一種廢石膏、高硫煤綜合利用方法
【專利摘要】本發明公開一種廢石膏、高硫煤綜合利用方法，包括如下技術措施：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制取商品工業硫酸H2SO4；利用產出的固體石灰CaO和煅燒窯煙氣中CO2生產商品碳酸氫鈣Ca(HCO３)２；利用產出的固體石灰CaO與焦炭配料，生產商品電石CaC２；利用生產電石CaC２的余熱烘干廢石膏塊，降低廢石膏預處理的能耗。本方法達到了變廢為寶、減輕了環境污染。
【專利說明】
一種廢石膏、高硫煤綜合利用方法
技術領域
[0001 ]本發明涉及工業廢棄物的處理方法，具體說，是一種廢石膏、高硫煤綜合利用方 法，屬于環境保護技術領域。
【背景技術】
[0002] 廢石膏主要是煙氣脫硫石膏和磷化工生產過程中產生的磷石膏。
[0003] 煙氣脫硫石膏是大型燃煤用戶例如火電廠煙氣經脫硫處理產生的石膏，截止2008 年底我國火電廠年產出脫硫石膏達4000萬噸，"十一五"末脫硫石膏年產出量達到6000萬噸 左右，目前我國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是硫磷化工企業在硫酸分解磷礦萃取磷酸(濕法磷酸）的副產 物。磷酸是生產高濃度磷復肥的主要原料之一，因此，磷石膏的產生量與高濃度磷復肥產量 息息相關。前些年，由于我國農業高速發展，對磷肥的需求旺盛，以至于高濃度磷復肥產量 增長較快;近幾年，由于我國農作物種植結構調整以及測土配方施肥、科學施肥技術推廣等 多種原因，高濃度磷復肥逐年增長的勢頭有所減緩。2010-2013年我國磷石膏產生量見表1:
[0005] 表 1
[0008] 綜上數據從2010-2013年4年時間，磷石膏產量3.2億噸，綜合利用僅為0.65億噸， 堆放數量為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，直接燃燒產生的酸霧將污染大氣，不符 合環保要求，脫硫處理再做為燃料出售又將增大煤炭企業的成本，寧肯棄而不采，也不愿意 做虧本生意，造成巨大的資源浪費，故怎樣利用好高硫煤又不產生硫污染是我國長期研究 的重大課題。
【發明內容】
[0010] 本發明提出一種廢石膏、高硫煤綜合利用方法，以達到變廢為寶、減輕環境污染的 目的。
[0011] 本發明的技術解決方案，包括如下技術措施：
[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制取商品工業硫酸H2S〇4;
[0015 ]-利用產出的固體石灰CaO和煅燒窯煙氣中C〇2生產商品碳酸氫鈣Ca (HC〇3) 2;
[0016]-利用產出的固體石灰CaO與焦炭配料，生產商品電石CaC2;
[0017]-利用生產電石CaC2的余熱烘干廢石膏塊，降低廢石膏預處理的能耗。
[0018] 本發明的有益效果：
[0019] 綜合采用上述技術措施，使廢石膏、高硫煤得到充分利用，變廢為寶，極大地減輕 了環保壓力，且這些技術措施搭配合理，整個工藝質、能平衡，不產生二次廢棄物，也無能源 浪費，經濟、環保意義重大;本發明徹底解決了廢石膏的污染問題，具有廣闊的推廣應用前 景。
【附圖說明】
[0020] 圖1是本發明的流程圖
[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。
【具體實施方式】
[0027] 本發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制取商品工業硫酸H2S〇4;
[0031] -利用產出的固體石灰CaO和煅燒窯煙氣中CO2生產商品碳酸氫f丐Ca (HS〇3) 2;
[0032] -利用產出的固體石灰CaO與焦炭配料，生產商品電石CaC2;
[0033] -利用生產電石CaC2的余熱烘干廢石膏塊，降低廢石膏預處理的能耗。
[0034] 下面詳細說明本發明的工藝過程，參見圖1至圖7。
[0035] 將高硫煤送入粉碎機粉碎成煤粉，由皮帶運輸機送入煤粉庫;煤粉庫出口由計量 皮帶機輸送到混料機中；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 由計量皮帶機輸送到混料機中；混料機出口的混合物料由皮帶運輸機送到真空煉泥制成形 機；由皮帶運輸機把成形石膏塊送至機械窯車上；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的尾氣提供熱量對物料脫水為半水石膏塊;半水石膏塊由機械窯 車輸送至烘干預熱窯內烘干;烘干后的石膏塊由窯車輸送至煅燒分解窯內，高溫分解，生成 固體石灰CaO和氣體SO2、C〇2。
[0036] 煙氣石膏的反應式：
[0037] CaS03 = Ca0+S02T-Q
[0038] 2CaS04+C = 2Ca0+S02T+C02T-Q
[0039] 磷石膏的反應式：
[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塊由機械窯車輸送至破碎機破碎形成電石生產所需的塊狀大小，由斗式 輸送機輸至石灰料倉，做為生產電石的原料;塊狀石灰由計量運輸機送入電石爐內，焦炭由 計量運輸機送入電石爐內，燒制電石，反應式如下：
[0043] CaO+2C = CaC2+C〇T-Q
[0044] 產出的電石密閉封裝儲存。
[0045] 電石爐排出的尾氣燃燒后送至脫水窯內降溫后由風機送至C02吸收塔，吸收其中 的 C02〇
[0046] 破碎機出口的粉狀石灰由螺旋輸送機送到石灰化灰制漿槽，水解制成氫氧化鈣溶 液，反應式如下：
[0047] Ca0+H20 = Ca(0H)2
[0048] 高溫分解窯生成的S02、C02氣體經鍋爐降溫產生蒸汽送至洗滌塔再次降溫洗滌;洗 滌后窯氣進入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 體由風機送至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)經氣流烘干機烘干、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壓縮機機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)經干燥塔用濃硫酸干燥后經s〇2風機送至s〇2轉化工序;轉化工 序在V 2〇5催化劑作用下在400-600 °C將S〇2轉化為S〇3，S〇3被濃硫酸吸收制得工業硫酸產品出 廠。
[0052] 反應式如下：
[0053] 2S〇2+〇2 = 2S〇3+Q
[0054] S〇3+H20 = H2S〇4+Q
[0055] 本發明的優點是：
[0056] (1)由于工業石灰(CaO)是電廠脫硫的原料，電石生產的原料，碳酸氫鈣的原料，減 少了生產石灰對碳酸鈣礦石的開采量，保護環境，節約資金；
[0057] (2)由于氣體S02經胺吸收，解吸后生產的高濃度S02,生成液體S0 2工業品和工業硫 酸，用途廣泛，節約資源硫的消耗；
[0058] (3)由于C02與石灰漿生產的碳酸氫鈣工業品沒有碳排放；
[0059] (4)由于采用高硫煤作煅燒燃料和還原劑，經濟效益可觀；
[0060] (5)由于生產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;本發明的生產過程是廢石膏(CaS0 4、2H20大于90%)與高硫煤按比例混合、成形、脫水、 預熱、煅燒、分解后S元素生產液體S0 2和工業硫酸、Ca元素生產石灰，石灰可直接返回脫硫 工序，石灰和C元素生產碳酸氫鈣和電石，實現廢物各元素的綜合利用、循環利用，沒有浪 費，真正變廢為寶，生產成本較低，還有良好的經濟效益；
[0061] (6)綜合利用能力強，數量大，可全部回收利用，實現廢石膏零排放，整個生產過程 無二次污染和資源浪費；
[0062] (7)使用煙氣脫硫石膏，則生產石灰用于脫硫，無需外購石灰，減少石灰石采購量， 實現鈣循環；
[0063] (8)使用磷石膏則生產工業硫酸，用于生產磷酸的原料，實現硫的循環，無磷石膏 排放，也無需購買硫磺或硫鐵礦資源；
[0064] (9)生產飼料磷酸氫鈣的企業可不再采購石灰和硫酸。
[0065]整個工藝過程充分利用原料中的每一種元素(Ca、S、C)形成有用的工業品，整個生 產過程無二次污染，無碳排放和能源浪費。
【主權項】
1. 一種廢石膏、高硫煤綜合利用方法，包括如下技術措施： -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制取商品工業硫酸H2S〇4; -利用產出的固體石灰CaO和煅燒窯煙氣中C〇2生產商品碳酸氫鈣Ca (HC〇3) 2; -利用產出的固體石灰CaO與焦炭配料，生產商品電石CaC2; -利用生產電石CaC2的余熱烘干廢石膏塊，降低廢石膏預處理的能耗。2. 如權利要求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】C01F11/18GK106044772SQ201610357179
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月25日
【發明人】劉松, 劉凡詳
【申請人】劉松