēng)機(jī)送至C02吸收塔，吸收其中 的 C02〇
[0046] 破碎機(jī)出口的粉狀石灰由螺旋輸送機(jī)送到石灰化灰制漿槽，水解制成氫氧化鈣溶 液，反應(yīng)式如下：
[0047] Ca0+H20 = Ca(0H)2
[0048] 高溫分解窯生成的S02、C02氣體經(jīng)鍋爐降溫產(chǎn)生蒸汽送至洗滌塔再次降溫洗滌;洗 滌后窯氣進(jìn)入s〇 2胺液吸收塔吸收s〇2后胺液為含s〇2的胺富液;胺液吸收塔出口含c〇2的氣 體由風(fēng)機(jī)送至C0 2吸收塔；由制得的氫氧化鈣Ca(0H)2溶解吸收，制成碳酸氫鈣Ca(HC〇3)2料 漿，反應(yīng)式如下：
[0049] Ca(OH)2+2C〇2 = Ca(HC03)2 丄
[0050]尾氣中含他、少量02排空;碳酸氫鈣Ca(HC03)2料漿經(jīng)離心分離后，溶液返回制漿工 序;分離后固體碳酸氫鈣Ca (HC03)經(jīng)氣流烘干機(jī)烘干、包裝出廠。
[0051 ]吸收s〇2的胺富液由栗輸送至解吸塔由工序產(chǎn)生的蒸汽加熱解吸出s〇2氣體(含水 蒸汽）；含水蒸汽s〇2氣體經(jīng)冷凝器冷凝蒸汽成水，分離出s〇2氣體;分離出的s〇2進(jìn)入洗滌器 洗滌后得到純凈s〇 2氣體;純凈s〇2氣體由s〇2壓縮機(jī)機(jī)壓縮冷凝可制得液體s〇2,罐裝出廠。 純凈s〇 2氣體配入氧氣(空氣)經(jīng)干燥塔用濃硫酸干燥后經(jīng)s〇2風(fēng)機(jī)送至s〇2轉(zhuǎn)化工序;轉(zhuǎn)化工 序在V 2〇5催化劑作用下在400-600 °C將S〇2轉(zhuǎn)化為S〇3，S〇3被濃硫酸吸收制得工業(yè)硫酸產(chǎn)品出 廠。
[0052] 反應(yīng)式如下：
[0053] 2S〇2+〇2 = 2S〇3+Q
[0054] S〇3+H20 = H2S〇4+Q
[0055] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：
[0056] (1)由于工業(yè)石灰(CaO)是電廠脫硫的原料，電石生產(chǎn)的原料，碳酸氫鈣的原料，減 少了生產(chǎn)石灰對(duì)碳酸鈣礦石的開采量，保護(hù)環(huán)境，節(jié)約資金；
[0057] (2)由于氣體S02經(jīng)胺吸收，解吸后生產(chǎn)的高濃度S02,生成液體S0 2工業(yè)品和工業(yè)硫 酸，用途廣泛，節(jié)約資源硫的消耗；
[0058] (3)由于C02與石灰漿生產(chǎn)的碳酸氫鈣工業(yè)品沒(méi)有碳排放；
[0059] (4)由于采用高硫煤作煅燒燃料和還原劑，經(jīng)濟(jì)效益可觀；
[0060] (5)由于生產(chǎn)電石的煙氣熱量用于石膏脫水提供資源充分利用了余熱，利于降低 成本;本發(fā)明的生產(chǎn)過(guò)程是廢石膏(CaS0 4、2H20大于90%)與高硫煤按比例混合、成形、脫水、 預(yù)熱、煅燒、分解后S元素生產(chǎn)液體S0 2和工業(yè)硫酸、Ca元素生產(chǎn)石灰，石灰可直接返回脫硫 工序，石灰和C元素生產(chǎn)碳酸氫鈣和電石，實(shí)現(xiàn)廢物各元素的綜合利用、循環(huán)利用，沒(méi)有浪 費(fèi)，真正變廢為寶，生產(chǎn)成本較低，還有良好的經(jīng)濟(jì)效益；
[0061] (6)綜合利用能力強(qiáng)，數(shù)量大，可全部回收利用，實(shí)現(xiàn)廢石膏零排放，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程 無(wú)二次污染和資源浪費(fèi)；
[0062] (7)使用煙氣脫硫石膏，則生產(chǎn)石灰用于脫硫，無(wú)需外購(gòu)石灰，減少石灰石采購(gòu)量， 實(shí)現(xiàn)鈣循環(huán)；
[0063] (8)使用磷石膏則生產(chǎn)工業(yè)硫酸，用于生產(chǎn)磷酸的原料，實(shí)現(xiàn)硫的循環(huán)，無(wú)磷石膏 排放，也無(wú)需購(gòu)買硫磺或硫鐵礦資源；
[0064] (9)生產(chǎn)飼料磷酸氫鈣的企業(yè)可不再采購(gòu)石灰和硫酸。
[0065]整個(gè)工藝過(guò)程充分利用原料中的每一種元素(Ca、S、C)形成有用的工業(yè)品，整個(gè)生 產(chǎn)過(guò)程無(wú)二次污染，無(wú)碳排放和能源浪費(fèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種廢石膏、高硫煤綜合利用方法，包括如下技術(shù)措施： -將高硫煤與廢石膏混合制成料坯，在煅燒窯中煅燒，獲得商品固體石灰CaO并生成副 產(chǎn)物氣體S〇2、C02; -利用生成的氣體s〇2，采用胺吸收法制取高濃度s〇2，獲得商品液體S〇2; -利用高濃度s〇2制取商品工業(yè)硫酸H2S〇4; -利用產(chǎn)出的固體石灰CaO和煅燒窯煙氣中C〇2生產(chǎn)商品碳酸氫鈣Ca (HC〇3) 2; -利用產(chǎn)出的固體石灰CaO與焦炭配料，生產(chǎn)商品電石CaC2; -利用生產(chǎn)電石CaC2的余熱烘干廢石膏塊，降低廢石膏預(yù)處理的能耗。2. 如權(quán)利要求1所述的廢石膏、高硫煤綜合利用方法，其特征在于，所述廢石膏是煙氣 脫硫石霄CaSCU · 2H2〇、CaS〇3和憐石霄CaSCU · 2H2〇。
【文檔編號(hào)】C01F11/18GK106044772SQ201610357179
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年5月25日
【發(fā)明人】劉松, 劉凡詳
【申請(qǐng)人】劉松