磷石膏制酸联产水泥

技术来源:三磷污染防治磷石膏
技术领域:固体废物处理处置技术-工业固废
技术类型:治理技术

适用范围



适用于周围配套成熟的园区。

技术描述



磷石膏制酸联产水泥技术采用磷石膏为原料,以焦炭为还原剂,将硫酸钙还原为二氧化硫窑气,窑气经净化后作为制硫酸的原料,窑尾产出水泥熟料。

主要技术指标



生料配制及率值:合格生料的配制是保持烧成操作正常的关键。生料的组分要保持相对的稳定,而配料的主要原料磷石膏约占90%,必须要求磷石膏组分的相对稳定。作为联产装置就相应要求磷酸生产中磷矿的配矿保持稳定。同时根据磷石膏组分的变化调整辅助材料的比例,以保持生料率值在正常范围之内和相对稳定。磷矿的品位,决定了磷石膏的基本组分。为了保证产品(特别是水泥)质量和维持生产的正常(相对容易操作),磷石膏生料烧成制造的水泥熟料与普通水泥熟料的矿物组成会有较大差别。其生料率值与普通水泥生料也有明显差别。根据理论计算和实际操作经验,磷石膏生料率值范围一般如下:石灰饱和系数(KH)控制在0.82—0.87;硅率(SM)控制在3.20—4.20;铁率(IM)控制在2.00—3.00。如果使用较高品位磷矿生产的磷石膏,各率值可以控制在更佳范围。 生料中焦碳配比:磷石膏分解主要发生以下反应:CaSO4+2C = CaS+2CO2、CaS+3CaSO4 = 4CaO+4SO2及副反应2CaS+SO2 = 2CaO+3S 等,根据反应方程式理论计算及考虑不同的窑型、工艺则焦碳的燃烧及飞灰损失不同等情况,给出合理的配比,这对磷石膏分解和保证熟料质量是很重要的。n(C)/ n(SO3)值一般控制在0.60—0.75范围。 生料中P2O5和F对烧成操作及熟料的影响:磷石膏生料中约含1%的P2O5和少量的F,对烧成操作及熟料质量有一定影响。P2O5的含量影响熟料的矿物组成,更重要的是当生料中P2O5含量超过1.5%时,在烧成过程中与其他成分生成共熔体,液相明显增多,降低烧成温度,装置生产负荷下降,熟料质量变差甚至不合格。生料中P2O5通过煅烧仍存在于熟料中,窑气中不存在P2O5,对制酸没有影响。 磷石膏通过烘干机后可脱去约40%的F,在煅烧过程中,氟的烧出率约50%,以气态氟化物HF转入窑气,其余则留在熟料中。少量的F在烧成过程中起矿化作用,影响熟料煅烧过程中液相组成、数量,且与熟料矿物成分形成中间相,从而影响熟料质量。当生料中F含量升高,同时AI2O3含量超过2.5%,会使熟料强度明显降低甚至出现快凝现象。 烧成操作:较一般的石灰石水泥生料,磷石膏分解的温度高、吸热量大、时间长,分解的不同阶段要求的弱氧化气氛有所差异,需要更高要求的热工稳定制度。生料工段要配制组分稳定且易烧性好的磷石膏生料,给烧成操作的稳定创造良好条件。烧成操作的基本要求是保持“料、煤、风”的稳定。下料量的大小是由窑的产能决定的,同时生料的易烧性对此有较大的影响,但它是一个基本的稳定因素,煤、风随窑内烧成温度、气氛、熟料变化进行调整。 要求保持料、煤、风的稳定,但原材料在不断的变化,这可能导致生料组分较大变化,相对稳定的生料也会有操作中不可避免的料、煤、风的波动。这些都会造成烧成热工稳定的破坏和生产不正常状况的出现。这就要求工艺技术人员对生料配比及工艺指标的及时调整和操作人员对烧成操作的常态调整,使烧成系统保持相对稳定,这是装置正常运行的关键。也可以说及时发现问题和对异常状况的正确处理是至关重要的,也是技术核心。一些错误的操作也会经常发生,例如系统出现升华硫(单质硫),为了减少升华硫而提高温度,操作上增加喷煤量,造成窑内还原气氛增强,升华硫现象更加严重。再如窑尾温度偏高,操作上减少喷煤量,造成氧含量增高,使生料中焦碳提前燃烧,窑尾温度不会降低,还会使烧成系统状况恶化,出现氧化料。类似的错误操作在缺乏经验的情况下很难被察觉。 窑速也要保持相对稳定,但在烧成系统出现异常状况时对窑速的调整是解决问题的重要手段。

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