一种废石膏、高硫煤综合利用方法
【专利摘要】本发明公开一种废石膏、高硫煤综合利用方法，包括如下技术措施：将高硫煤与废石膏混合制成料坯，在煅烧窑中煅烧，获得商品固体石灰CaO并生成副产物气体SO2、CO2；利用生成的气体SO2，采用胺吸收法制取高浓度SO2，获得商品液体SO2；利用高浓度SO2制取商品工业硫酸H2SO4；利用产出的固体石灰CaO和煅烧窑烟气中CO2生产商品碳酸氢钙Ca(HCO３)２；利用产出的固体石灰CaO与焦炭配料，生产商品电石CaC２；利用生产电石CaC２的余热烘干废石膏块，降低废石膏预处理的能耗。本方法达到了变废为宝、减轻了环境污染。
【专利说明】
一种废石膏、高硫煤综合利用方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及工业废弃物的处理方法，具体说，是一种废石膏、高硫煤综合利用方 法，属于环境保护技术领域。
【背景技术】
[0002] 废石膏主要是烟气脱硫石膏和磷化工生产过程中产生的磷石膏。
[0003] 烟气脱硫石膏是大型燃煤用户例如火电厂烟气经脱硫处理产生的石膏，截止2008 年底我国火电厂年产出脱硫石膏达4000万吨，"十一五"末脱硫石膏年产出量达到6000万吨 左右，目前我国脱硫石膏利用率仅为30%，大量脱硫石膏被堆放或填海，不仅占用大量土 地，而且脱出来的硫又回到地面或水域，造成2次污染。
[0004] 磷石膏CaS〇4 · 2H20是硫磷化工企业在硫酸分解磷矿萃取磷酸(湿法磷酸）的副产 物。磷酸是生产高浓度磷复肥的主要原料之一，因此，磷石膏的产生量与高浓度磷复肥产量 息息相关。前些年，由于我国农业高速发展，对磷肥的需求旺盛，以至于高浓度磷复肥产量 增长较快;近几年，由于我国农作物种植结构调整以及测土配方施肥、科学施肥技术推广等 多种原因，高浓度磷复肥逐年增长的势头有所减缓。2010-2013年我国磷石膏产生量见表1:
[0005] 表 1
[0008] 综上数据从2010-2013年4年时间，磷石膏产量3.2亿吨，综合利用仅为0.65亿吨， 堆放数量为2.55亿吨，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，我国煤碳资源占世界第二位，但人均占有可开采量 仅52吨(世界人均占有173吨），其中约8 %是高硫煤，直接燃烧产生的酸雾将污染大气，不符 合环保要求，脱硫处理再做为燃料出售又将增大煤炭企业的成本，宁肯弃而不采，也不愿意 做亏本生意，造成巨大的资源浪费，故怎样利用好高硫煤又不产生硫污染是我国长期研究 的重大课题。
【发明内容】
[0010] 本发明提出一种废石膏、高硫煤综合利用方法，以达到变废为宝、减轻环境污染的 目的。
[0011] 本发明的技术解决方案，包括如下技术措施：
[0012] -将高硫煤与废石膏混合制成料坯，在煅烧窑中煅烧，获得商品固体石灰CaO并生 成副产物气体s〇2、c〇 2;
[0013] -利用生成的气体s〇2，采用胺吸收法制取高浓度s〇2，获得商品液体S〇2;
[0014] -利用高浓度S〇2制取商品工业硫酸H2S〇4;
[0015 ]-利用产出的固体石灰CaO和煅烧窑烟气中C〇2生产商品碳酸氢钙Ca (HC〇3) 2;
[0016]-利用产出的固体石灰CaO与焦炭配料，生产商品电石CaC2;
[0017]-利用生产电石CaC2的余热烘干废石膏块，降低废石膏预处理的能耗。
[0018] 本发明的有益效果：
[0019] 综合采用上述技术措施，使废石膏、高硫煤得到充分利用，变废为宝，极大地减轻 了环保压力，且这些技术措施搭配合理，整个工艺质、能平衡，不产生二次废弃物，也无能源 浪费，经济、环保意义重大;本发明彻底解决了废石膏的污染问题，具有广阔的推广应用前 景。
【附图说明】
[0020] 图1是本发明的流程图
[0021] 图2是电石工序流程图
[0022] 图3是液体S02工序流程图
[0023] 图4是硫酸工序流程图
[0024]图5是碳酸氢钙Ca(HC03)2工序流程图 [0025] 图6是S02、C02气体回收工序流程图
[0026]图7是石膏分解工序流程图。
【具体实施方式】
[0027] 本发明旨在综合利用废石膏、高硫煤，变废为宝，减轻污染，参见图1，它包括如下 技术措施：
[0028] -将高硫煤与废石膏混合制成料坯，在煅烧窑中煅烧，获得商品固体石灰CaO并生 成副产物气体s〇2、c〇 2;
[0029] -利用生成的气体S02，采用胺吸收法制取高浓度S02，获得商品液体S02;
[0030] -利用高浓度S02制取商品工业硫酸H2S〇4;
[0031] -利用产出的固体石灰CaO和煅烧窑烟气中CO2生产商品碳酸氢f丐Ca (HS〇3) 2;
[0032] -利用产出的固体石灰CaO与焦炭配料，生产商品电石CaC2;
[0033] -利用生产电石CaC2的余热烘干废石膏块，降低废石膏预处理的能耗。
[0034] 下面详细说明本发明的工艺过程，参见图1至图7。
[0035] 将高硫煤送入粉碎机粉碎成煤粉，由皮带运输机送入煤粉库;煤粉库出口由计量 皮带机输送到混料机中；将粉状石膏送入滚筒条筛中分离其中杂物(大块）；筛分后的石膏 由计量皮带机输送到混料机中；混料机出口的混合物料由皮带运输机送到真空炼泥制成形 机；由皮带运输机把成形石膏块送至机械窑车上；由窑车将成形石膏块输送至脱水隧道;在 脱水隧道中由电石车间来的尾气提供热量对物料脱水为半水石膏块;半水石膏块由机械窑 车输送至烘干预热窑内烘干;烘干后的石膏块由窑车输送至煅烧分解窑内，高温分解，生成 固体石灰CaO和气体SO2、C〇2。
[0036] 烟气石膏的反应式：
[0037] CaS03 = Ca0+S02T-Q
[0038] 2CaS04+C = 2Ca0+S02T+C02T-Q
[0039] 磷石膏的反应式：
[0040] 2CaS04+C = 2Ca0+S02T+C02T-Q
[0041 ] 生成固体石灰CaO和气体S〇2、C〇2。
[0042] 石灰CaO块由机械窑车输送至破碎机破碎形成电石生产所需的块状大小，由斗式 输送机输至石灰料仓，做为生产电石的原料;块状石灰由计量运输机送入电石炉内，焦炭由 计量运输机送入电石炉内，烧制电石，反应式如下：
[0043] CaO+2C = CaC2+C〇T-Q
[0044] 产出的电石密闭封装储存。
[0045] 电石炉排出的尾气燃烧后送至脱水窑内降温后由风机送至C02吸收塔，吸收其中 的 C02〇
[0046] 破碎机出口的粉状石灰由螺旋输送机送到石灰化灰制浆槽，水解制成氢氧化钙溶 液，反应式如下：
[0047] Ca0+H20 = Ca(0H)2
[0048] 高温分解窑生成的S02、C02气体经锅炉降温产生蒸汽送至洗涤塔再次降温洗涤;洗 涤后窑气进入s〇 2胺液吸收塔吸收s〇2后胺液为含s〇2的胺富液;胺液吸收塔出口含c〇2的气 体由风机送至C0 2吸收塔；由制得的氢氧化钙Ca(0H)2溶解吸收，制成碳酸氢钙Ca(HC〇3)2料 浆，反应式如下：
[0049] Ca(OH)2+2C〇2 = Ca(HC03)2 丄
[0050]尾气中含他、少量02排空;碳酸氢钙Ca(HC03)2料浆经离心分离后，溶液返回制浆工 序;分离后固体碳酸氢钙Ca (HC03)经气流烘干机烘干、包装出厂。
[0051 ]吸收s〇2的胺富液由栗输送至解吸塔由工序产生的蒸汽加热解吸出s〇2气体(含水 蒸汽）；含水蒸汽s〇2气体经冷凝器冷凝蒸汽成水，分离出s〇2气体;分离出的s〇2进入洗涤器 洗涤后得到纯净s〇 2气体;纯净s〇2气体由s〇2压缩机机压缩冷凝可制得液体s〇2,罐装出厂。 纯净s〇 2气体配入氧气(空气)经干燥塔用浓硫酸干燥后经s〇2风机送至s〇2转化工序;转化工 序在V 2〇5催化剂作用下在400-600 °C将S〇2转化为S〇3，S〇3被浓硫酸吸收制得工业硫酸产品出 厂。
[0052] 反应式如下：
[0053] 2S〇2+〇2 = 2S〇3+Q
[0054] S〇3+H20 = H2S〇4+Q
[0055] 本发明的优点是：
[0056] (1)由于工业石灰(CaO)是电厂脱硫的原料，电石生产的原料，碳酸氢钙的原料，减 少了生产石灰对碳酸钙矿石的开采量，保护环境，节约资金；
[0057] (2)由于气体S02经胺吸收，解吸后生产的高浓度S02,生成液体S0 2工业品和工业硫 酸，用途广泛，节约资源硫的消耗；
[0058] (3)由于C02与石灰浆生产的碳酸氢钙工业品没有碳排放；
[0059] (4)由于采用高硫煤作煅烧燃料和还原剂，经济效益可观；
[0060] (5)由于生产电石的烟气热量用于石膏脱水提供资源充分利用了余热，利于降低 成本;本发明的生产过程是废石膏(CaS0 4、2H20大于90%)与高硫煤按比例混合、成形、脱水、 预热、煅烧、分解后S元素生产液体S0 2和工业硫酸、Ca元素生产石灰，石灰可直接返回脱硫 工序，石灰和C元素生产碳酸氢钙和电石，实现废物各元素的综合利用、循环利用，没有浪 费，真正变废为宝，生产成本较低，还有良好的经济效益；
[0061] (6)综合利用能力强，数量大，可全部回收利用，实现废石膏零排放，整个生产过程 无二次污染和资源浪费；
[0062] (7)使用烟气脱硫石膏，则生产石灰用于脱硫，无需外购石灰，减少石灰石采购量， 实现钙循环；
[0063] (8)使用磷石膏则生产工业硫酸，用于生产磷酸的原料，实现硫的循环，无磷石膏 排放，也无需购买硫磺或硫铁矿资源；
[0064] (9)生产饲料磷酸氢钙的企业可不再采购石灰和硫酸。
[0065]整个工艺过程充分利用原料中的每一种元素(Ca、S、C)形成有用的工业品，整个生 产过程无二次污染，无碳排放和能源浪费。
【主权项】
1. 一种废石膏、高硫煤综合利用方法，包括如下技术措施： -将高硫煤与废石膏混合制成料坯，在煅烧窑中煅烧，获得商品固体石灰CaO并生成副 产物气体S〇2、C02; -利用生成的气体s〇2，采用胺吸收法制取高浓度s〇2，获得商品液体S〇2; -利用高浓度s〇2制取商品工业硫酸H2S〇4; -利用产出的固体石灰CaO和煅烧窑烟气中C〇2生产商品碳酸氢钙Ca (HC〇3) 2; -利用产出的固体石灰CaO与焦炭配料，生产商品电石CaC2; -利用生产电石CaC2的余热烘干废石膏块，降低废石膏预处理的能耗。2. 如权利要求1所述的废石膏、高硫煤综合利用方法，其特征在于，所述废石膏是烟气 脱硫石霄CaSCU · 2H2〇、CaS〇3和憐石霄CaSCU · 2H2〇。
【文档编号】C01F11/18GK106044772SQ201610357179
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月25日
【发明人】刘松, 刘凡详
【申请人】刘松