磷石膏制酸联产水泥生产系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种水泥生产系统，特别涉及一种磷石膏制酸联产水泥生产系统，包括回转窑，回转窑的窑体由窑尾至窑头依次设置分解带、过渡带及烧成带，窑体长径比不小于20。本实用新型一是能满足磷石膏制酸联产水泥生产需求，将废物磷石膏进行处理，变成硫酸和水泥两个有用产品，变废为宝，节能环保；二是设备运转率和生产效率提高，产品质量达标。
【专利说明】磷石膏制酸联产水泥生产系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种水泥生产系统，特别涉及一种磷石膏制酸联产水泥生产系统。
【背景技术】
[0002]国内外磷复肥行业第一大废物是磷石膏，磷石膏含酸性物质，若长期堆放，不进行处理，会对环境造成严重危害。磷石膏主要成分为硫酸钙，通过对磷石膏进行处理，可变成硫酸和水泥两个有用产品，变废为宝。然而，由于普通水泥生产主要原料是石灰石，主要成分为碳酸钙，其与磷石膏的化学性质存在很大差异，因此，采用现有普通水泥生产系统难以满足磷石膏制酸联产水泥的需要，特别是现有普通回转窑，仅能进行熟料烧成，而无法满足制酸需要，并且普通回转窑采用窑外分解技术，由于磷石膏加热后的粘性大，流动性差，窑外分解后难以入窑。
实用新型内容
[0003]根据以上现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种磷石膏制酸联产水泥生产系统，满足磷石膏制酸联产水泥生产需求，生产效率高，产品质量好。
[0004]本实用新型所述的磷石膏制酸联产水泥生产系统，包括回转窑，回转窑的窑体由窑尾至窑头依次设置分解带、过渡带及烧成带，窑体长径比不小于20。
[0005]回转窑是磷石膏制酸联产水泥的核心设备，要同时承担两大任务:一是将硫酸钙进行分解，得到含有较高二氧化硫(S02体积比3 10%)的烟气，满足制酸系统硫酸正常生产需求，生产出质量合格硫酸；二是熟料烧成，烧出符合质量要求水泥熟料。由于硫酸钙分解速度慢，分解过程中粘度大，流动性不好，通过采用窑内分解，满足分解要求，同时，加长窑体长度，使窑体长径比不小于20，使分解及烧成充分，从而很好的达到上述回转窑的两大要求。
[0006]所述的分解带主体由磷酸盐复合砖砌筑而成，分解带选用磷酸盐复合砖，能耐高温高浓度酸性气体强腐蚀、耐磷石膏生料冲刷磨损，延长回转窑使用寿命。
[0007]所述的过渡带主体由娃莫砖砌筑而成。
[0008]所述的烧成带主体由镁铁铝砖砌筑而成。
[0009]所述的窑体沿纵向间隔设置挡砖圈，通过设置三道挡砖圈增加窑体耐火衬里的强度。
[0010]所述的回转窑总长为70?120m，窑体直径为3.5m?5.5m，挡砖圈间距为窑总长度的四分之一。
[0011]所述的回转窑尾端设有窑尾预热器，窑尾预热器包括依次通过第一管道、第二管道、第三管道及第四管道连接的一级预热器、二级预热器、三级预热器、四级预热器及五级预热器，五级预热器通过第五管道连接窑尾烟室，第五管道上装有鼓风机，第二管道、第三管道及第四管道上分别设有补氧口。在窑尾烟室与五级预热器的第五管道，其内负压小于-200Pa，空气抽力小，故设计了鼓风机，通过鼓风机辅助向管道内提供空气，第四管道、第三管道及第二管道内，空气抽力增加，仅设计补氧口即可满足补充氧气需要，节省能源。当出现升华硫时，将空气加入预热器旋风筒，并根据升华硫多少调整空气量大小。空气中的氧气与烟气中升华硫、碳氢化合物在400-800°C进行化学反应，升华硫转化成有用的二氧化硫，用于制造硫酸；碳氢化合物转化成对制酸系统无害的二氧化碳和水蒸气。上述气体与烟气混合在一起进入制酸系统制造硫酸，从而避免了制酸设备堵塞和腐蚀，确保制酸系统正常生产。
[0012]所述的一级预热器生料出口与第二管道相连，二级预热器生料出口与第三管道相连，三级预热器生料出口与第四管道相连，四级预热器生料出口与第五管道相连，五级预热器生料出口与窑尾相连。
[0013]所述的补氧口分别设置在一级预热器出口与二级预热器之间的第二管道上、二级预热器出口与三级预热器之间的第三管道上及三级预热器出口与四级预热器之间的第四管道上。
[0014]所述的回转窑窑头连接篦冷机。
[0015]将磷石膏、焦炭末、页岩粉等原料按一定比例配成合格生料进入窑尾预热器与回转窑来的高温烟气进行气、固相间热交换，使烟气温度降低，而生料温度升高。窑尾预热器出口生料温度达600-800 V左右，直接进入回转窑，在窑内分解带，硫酸钙和焦炭末高温下进行化学反应，分解出含有二氧化硫的烟气和钙的化合物。钙的化合物通过回转窑过渡带到烧成带，在更高温度下(1400-1500°C )与生料中二氧化硅、铁、铝等物质进行烧成反应，烧出符合质量要求水泥熟料。
[0016]窑尾烟气由窑尾烟室经第五管道、第四管道、第三管道、第二管道、第一管道依次向上，粉状生料由生料入口加入，在窑尾烟气带动下向上，部分进入二级预热器，部分经第一管道进入一级预热器，再由一级预热器进入第二管道，进入二级预热器的生料再依次进入第三管道、三级预热器、第四管道、四级预热器、第五管道、五级预热器，最后进入窑内。
[0017]窑尾烟气由窑尾烟室进入窑尾预热器内，根据窑尾烟气中升华硫的含量，开启鼓风机一台或两台，空气由鼓风机及补氧口进入管道内，空气中的氧气与烟气中升华硫、碳氢化合物在400-800°C进行化学反应，升华硫转化成有用的二氧化硫，用于制造硫酸；碳氢化合物转化成对制酸系统无害的二氧化碳和水蒸气，各种烟气混合在一起进入制酸系统制造硫fe。
[0018]与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果是:
[0019]本磷石膏制酸联产水泥生产系统通过设置回转窑窑内分解及加大长径比，满足制酸系统硫酸正常生产需求及熟料烧成需求；回转窑熟料烧成温度高，较普通水泥烧成温度平均高100°C，故熟料后期强度更高；将磷石膏进行处理，变成硫酸和水泥两个有用产品，变废为宝，节能环保；分解带选用新型磷酸盐防腐复合砖，能耐高温高浓度酸性气体强腐蚀、耐磷石膏生料冲刷磨损，回转窑使用寿命延长；窑尾预热器通过设计鼓风机及补氧口，及时向管道内补充空气，使窑尾烟气中的升华硫转化成有用的二氧化硫，用于制造硫酸，碳氢化合物转化成对制酸系统无害的二氧化碳和水蒸气，避免了制酸设备堵塞和腐蚀，确保制酸系统正常生产。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是本实用新型结构示意图；
[0021]图2是窑尾预热器结构示意图。
[0022]图中:1、窑尾预热器；2、回转窑；3、篦冷机；4、一级预热器；5、第一管道；6、二级预热器；7、第二管道；8、生料入口 ；9、三级预热器；10、控制阀；11、补氧口 ；12、第三管道；13、四级预热器；14、第四管道；15、五级预热器；16、鼓风机；17、第五管道；201、窑尾烟室；202、窑体；203、挡砖圈。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图对本实用新型的实施例做进一步描述。
[0024]如图1所示，本磷石膏制酸联产水泥生产系统包括窑尾预热器1、回转窑2及篦冷机3，窑尾预热器I与回转窑2窑尾相连，篦冷机3与回转窑2窑头相连。回转窑2总长为70?120m，窑体202直径为3.5m?5.5m,窑体202由窑尾至窑头依次设置分解带、过渡带及烧成带。沿窑体202纵向间隔设置三道挡砖圈203，挡砖圈203间距为窑体202总长度的四分之一。
[0025]窑体202分解带主体由磷酸盐复合砖砌筑而成，分解带选用磷酸盐复合砖，能耐高温高浓度酸性气体强腐蚀、耐磷石膏生料冲刷磨损,延长回转窑使用寿命；其过渡带主体由娃莫砖砌筑而成；其烧成带主体由镁铁招砖砌筑而成。
[0026]如图2所示，窑尾预热器I包括依次通过第一管道5、第二管道7、第三管道12及第四管道14连接的一级预热器4、二级预热器7、三级预热器9、四级预热器13及五级预热器15，五级预热器15通过第五管道17连接窑尾烟室201，第五管道17上装有两台鼓风机16，在窑尾烟室201与五级预热器15的第五管道17，其内负压小于-200Pa，空气抽力小，故设计了两台鼓风机16，通过鼓风机辅助向第五管道17内提供空气。第二管道7、第三管道12及第四管道13上分别设有补氧口 11，补氧口 11数量为每根管道2处，第四管道14、第三管道12及第二管道7内，空气抽力增加，仅设计补氧口 11即可满足补充氧气需要，节省能源，补氧口 11处设有控制开度的控制阀10，第二管道7上设有生料入口 8。
[0027]—级预热器4生料出口与第二管道7相连，二级预热器6生料出口与第三管道12相连，三级预热器9生料出口与第四管道14相连，四级预热器13生料出口与第五管道17相连，五级预热器15生料出口与窑尾相连。补氧口 11分别设置在一级预热器4与二级预热器7之间的第二管道上、二级预热器7与三级预热器9之间的第三管道12上及三级预热器9与四级预热器13之间的第四管道14上。
[0028]一级预热器4、二级预热器7、三级预热器9、四级预热器13及五级预热器15均为旋风式预热器。
[0029]工作过程:
[0030]将磷石膏、焦炭末、页岩粉等原料按一定比例配成合格生料进入窑尾预热器I与回转窑2来的高温烟气进行气、固相间热交换，使烟气温度降低，而生料温度升高。窑尾预热器I出口生料温度达600-800°C左右，直接进入回转窑2，在窑内分解带，硫酸钙和焦炭末高温下进行化学反应，分解出含有二氧化硫的烟气和钙的化合物。钙的化合物通过回转窑2过渡带到烧成带，在更高温度下(1400-1500°C )与生料中的二氧化硅、铁、铝等物质进行烧成反应，烧出符合质量要求水泥熟料，用于生产水泥。
[0031]窑尾烟气由窑尾烟室201经第五管道17、第四管道14、第三管道12、第二管道7、第一管道5依次向上，粉状生料由生料入口加入，在窑尾烟气带动下向上，部分进入二级预热器6，部分经第一管道5进入一级预热器4，再由一级预热器4进入第二管道7，进入二级预热器6的生料再依次进入第三管道12、三级预热器9、第四管道14、四级预热器13、第五管道17、五级预热器15，最后进入窑内。
[0032]窑尾烟气由窑尾烟室201进入窑尾预热器I内，根据窑尾烟气中升华硫的含量，开启鼓风机16—台或两台，空气由鼓风机16及补氧口 11进入管道内，空气中的氧气与烟气中升华硫、碳氢化合物在400-800°C进行化学反应，升华硫转化成有用的二氧化硫，用于制造硫酸；碳氢化合物转化成对制酸系统无害的二氧化碳和水蒸气，最后，窑尾烟气进入制酸系统制造硫Ife。
【权利要求】
1.一种磷石膏制酸联产水泥生产系统，包括回转窑(2)，其特征在于:回转窑(2)的窑体(202)由窑尾至窑头依次设置分解带、过渡带及烧成带，窑体(202)长径比不小于20。
2.根据权利要求1所述的磷石膏制酸联产水泥生产系统，其特征在于:所述的分解带主体由磷酸盐复合砖砌筑而成。
3.根据权利要求1所述的磷石膏制酸联产水泥生产系统，其特征在于:所述的过渡带主体由娃莫砖砌筑而成。
4.根据权利要求1所述的磷石膏制酸联产水泥生产系统，其特征在于:所述的烧成带主体由镁铁铝砖砌筑而成。
5.根据权利要求1?4任一所述的磷石膏制酸联产水泥生产系统，其特征在于:所述的窑体(202)沿纵向间隔设置挡砖圈。
6.根据权利要求1所述的磷石膏制酸联产水泥生产系统，其特征在于:所述的回转窑(2)总长为70?120m，窑体(202)直径为3.5m?5.5m。
7.根据权利要求1?4任一所述的磷石膏制酸联产水泥生产系统，其特征在于:所述的回转窑(2)尾端设有窑尾预热器(I)，窑尾预热器(I)包括依次通过第一管道(5)、第二管道(7)、第三管道(12)及第四管道(14)连接的一级预热器(4)、二级预热器￠)、三级预热器(9)、四级预热器(13)及五级预热器(15)，五级预热器(15)通过第五管道(17)连接窑尾烟室(201)，第五管道(17)上装有鼓风机(16)，第二管道(7)、第三管道(12)及第四管道(14)上分别设有补氧口(11)。
8.根据权利要求7所述的磷石膏制酸联产水泥生产系统，其特征在于:所述的一级预热器(4)生料出口与第二管道(7)相连，二级预热器(6)生料出口与第三管道(12)相连，三级预热器(9)生料出口与第四管道(14)相连，四级预热器(13)生料出口与第五管道(17)相连，五级预热器(15)生料出口与窑尾相连。
9.根据权利要求7所述的磷石膏制酸联产水泥生产系统，其特征在于:所述的补氧口(11)分别设置在一级预热器(4)与二级预热器(6)之间的第二管道(7)上、二级预热器(6)与三级预热器(9)之间的第三管道(12)上及三级预热器(9)与四级预热器(13)之间的第四管道(14)上。
10.根据权利要求7所述的磷石膏制酸联产水泥生产系统，其特征在于:所述的回转窑(2)窑头连接熟料篦冷机(3)。
【文档编号】C01B17/74GK204057966SQ201420539345
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年9月18日 优先权日:2014年9月18日
【发明者】郭增红 申请人:郭增红