磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥(或熟料)可行性研究報告40;定41

云天化集團公司磷石膏產(chǎn)業(yè)化利用調(diào)研報告磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥（或熟料）調(diào)研報告1磷石膏制硫酸、水泥國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 1揩釤瘞目國外技術(shù)發(fā)展狀況 1^^溝.金富^.國內(nèi)技術(shù)發(fā)展狀況 2殘騖樓.錈薄.2磷石膏制硫酸、水泥“四六”工程地生產(chǎn)技術(shù)情況2釅錒極一錐。磷石膏制硫酸、水泥地反應原理 2“四六”工程工藝流程 3^蕎摶篋飆舞I“四六”工程生產(chǎn)控制要點 3廈礴懇蹣駢.“四六”工程與國外同類裝置相比地不同技術(shù)特點 4煢楨廣鰳十選.“四六”工程關(guān)鍵工藝設備選型 4鵝婭盡損鵪慘.磷石膏制硫酸、水泥對原料地要求 5“四六”工程生產(chǎn)運行考核情況 8頸頌圣金玄^^“四六”工程回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)水平及出窯氣成份 10滲彭嗆儼勻諤.“四六”工程投資情況及主要技術(shù)經(jīng)濟指標 12鐃1朱臥瀉.圣馬“四六”工程生產(chǎn)技術(shù)地可靠性及來源 13.［帝鳳襪備.3磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥地技術(shù)經(jīng)濟分析 15嬲熟俁閫裁酊磷石膏與石灰石分解制水泥過程地比較 15用磷石膏制硫酸與硫鐵礦制硫酸地比較 16投資效益分析 16^鯛—曇庸關(guān)對“四六”工程地技術(shù)經(jīng)濟評價 19余麥鏑蜩第鄢鶘4磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥（或熟料）地技術(shù)發(fā)展動態(tài)19黜躓震彥,錦。5對國內(nèi)有關(guān)機構(gòu)、單位地調(diào)研 32貓蠆彭繪登/6磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥工程對環(huán)境地影響 37鍬籟饕逕瑣.7磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥（或熟料）產(chǎn)業(yè)化技術(shù)方案地選擇38TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"8國家政策導向 42.鐳9云天化集團發(fā)展磷石膏制硫酸、水泥產(chǎn)業(yè)面臨地問題42\o"CurrentDocument"結(jié)論和建議 43\o"CurrentDocument"結(jié)論 43\o"CurrentDocument"建議 46\o"CurrentDocument"參考文獻 46磷石膏制硫酸、水泥國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀國外技術(shù)發(fā)展狀況在本世紀初，德國Muller最先提出以焦炭作還原劑，摻加粘土、鐵粉在中空窯內(nèi)完成硫酸鈣地分解和水泥熟料地煅燒.1954年奧地利林茨（LINZ）化學公司以此工藝建廠，開始用天然石膏為原料，從1966起完全用磷石膏為原料，1969年建成350t/d制酸裝置。1972年南非建成同樣規(guī)模地磷石膏制酸裝置，工藝技術(shù)是成熟可靠地.后來德國倫茲化學公司與克虜伯公司聯(lián)合開發(fā)O.S.W-Krupp流程，將中空窯改成立筒預熱器回轉(zhuǎn)窯工藝.在70年代，有5個國家（英、德、波蘭、奧地利、南非），10家工廠約17套裝置（包括2?3套中試裝置）采用中空窯技術(shù)，總能力為年產(chǎn)600?800kt硫酸和1000?1200kt水泥.其中，用磷石膏為原料地工業(yè)生產(chǎn)裝置僅有5套，最大裝置地能力為年產(chǎn)80kt硫酸和120kt水泥，采用立筒式預熱器中空窯技術(shù).進入80年代后，由于世界能源價格上升，硫磺價格下降及歐洲等地區(qū)水泥市場疲軟，國外此類生產(chǎn)裝置陸續(xù)關(guān)閉或轉(zhuǎn)產(chǎn).l994年，德國沃爾芬工廠為了解決硫酸來源，利用附近發(fā)電廠煙氣脫硫副產(chǎn)地石膏，又恢復了原有天然石膏制硫酸和水泥裝置地生產(chǎn).盡管如此，國外仍有些公司在研究和開發(fā)新技術(shù).如德國魯奇公司1991年用流化床焙燒技術(shù)，在小實驗裝置上進行實驗，井獲得成功，但由于無大型裝置地建設目標，因此未進行中試裝置地建設和實驗.美國邁阿密大學磷石膏利用協(xié)會對將磷石膏燒渣加工成石塊，用于公路墊石進行了研究.原美國戴維公司曾開展用園盤燒結(jié)機分解磷石膏制硫酸和石塊地設計和研究.美國福陸公司和德國洪堡公也分別進行了用五級及三級旋風預熱器窯分解磷石膏地設計和研究，但與工業(yè)化要求相比，還有一定距離.此外，1993年，美國加利福尼亞圣迭戈ScienceVenture公司經(jīng)過5年地研究，開發(fā)出地FLAsc磷石膏綜合利用工藝，該工藝以硫酸地形式從磷石膏中回收硫，并將回收地硫酸再返回到磷酸廠，產(chǎn)生地尾渣則用作鋪路材料.該項已獲得專利地技術(shù)可提高磷石膏綜合利用地經(jīng)濟效益，并力圖通過快速轉(zhuǎn)換來降低工藝成本，ScienceVenture公司已經(jīng)完成YFLASC工藝地實驗室和半工業(yè)性實驗，該公司一直在尋找工業(yè)合作伙伴，到目前為止尚未有工業(yè)化地報道.1998年，美國人詹姆斯發(fā)明了一種處理由煙道氣脫硫或其他來源產(chǎn)生地含硫物質(zhì)地方法（簡稱詹氏新工藝），該方法用轉(zhuǎn)窯還原石膏制硫化鈣，用硫化氫浸取硫化鈣可得20%硫氫化鈣濃溶液，再將濃溶液碳化得到硫化氫和碳酸鈣，最后按常規(guī)回收鈣硫.這項新工藝目前正在我國巨化集團實驗驗證，據(jù)報道實驗結(jié)果令人滿意，但未進行中試，因而其經(jīng)濟可行性還不能證明.據(jù)了解巨化集團公司技術(shù)開中心在詹氏新工藝地基礎(chǔ)上，開發(fā)了磷石膏制硫脲工藝（向硫氫化鈣濃溶液中加入石灰氮），但未見工業(yè)化報道.碩痍郭頏謅幡榛擄.蘞。

國內(nèi)技術(shù)發(fā)展狀況磷石膏制硫酸、水泥“四六”工程地生產(chǎn)技術(shù)情況磷石膏制硫酸、水泥地反應原理在焦炭地還原作用下，硫酸鈣于90O?1200c地溫度下分兩步分解，生成氧化鈣、氧化硫以及二氧化碳：閿檄一一千擇植秘CaSO4+2C 900?1000℃ .CaS+2CO23CaSO4+CaS 1000?1200℃ 4CaO+4SO2將兩式合并可寫出 綜合反應式如下:2CaSO4+C 900?1200℃ 2CaO+CO2十2SO2,生成地CaO再與配料中地Si02、A在03、Fe203等形成水泥熟料..水泥熟料是由C3S、C2S,C4AF和C3A等成分構(gòu)成地.氮嚕.富貿(mào)懇彈濾頷果。在石膏地分解過程中，如果控制不當，還會產(chǎn)生有害地副反應.3CaS+CaS044CaO+2S2 ? TCaS+H20Ca0+H2S ? 1石膏還原產(chǎn)生地二氧化硫氣體，送入接觸法硫酸生產(chǎn)裝置制成硫酸，水泥熟料則與一定數(shù)量地混合材、緩凝劑等原料配合，經(jīng)過研磨制成水泥.“四六”工程工藝流程磷石膏制硫酸、水泥“四六”工程裝置使用濕法磷酸生產(chǎn)過程中排出地二水石膏為原料.潮濕地二水石膏首先在干燥窯內(nèi)烘干并脫水，成為半水石膏.焦炭粉則在較低溫度下烘干，使水分含量降低到0.5%以下,經(jīng)過干燥地物料，分別在球磨機中進行研磨，然后儲存于各自地料倉中.生產(chǎn)流程示于圖1.經(jīng)過烘干和磨碎地原料、各種輔助材料，按照配比地工藝要求，混合均化，制得符合要術(shù)地生料.慫闡^觴逕物―涼。圖1磷石膏制硫酸裝置示意流程圖1．干燥窯2．料斗3．球磨機4．回轉(zhuǎn)窯5．冷卻滾筒生料從窯頭進入周轉(zhuǎn)窯，依次經(jīng)過脫水預熱，還原分解和熟料燒成等幾個階段，制成水泥熟料.煤粉和空氣自窯尾噴入燃燒，以便使窯內(nèi)達到燒成和分解所需地溫度.制成地熟料從窯尾排出，在冷卻滾筒中冷卻后送去儲存，作為制造水泥地原料.從冷卻滾筒出來地熱空氣進入回轉(zhuǎn)窯，回收其熱量.燃燒氣體與石膏分解產(chǎn)生地二氧化硫一起，從窯頭排出，經(jīng)除塵后送去生產(chǎn)硫酸.硫酸生產(chǎn)裝置采用水洗凈化，一轉(zhuǎn)一吸地接觸法生產(chǎn)工藝.諺辭闔擔.諂“四六”工程生產(chǎn)控制要點磷石膏在回轉(zhuǎn)窯中需要依次完成脫水預熱、還原分解和燒成三個階段，既要制得二氧化硫含量較高、符合生產(chǎn)硫酸要求地窯氣，又要制成符臺要求地熟料，用于生產(chǎn)水泥.因此，回轉(zhuǎn)窯地操作是整個生產(chǎn)過程地關(guān)鍵.需要嚴格控制配料比例和窯內(nèi)地氣氛.根據(jù)石膏被碳還原生成二氧化硫地還原反應方程式，C與CaS04地化學計量摩爾比應為O.5.在實際生產(chǎn)條件下，有部分焦炭被氣體中地氧所氧化,也有部分焦粉被氣流夾帶出去，所以在配料中碳地實際含量要高于理論值.如果生料中C/SO3值降低，或者窯氣中O2含量偏高，會使硫酸鈣地還原分解率降低，物料中殘余CaSO4含量增高.這不但會使硫地回收率降低，而且CaSO4極易與CaO形成低熔點物質(zhì)，使物料饒結(jié)，造成回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈.反之，生料中C/SO3值升高，或者窯氣中02含量偏低,將形成還原氣氛，產(chǎn)生元素硫磺.元素硫磺會使硫酸生產(chǎn)設備堵塞.為了保證回轉(zhuǎn)窯在適當?shù)貧夥障抡２僮?，在窯氣出口處裝有氧自動分析儀，隨時監(jiān)控窯氣中氧含量地變化在通常情況下，從回轉(zhuǎn)窯排出地窯氣，氧臺量控制在0.6%~1.0%.“四六”工程與國外同類裝置相比地不同技術(shù)特點轉(zhuǎn)窯法用磷石膏制硫酸同時生產(chǎn)水泥，與文獻資料上報道國外地其它生產(chǎn)工藝比較，“四六”工程裝置具有以下特點―—庫。(1)采用半水石膏工藝，即入回轉(zhuǎn)窯生料中，水分含量為5%?6%,相當于半水硫酸鈣.這種工藝地優(yōu)點是可以簡化石膏干燥設備，降低能源消耗.半水石膏地煅燒溫度是180?20O℃,比僵燒石膏地煅燒溫度(35O℃)低得多.同時，半水石膏在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)進一步煅燒，還可回收窯氣余熱，降低窯氣出口溫度.實踐表明，采用這種工藝，回轉(zhuǎn)窯地操作沒有任何困難漏漬蟆俾閱剜鯫胃暹嬴(2)磷石膏中P205含量可以達到1%根據(jù)文獻資料報道，用作原料地磷石膏中，P2O5含量不能超過0.5%,否則會影響水泥質(zhì)量并引起回轉(zhuǎn)窯操作困難，國外往往采用再漿洗滌以除去磷石膏中地水溶性P2O5.“四六”工程使用地磷石膏中P2O5含量可以達到1%,沒有引起操作困難，水泥質(zhì)量也符合國家標準.將磷石膏中P205允許含量指標提高到1%，可以大大簡化磷酸生產(chǎn)工藝.經(jīng)調(diào)查魯北化工廠對P205地控制要求可放寬到＜1.5%.我國“四六”工程所用磷石膏原料，均不洗滌.紂憂蔣氟“四六”工程關(guān)鍵工藝設備選型銀山廠及什邡廠“四六”工程主要工藝設備選型見表2-1.青島東方化工廠“四六”工程主要工藝設備規(guī)格及操作條件見表2-2.穎芻莘賠瀧。表2-1 銀山廠及什邡廠“四六”工程主要工藝設備選型年號工序名林設備名稱、規(guī)痔佳力(t/h)臺軟年利用率(%)備注1礴石青忸■干回轉(zhuǎn)式堆干狀■03X25m181552輔料及混合材堆干回轉(zhuǎn)式俄干機訝￡2X12m8130輒山廠輔助料堆干回轉(zhuǎn)式堆干機01，5X12m4*130什邠廠3生料榜房球屏機0L83X67m151734果科夏成回轉(zhuǎn)窯6.01855典科冷卻單葡式冷卻機432x22m"一&51856堞粉制各風出式球盾機0卜7X2.5m31537用泥粉磨開流離如唐02X9m8-10168?868水泥包裝雙咀固定式也矍機30123表2-2 青島東方“四六”工程主要設備規(guī)格及操作條件設備名稱規(guī)格操作壓力/kPa操作溫度/七冷卻機4)2000mmx22000mm微負壓（出口）~850(出口)回轉(zhuǎn)窯4)3000mmx88000mm-0.20（窯尾）~1250（料溫）500±50（窯尾氣溫）冷煙室15150mmx4550mm-0.50（出口）450(出口)電除塵器23.6m2-1.89(出口)350（進口）內(nèi)噴文氏管4）63Omm（喉管）-2.20（進口）300（進口）泡沫塔4)2150mmx6120mm-4.20（進口）62（進口）板式換熱器81.5m2電除霧器8.635m2-7.80（進口）<38（進口）干燥塔(|>3200mmx15400mm-8.80（進口）<38（進口）主風機D700-13-12.50(進口)>40（進口）1680（出口）>65（出口）轉(zhuǎn)化器<|>52(X)mmx15600mm12.90（一段進口）430（一段進口）吸收塔(f)3200mmx15400mm3.48（進口）>180（進口）尾氣煙筒(J)820mmx60000mm1.41（進口）>70（進口）磷石膏制硫酸、水泥對原料地要求對生產(chǎn)原料成分地控制要求磷石膏制硫酸、水泥“四六”工程裝置使用地主要原料是磷酸工業(yè)副產(chǎn)地磷石膏和焦炭.輔助原料為粘土，燃料為煤粉.對各種物料地主要要求如下（以青島東方化工廠提供為主）：濫?月詹丁驟，^^召寢聘。（1）磷石膏為使轉(zhuǎn)窯窯氣中二氧化硫達到一定濃度，保證硫酸裝置地正常生產(chǎn)，磷石膏中w（S03）不應低于40%（以二水基計）.經(jīng)了解，魯北化工總廠在硫量不夠時，采用鹽場副產(chǎn)地鹽石膏作為補充原料—.鰻鴻鋟^^淙。P2O5地存在，會使熟料中C3s含量降低，影響水泥地早期強度.磷石膏中w（P2O5）應<1%.（魯北化工廠對w（P2O5）地要求已放寬到<1.5%.擠貼］受電爰結(jié)金玉^嘵類。少量地氟可降低P2O5地有害影響并使燒成溫度降低.然而，氟含量過高，會破壞轉(zhuǎn)窯地襯里并影響熟料地性能.磷石膏中亞陰應＜0.3%.賠郴申諮命驟遼輩襪.Si02含量過高，會使饒成過程發(fā)生困難并影響水泥質(zhì)量.磷石膏中w(Si02)應W8%.魯北化工總廠磷石膏地主要化學成分見表2-3.表2-3魯北化工總廠磷石膏地主要化學成分(二水基)成分S03CaOSiO2P2O5FMgOFe2O3Al2O3W%42.6530.325.840.820.130.490.410.60國內(nèi)部分廠對入窯半水磷石膏化學成分地要求見表2-4.表2-4 對半水石膏主要化學成分地控制要求(W%)廠名SO3CaOSiO2P2O5MgOFe2O3Al2O3甲廠>48>354.0±1<1,2<0,5<0,4<0,6乙廠>47>325.5±1<1,0<0,3<1,3<1,6丙廠48.7235.324.68<1,00.250.611.42由表2-4可見，各企業(yè)對入窯半水磷石原料地組成要求不盡相同.焦炭作為還原劑地焦炭，揮發(fā)分含量不能超過5％.這是因為，大部分揮發(fā)分將隨窯氣進入硫酸生產(chǎn)設備，它們將在轉(zhuǎn)化器中燃燒，生成水蒸汽.這會造成設備地腐蝕，并使尾氣中酸霧含量升高.焦炭中固定碳含量應不低于70%.還原過程需要使用焦粉，可利用冶金工.碾箱饈決穗賽金卜冊康。業(yè)篩余地廢料，做到綜合利用.燃料在當?shù)貤l件下，與其它燃料比較，煤地來源充足，價格低廉，可用煤作燃料.煤地質(zhì)量對窯氣濃度和熟料地機械強度都有很大影響，所以需要選用質(zhì)量較好地煤.一般要求揮發(fā)分＞25%,灰分420%,裊檬祕雇痛顫諺鯽羋藺。熱值N250OOkJ/kg(6OO0kcal/kg).(4)青島東方化工廠“四六”工程對原、燃料主要成分地要求表2-5青島東方化工廠原、燃料主要成分要求(質(zhì)量分數(shù))名稱占必SO：E。'VY揮發(fā)分） A+（族分） C（固定碳） 施值璘石哥3%~5% >40% wdE5傳無煙煤 <5.。做 W15馳 。68轉(zhuǎn)黃眇 基70班煙煤 ^27% W20% 薦25958kj/kg對生料地粉碎要求磷石膏具有較高地細度，小于8011m地顆粒占80%以上，可不經(jīng)粉磨與其它輔料地粉磨產(chǎn)品混合均化制得合格生料.倉嫄M囑瓏膂氟對其它輔料地粉磨細度要求為：801m顆粒過篩率達90%以上.生料成分主要技術(shù)指標（W%）（青島東方化工公司提供）燒失量W14SiO2=9.O?10.0SO3>40Fe2O3<0,8A12O3<2,0P2O5<1￡C=4.8士0.4表2-6 青島東方廠入窯生料全分析（年平均值）年吩化學成分明.嗨率值lCSiO,川曲甩5CaO入較SO,CC/SOj200014.899.681.92口.7429-490,2241.554.703102.640.752001M.899.71],800.7729,790.2241.434、49Q.9S3.B32.40。,73注燒失址；2）飽和系數(shù)：箝硅酸率4）鋁氧率+下同生料配料“三率一比”（1）青島東方化工公司飽和系數(shù)KH=1.0±0.03硅酸率N=4.0±0.3鋁氧率P=2.3±0.3碳硫比N（C）/n（SO3）=0.65?0.72表（2）國內(nèi)部分廠表2-7 生料地配比廠名W（SO3）%KHNPC/S甲廠>401.0±0.34.0±0.32.3±0.30.69±0.04乙廠>401.05±0.053.0±0.32.5±0.30.71±0.03丙廠42.361.173.142.690.672.6.5水泥熟料成份與率值（青島東方化工公司提供）（1）水泥熟料成份（W%）SiO2=21.5?23.5Fe2O3=1.6?2.0Al2O3=3.5?4.5CaO=65?67年份化學成分/轉(zhuǎn)汕率值肝物組成叫疇弧0）Fu&C?OM出KHq PG5G上c4afS3€aS■2000-0.5020.874.791.2664.C70.49k290.9019$116557617.788-846840.73].3S2001-1.072D.734,居2.5664.340i611.01C1912.79I.M57,6]16..008.607.770.36L35表2-8 青島東方廠出窯熟料化學分析（年平均值）水泥熟料率值（青島東方化工公司提供）KH=0.85±0.02H=3.2±0.2P=2.3±0.3“四六”工程生產(chǎn)運行考核情況（1）“四六”工程裝置地72小時連續(xù)運行考核銀山、什邡兩套首批“四六”工程裝置經(jīng)過一年地試生產(chǎn)和調(diào)整后，生產(chǎn)轉(zhuǎn)入正常.95年12月四川化工廳組織了對銀山、會邡兩套“四六”工程裝置地72小時連續(xù)運行考核.考核結(jié)果表明，兩套“四?六裝置生產(chǎn)能力已達到和超過設計能力，產(chǎn)品質(zhì)量、主要工藝技術(shù)指標、消耗定額和技術(shù)經(jīng)濟指標達到了設計要求，工程設計是成功地，工藝技術(shù)是成熟地、可靠地.72小時生產(chǎn)技術(shù)考核結(jié)果和設計指標列于表2-9——蟶蠲綰.表2-9 水泥裝置72小時生產(chǎn)技術(shù)考樓結(jié)果序號第同名稱單位設計相標7Z小時考才結(jié)果（考核依林）軾山「什那「產(chǎn)至1水泄熟界c/h氏006、0886U52/氣/〈折算為SOz港反為7%諱）NrrP/h183001930020430回轉(zhuǎn)窯運轉(zhuǎn)率%10010010Q庸量1熱料標號>525”>525">525,2水泥425#普通水泥全部合搗全部合格3窯tSCh推度%>7%7■雙9.42四清娓定領(lǐng)1生料料箱tA■d2.152.1552、232熟科提成熱禮KJ/Kg*d7524(7900)785272483水泥味合電瓢Kw*h/c機山,126(132)13晨43126.33什邦：135從表2-9可以看出，銀山廠回轉(zhuǎn)窯72小時考核水泥熟料平均產(chǎn)量5.088t/h,什邡廠為6.45t/h,勻超過了設計能力.出窯窯氣中SO2氣濃度高于設計指標（山東建材工業(yè)設計院提供）.驍顧一一巰漕燕令直鱺賻。據(jù)調(diào)查，國內(nèi)七套“四六”工程裝置都通過了生產(chǎn)考核，裝置能夠長期運行，正常生產(chǎn).當時各廠水泥產(chǎn)品質(zhì)量均為425號（相當于現(xiàn)在地32.5號），魯北稱可達到525號（相當于現(xiàn)在地42.5號），但未見產(chǎn)品.從無棣縣建筑工地上找到魯北化工總廠出品地水泥，標號為32.5號啰釙濺曖憚錕縞取箭涼。國內(nèi)“四六”工程出口窯氣SO2濃度一般為7-9%,經(jīng)配氣后進轉(zhuǎn)化器地窯氣SO2濃度為4-5.5%,可以實現(xiàn)系統(tǒng)地自熱平衡，SO2轉(zhuǎn)化率為93-95%.硫酸產(chǎn)品有93%酸和98%酸兩種編（2）“四六”裝置生產(chǎn)時原料及燃料動力消耗情況青島東方化工廠提供地其2002年七月正常生產(chǎn)時地生產(chǎn)考核結(jié)果如下：生產(chǎn)水泥產(chǎn)品（32.5號）消耗定額（噸/噸水泥）磷石膏（半水）2.002TOC\o"1-5"\h\z烘干煤 0.231無煙煤0.11黃砂 0.191燒成煤 0.245天然石膏 0.04混合材 0.07耗電129.98（KWH）耗水0.451生產(chǎn)硫酸產(chǎn)品（100%）消耗定額（噸/噸硫酸）耗電 101.39（KWH）耗水1.727“四六”工程回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)水平及出窯氣成份不同石膏或磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥裝置回轉(zhuǎn)窯地生產(chǎn)指標比較見表2-3.青島東方化工公司窯尾出口窯氣成份見表2-4.不同石膏原料窯尾出口窯氣SO2、O2濃度地比較見表2-5.櫛表2-5 煅燒石膏生料地回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)指標生產(chǎn)廠規(guī)格（m）長徑比（L/D）產(chǎn)量（t/h）單位容積產(chǎn)量kg/m3?h單位表面積產(chǎn)量kg/m2^h單位截面積產(chǎn)量kg/m2^h入窯原料波蘭維佐夫廠93.3x85.425.97.1614.239.741216僵燒磷石膏德國考斯維希廠93.2x8025817.511.81398硬石膏奧地利林茨廠94.6x9019.620.818.4318.431658僵燒磷石膏德國沃爾芬廠93.2x7021.95.2138.76909僵燒石膏南非phalabara94.2x10725.4814.612.0410.351404.13僵燒磷石膏英國華愛脫海汶93.4x7020.66.9414.111.69980僵燒石膏英國汶尼斯93.8x11028.99.389.68.231100僵燒石膏“四六”工程93.0x8829.3612.858.151131半水磷石膏云南磷肥廠93.5x12034.2910-1112.128.971454.1僵燒

磷石膏表2-6青島東方化工公司窯尾出口窯氣成份成份W%SO27.0?9.0SO30.04?0.08CO?0.5CO217?19020.5?1.5N2?72.5NOX0.0092?0.014CnHm微F50-100g/Nm3塵?200g/Nm3注：窯氣量：32137?43251Nm3/h（干）表2-7 不同石膏原料窯尾出口窯氣SO2、O2濃度生產(chǎn)廠原料（W）%窯尾出口窯氣SO2濃度W%O2濃度W%波蘭維佐夫廠硬石膏SO3>47.58-9<1.0德國考斯維希廠硬石膏SO3>57.079-100.56奧地利林茨廠僵燒磷石膏5。35590.5魯北化工總廠磷石膏和鹽石膏5。343.28.450.5棗莊磷肥廠天然石膏5。340.237-80.5-1.0青島東方化工廠磷石膏5。341.497-90.5-1.5由表2-6可見，我國“四六”工程煅燒回轉(zhuǎn)窯（魯北）地單臺產(chǎn)能與各國相比偏??；中空窯單位容積產(chǎn)量與國外水平基本一致.轡燁榔慢攬瑤麗鬮應。由表2-7可見，石膏原料中SO3地含量對窯尾出口窯氣SO2濃度影響極大.我國“四六”工程采用磷石膏為原料，w（SO3%）＜43,窯尾出口窯氣q（SO2）%只能達到7-9,由此決定了只能采用一轉(zhuǎn)一吸地制酸工藝碉揚斕潼酈輻灄興渙氤“四六”工程投資情況及主要技術(shù)經(jīng)濟指標對銀山、什邡兩廠“四六”工程正常投產(chǎn)后進行核算和工程造價決算，主要技術(shù)經(jīng)濟指標見表2-8.表2-8工程投資主要技術(shù)經(jīng)濟指標序號招標內(nèi)容單位設計找標4r福■山廠什邠「全正工廠規(guī)模及產(chǎn)品品種1，科萬t/a4,54.5標號5251t以上2水泥萬t/a&05.53水泥品科425#*凌水泥425#、部分525工。通水泥二工七謖務思立金(12501240三徨機容貴KW215Q2Q30四擢電立Kw■h/a7.56XIO67.425X108五生產(chǎn)用水立m3/d13201240六胴工人4t人333302什那廠不包括水泥部分其中1生產(chǎn)工人人314290原材料化膾及水泥肉蹌管匪人員人1912人苜七占地面粗ms5.18萬7.2萬八工卷投資1加狼*t算萬元60B6.096177.57"四?六"工值息改沸其中水泥裝M萬無256425492*t算調(diào)能萬尢85598709“四?六”工在是世評其中水詫聚工萬尢3668.53679.23被工工廠饒計萬五9943—9700“四■大，二假總技沸注：山東建材工業(yè)設計院提供由表2-8可見兩廠“四六”工程竣工造價都接近1億元人民幣.青島東方化工廠工程主要技術(shù)負責人介紹該廠“四六”工程地固定資產(chǎn)投資約為9000萬元蓄叁幅內(nèi)燼憂毀厲.驁?！八牧惫こ躺a(chǎn)技術(shù)地可靠性及來源我國在20世紀90年代中后期共建成投產(chǎn)七套“四六”工程裝置，均是以磷石膏為原料.經(jīng)調(diào)查，七套裝置均能達產(chǎn)達標，正常生產(chǎn)，生產(chǎn)技術(shù)是成熟可靠地.在投產(chǎn)后一定時期內(nèi)，有4套（魯北、魯西、青島東方、河北遵化）取得良好社會效益和經(jīng)濟效益，另外3套經(jīng)濟益較差.投資情況及經(jīng)濟效益很大程度上受地域環(huán)境地影響.則—一瘓賈暉園棟瀧全國第一套魯北化工總廠“三?四六”工程裝置中水泥部分設計由山東建材工業(yè)設計院承擔；硫酸部分設計由南化公司設計院承擔.其余六套地水泥部分均由山東建材工業(yè)設計院設計，硫酸部分分別由南化公司設計院、山東化工規(guī)劃設計院、四川化工設計院（1套）承擔.脹鰻彈奧秘孑系戶孿釔購?！八牧惫こ碳夹g(shù)地核心在于生料地轉(zhuǎn)化、培燒，即水泥部分，硫酸部分地一轉(zhuǎn)一吸或二轉(zhuǎn)兩吸工藝是成熟技術(shù).工程地集成設計主要由山東建材設計院承擔.經(jīng)了解，承擔“四六”工程水泥部分設計地幾個主要工藝負責人已退休，但仍在做相關(guān)技術(shù)工作，在這次調(diào)研中，與他們建立了聯(lián)系.“四六”工程地集成設計可選山東建材工業(yè)設計院或由原主要工藝設計負責人領(lǐng)辦地工程公司承擔，硫酸部分設計可選南化公司設計院承擔.鰓踏映禱.誦幫廢捕減I青島東方化工公司“四六”工程運行情況是較好地之一，98年全國“四六”工程增效節(jié)能現(xiàn)場會在該公司召開.該公司自1996年投產(chǎn)，到2004年停產(chǎn)，共連續(xù)運行了八年.該公司“四六”工程主要技術(shù)負責人（現(xiàn)公司化建廠廠長）具有較豐富地開車經(jīng)驗，他表示可提供開車技術(shù)服務.湖南擬建地兩個硬石膏制硫酸、水泥工程，均請他為生產(chǎn)技術(shù)顧問嚏虛婿賑維用女擴足勇糶。“四六”工程在運行中存在地一些問題（1）由于石膏地脫水、分解、燒成在一個回轉(zhuǎn)窯中進行，窯內(nèi)操作氣氛控制十分困難.如控制不當，將會影響水泥熟料地質(zhì)量和產(chǎn)生升華硫，降低運轉(zhuǎn)率.篁一鮭罪規(guī)嗚舊巋金炎。（2）熱利用率不理想，能耗高，窯地生產(chǎn)強度低，既增加基建投資，又影響經(jīng)濟效益.燃料煤地消耗占水泥車間成本30％以上.磷石膏生料煅燒制備水泥熟料地理論熱耗為7100?7600kJ/kg熟料.在實際生產(chǎn)過程中，熱耗高達8380kJ/kg熟料.根據(jù)磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥燒成工藝與熱耗分析，回轉(zhuǎn)窯窯體散熱占燒成熱耗地21％,窯氣顯熱占燒成熱耗地27%,回轉(zhuǎn)窯地熱效率僅為42%?45%.熱耗增加不僅燃料消耗大.增加水泥成本，而且還因窯氣量增加，致使窯氣中S02濃度降低，增加了硫酸生產(chǎn)系統(tǒng)地建設投資，增大了動力消耗增加了硫酸生產(chǎn)成本.窯氣含SO2濃度低，使得硫酸裝置投資增大，并只能采用一轉(zhuǎn)一吸流程，轉(zhuǎn)化率低，尾氣排放量大，不能符合環(huán)保要求.鋇質(zhì)籟.虞榮產(chǎn)濤困藺。用磷石膏窯氣制酸時，SO2地轉(zhuǎn)化率普遍偏低.原因是:①進轉(zhuǎn)化系統(tǒng)制酸氣地02/SO2值較低；②窯氣中地CO會降低SO2地轉(zhuǎn)化率.此外，因窯氣地SO2濃度低，一般采用一次轉(zhuǎn)化工藝，磷石膏制硫酸地轉(zhuǎn)化器結(jié)構(gòu)只能按低濃度SO2轉(zhuǎn)化地特點進行設計，與硫鐵礦和硫.詼^屯觸樂鷴燼??；侵屏蛩岬囟无D(zhuǎn)化工藝相比，在規(guī)模相同時，磷石膏制硫酸窯氣量要增大60%?100%.由于窯氣中含CO、CnHm及NOX,既可能影響SO2地轉(zhuǎn)化，還會影響SO3地吸收操作，使吸收率下降，產(chǎn)品酸質(zhì)量變差，酸霧生成量增高.目前，國內(nèi)磷石膏制硫酸裝置均采用一次轉(zhuǎn)化并增設氨吸收尾氣地工藝，上述因素對氨法吸收尾氣SO2也有不良影響，導致排放尾氣霧量大，環(huán)境條件差.而SO3也會影響氨法吸收操作和亞硫酸銨地質(zhì)量.飽兗爭.敏臺癩別J出窯氣除塵效率低.目前，國內(nèi)多數(shù)采用“文一泡一復一電”水洗凈化窯氣，由于窯氣中粉塵地主要成分是CaSO4和CaSO4-1/2H2O,50%?70%粉塵地粒徑＜511m.且CaSO4有較強地吸水性，塵地密度較小，文氏管洗滌器和泡沫塔對這種粉塵地凈化效果不理想，普遍反映除塵效率較低.如：C廠因大量粉塵進入電除霧器，CaSO4和CaSO4-1/2H2O吸水生成CaSO?2H20具有一定地粘性，粘在電極上較難自行脫落.電除霧器極線積塵嚴重，有時3天就需沖洗一次.為了提高除塵效率，只得加大凈化水量.水量地增加，降低了凈化出水地溫度，即使增大脫吸塔氣量，仍難保證5。2地脫吸率，既降低了進轉(zhuǎn)化器氣濃度，又增加了硫地損失和污水地處理量.咼鉉儼歟謙鴣餃競蕩賺。水泥產(chǎn)品標號低、前期強度低“四六”工程用磷石膏制得地水泥標號多為425號（現(xiàn)32.5號），由于前期強度普遍較低，還達不到32.5號硅酸鹽水泥地標準，但后期強度較高，一般會超過425號（現(xiàn)32.5號）水泥地標準.產(chǎn)生這種情況地原因是熟料中C3s（硅酸三鈣）含量少、C2s（硅酸二鈣）含量高.C3s水化作用快，幾小時就能凝結(jié)硬化，強度地絕對值和增進率均很高.而C2s地早期強度低，后期強度增進率高.以磷石膏為原料生產(chǎn)地水泥熟料，磷石膏中含有一定量地P205,P205與CaO生成共熔體，占用了一定量地CaO,使C3s含量降低.據(jù)分析，生料中每增加1%P2O5含量，C3s含量就會降低9.9%,C2s含量就會增加10.9%.國外資料介紹用作原料地石膏中P2O5含量不能超過0.5%,否則會影響水泥質(zhì)量，而國內(nèi)普遍以磷石膏W（P2O5）W1.0%為指標.目前我國國際交往日益增多，水泥產(chǎn)品地質(zhì)量標準及檢驗方法與國際接軌勢在必行.國務院發(fā)布地振興質(zhì)量綱要,要求在2010年前我國產(chǎn)品85%要采用國際標準.提高磷石膏制水泥熟料地早期強度,不僅是為了滿足當前市場需求地問題,而且是將來與國際標準接軌地大事.據(jù)了解,我國磷石膏制水泥由于早期強度差,多用于一般小型民宅和道路建設，重點工程都不用.瑩諧齷蘄—縐殿減。水泥外觀差用磷石膏制地水泥熟料略帶黃色,呈弱酸性.水泥外觀差,對產(chǎn)品地銷售有影響（但青島東方公司介紹，產(chǎn)品彥真色可采用粉煤灰調(diào)整）.麩肅鵬.轎雕鐐縛.耀。（7）投資高大部分“四六”工程地總投資為1億元左右，建設期約2年，試生產(chǎn)期約1年.從C廠地投資組成看,建設期及試生產(chǎn)期利息和試生產(chǎn)費用占總投資地25%左右,高投資和高利息,嚴重制約企業(yè)地發(fā)展，降低了產(chǎn)品在市場中地競爭力.疇鰻吶.祖一膩.錟。3磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥地技術(shù)經(jīng)濟分析磷石膏與石灰石分解制水泥過程地比較磷石膏與石灰石分解制水泥過程地比較見表3-1.表3-1 磷石膏與石灰石分解制水泥過程地比較比較內(nèi)容百孤石用 石 開卜褓加科K用足德利用還廉第Z；分螂窈度syuC■分“性幽159.1kj/niol菊SkJ/mo4-油麟酎間H1小時約I小時工尼科邛雄里厘l^fiCHtmC6,分解氣附uo.).為主UCDthSLh力主匕出可氣幅要孽無杓年卡求至漏乳枚氣黑.，不圖仁華隼■.力爭片小口，W一■性力住嶂脂荒困以外S.富生產(chǎn)黃反31 -k\2-1麻kgFl-h9?對朦料更唯嚴格花制餅.坤含量主要拄制PJ%」F.魅力箴七株 由表3-1可以看出：(1)磷石膏地分解溫度比石灰石礦高，而其混料共熔溫度則低于石灰石.由于分解溫度和混料共熔溫度此較接近，所以磷石膏在窯中地熔融和分解會交替發(fā)生或同時發(fā)生，熔融料不僅易使窯內(nèi)壁結(jié)圈，而且會將磷石膏包裹起來，導致分解反應不完全，燒成料質(zhì)量難以控制.因此入窯混料地配料必然要準確，對雜質(zhì)含量和均化程度要求高.(2)磷石膏地分解是還原反應，不僅要加入還原劑，并使反應氣相地控制呈還原性，而且為了防止升華硫產(chǎn)生及CO過多,窯尾排出氣又要根據(jù)窯氣制硫酸要求控制氣相呈氧化性，同時還要防止氣相帶出粉塵過多這就增加了窯操作地復雜性.(3)磷石膏地分解時間較長,消耗地熱量較多.這就必然導致窯地生產(chǎn)強度低，設備尺寸大倔攆鮪［苗鐵頻鈣薊糾廟。用磷石膏制硫酸與硫鐵礦制硫酸地比較由于磷石膏分解后窯氣中SO2濃度(6?10%)比硫鐵礦焙燒爐氣中SO2濃度要低1/2?1/3,含502及O2量較少，含可燃性成份(包括CO、煤、焦地揮發(fā)物質(zhì))較多，加上氣體夾帶地粉塵粒度小,容重輕(屬高溫處理后地生料混合物及燃煤后地灰分等)，其物理化學性質(zhì)與硫鐵礦焙燒爐氣中地粉塵明顯不同，因此對其地凈化、干燥、轉(zhuǎn)化、吸收制酸等過程比常規(guī)地硫鐵礦制酸技術(shù)要復雜得多，而且隨著氣量和阻力地加大，設備尺寸也大，投資也高.投資效益分析投資比較青島東方化工廠“四六”工程總投資9000萬元，其中硫酸部分投資占33.62%，水泥部分占54.5%，公用工程占11.88%.把公用工程費用分攤到硫酸和水泥部分，硫酸部分投資為3433.73萬元(572.3元/噸硫酸)，水泥部分為5566.27萬元(695.8元/噸水泥).工程生產(chǎn)能力能達到6萬噸硫酸/年、8萬噸水泥/年.鐒爵餉^鐔|^貲諢癮騮。常規(guī)10萬噸/年硫鐵礦制酸裝置總投資約2500萬元（250元/噸）（不含礦山建設），常規(guī)10萬噸/年硫磺制酸裝置總投資約1200萬元（120元/噸）.磷石膏制酸地投資高于硫鐵礦制酸二倍以上，高于硫磺制酸四倍以上.攫.頻嶸密.念譴^瀘。“四六”工程按水泥產(chǎn)量可達到8萬噸計，以生產(chǎn)能力計地投資為：685.8元/噸水泥.現(xiàn)國家大力推廣地新型干法水泥生產(chǎn)線投資均在300元/噸水泥以下.磷石膏制水泥地投資要高于干法水泥生產(chǎn)線地二倍以上遇鞭雛紈顆鋝討躍滿班3.2制硫酸及水泥地成本比較（1）制硫酸成本比較“四六”工程磷石膏制硫酸地車間成本測算見表3-3.表3-3“四六”工程磷石膏制硫酸地車間成本（元/噸）序號工程規(guī)格單位消耗定額單價（元）單位成本1原料及輔料174.291.1磷石膏煙氣SO2>7%Nm332930.04131.721.2帆觸媒工業(yè)kg0.1353.51.3液氨99%kg10.332.525.831.4石灰二級kg240.12.41.5輕柴油一級kg0.5342.121.6硫酸93%kg24.90.358.722燃料動力72.22.1直流水自來水t121122.2循環(huán)水合格t1070.221.42.3電380伏kwh840.4537.82.4儀表空氣0.6MPaNm3100.113工資和福利1.5萬/人年元74制造費用855副產(chǎn)品回收5.1硫酸銨二級kg117.50.6-70.56車間成本368（注：以6萬t/a硫酸，投資3433.73萬元計）從表3-3可見，“四六”工程磷石膏制硫酸地車間成本達到近370元/噸.對其它方法制硫酸地生產(chǎn)成本調(diào)查結(jié)果如下：三環(huán)公司：60萬噸/年硫磺制酸裝置，硫磺到廠價為900元/噸時，抵扣副產(chǎn)蒸氣價值，硫磺制硫酸地生產(chǎn)成本為350元/噸；夾巫.閭輇,豺當驀遷錟一羅平鋅電公司6萬噸/年冶煉尾氣制硫酸裝置，制硫酸成本：230元/噸；大理漾濞躍進化工有限公司12萬噸/年硫鐵礦制酸裝置，當硫鐵礦到廠價280元/噸（干重含硫42%）時，抵扣鐵渣出售后，硫鐵礦制酸成本約330元/噸.視.鏝鴯鱭糲。比較上述不同制酸方法，可見磷石膏制硫酸地成本是最高地.成本高地原因是窯氣成本高、制造費用高和能耗高.（2）制水泥成本比較“四六”工程磷石膏制水泥地車間成本測算見表3-4.表3-4“四六”工程磷石膏制水泥地車間成本序號工程規(guī)格單位消耗定額單價（元）單位成本1原料及輔料107.491.1磷石膏SO3>40%噸2.43512.151.2頁巖合格噸0.11202.21.3砂巖合格噸0.088181.581.4硫鐵礦渣合格噸0.006100.061.5焦炭合格噸0.12600721.6天然石膏二級噸0.051507.51.7鋼球合格噸0.002450091.8耐火材料合格噸0.0015200032燃料動力268.252.1直流水自來水t1.411.42.2電380伏kwh1230.4555.352.4燃料煤標煤噸0.47450211.53工資和福利1.5萬/人年元224制造費用705副產(chǎn)品回收5.1含硫窯氣SO2>7%Nm332930.04-131.726車間成本336.02(注：以8萬t/a水泥，投資5566.27萬元計)從表3-4可見，“四六”工程磷石膏制水泥地車間成本要達到330元/噸以上.我國水泥工業(yè)地發(fā)展目標，到2010年，新型干法水泥生產(chǎn)要達到水泥總量地70%以上，限制發(fā)展新建設2000t/d以下地新型干法水泥生產(chǎn)線.2006年上半年我省新型干法水泥線32.5號水泥地平均生產(chǎn)成本為200元/噸左右.立窯生產(chǎn)線地生產(chǎn)成本在230元/噸左右俗潞錕攢^擒^鐒金丁定。由比較可見“四六”工程磷石膏制水泥地生產(chǎn)成本比現(xiàn)行其它方法水泥生產(chǎn)成本高.成本高地原因是焦炭、煤成本高、投資高和能耗高—施齲轎級鏜擠廓。3.3對“四六”工程地技術(shù)經(jīng)濟評價(1)磷石膏由于含有結(jié)晶水及自由水較大，CaSO4地分解溫度又較高，與石灰石地分解、燒成過程相比具有顯著地差異，磷石膏需要地分解溫度更高、時間更長，需要先還原后氧化地氣氛環(huán)境，控制更復雜.用磷石膏生產(chǎn)水泥所消耗地燃料是石灰石制水泥地1.75倍，其燃料費用約占水泥生產(chǎn)成本地52%，而石灰石制水泥地燃料費用則僅占水泥生產(chǎn)成本地15%左右.因此?燃料價格地高低.對磷石膏方案地生產(chǎn)成本影響很大.雕懣第名僥張磔陣軫藹。(2)由于CaSO4分解產(chǎn)生大量地S02和C02,理論料耗一般在2.0左右，比通常生產(chǎn)水泥地生料理論料耗1.48大出很多，因而單位熟料所需地生料量很大，設備地生產(chǎn)效率較低.癘騏鏨農(nóng)剎m試顥?。(3)“四六”工程地硫酸及水泥設備生產(chǎn)效率比其它生產(chǎn)方法低，加之生產(chǎn)規(guī)模小，造成投資高；(4)回轉(zhuǎn)中空窯分解、燒成技術(shù)成熟，但能耗高，硫酸及水泥生產(chǎn)成本高；(5)在目前國內(nèi)大力發(fā)展大硫酸、新型干法水泥地情況下，按“四六”工程地技術(shù)水平及投資情況，工程投資無利可圖.鏃鋝過潤啟短淌駱蠲激4磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥(或熟料)地技術(shù)發(fā)展動態(tài)現(xiàn)在世界上利用磷石膏制硫酸、水泥地工業(yè)裝置多為早期地林茨法(我國“四六”工程亦是如此)，該工藝采用中空窯，這種工藝由于CaSO4分解在窯內(nèi)進行，因而窯地規(guī)格一般很大，操作上要求在窯內(nèi)保證合理地還原氧化狀態(tài)，這一過程是較難控制地，熟料質(zhì)量也不易穩(wěn)定，而且窯地單位容積產(chǎn)量較低.主要缺點有：①窯氣中SO2濃度偏低，體積濃度一般僅在7-9%；②回轉(zhuǎn)窯熱利用率低，單位熟料熱耗高達10600KJ/kg,且單位容積產(chǎn)量低；③回轉(zhuǎn)窯熱工制度難以穩(wěn)定，因為分解帶要求微還原氣氛，而氧化帶要求微氧化氣氛，調(diào)節(jié)難度大，操作不易控制.④聯(lián)產(chǎn)水泥地標號低，質(zhì)量不易保證.橙貳軻謄壹亥檻鯔塏賽。將磷石膏地分解過程從回轉(zhuǎn)窯內(nèi)分離出來，使之在流化床內(nèi)分解，分別得到回轉(zhuǎn)窯廢氣和流化床富氣（富含SO2）兩列氣體，組成磷石膏窯外分解系統(tǒng)，是近五十年來國內(nèi)外努力地方向，這一技術(shù)道理上可以大幅度提高產(chǎn)量，降低熱耗，穩(wěn)定操作，而且可相應提高SO2氣濃度（達14?16%），因而受到國內(nèi)外普遍地重視譴蔦賺陘賓唄擷鷦訟湊。世界上一些國家對磷石膏分解制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥（或熟料）技術(shù)地改進和研究進展情況如下.（1）倫茲化學公司與克虜伯公司聯(lián)合開發(fā)了O.S.W-Krupp流程，將干法中空窯改進成立筒預熱器回轉(zhuǎn)窯工藝，采用懸浮預熱器技術(shù)以縮小回轉(zhuǎn)窯規(guī)格，降低尾氣溫度，以使燒成熱耗下降.據(jù)分析，干法立筒預熱器窯可比干法中空窯熱耗下降10%-15%.奧地利林茨化學公司1972年在回轉(zhuǎn)窯窯尾加裝生料預熱器獲得成功，使熟料熱耗降低了15%-20%，出窯氣溫由800℃降至425-430℃，生料由常溫預熱到600℃入窯.亥公司帶四缽立筒預熱器地磷石膏窯規(guī)格為Q3.5x70m,熟料產(chǎn)量240t/d（原中空回轉(zhuǎn)窯規(guī)格q4.6x90m）.由于經(jīng)濟原因狀況不佳，該公司地磷石膏制酸、水泥生產(chǎn)在上世紀80年代中期已停產(chǎn).嶁硤貪墉縻.憫盒莘糖。德國沃爾芬公司生產(chǎn)上所采用地是三級懸浮預熱器回轉(zhuǎn)窯燒成工藝，其特點如下：①采用三級預熱器回轉(zhuǎn)窯地生產(chǎn)工藝，因而熱耗降低.CaSO4地分解是在窯尾部進行，由于進第三級預熱器地尾氣溫度降到了700℃左右，配用三級預熱器后，出第一級預熱器地廢氣溫度降到360c左右，因此德國地研究認為，有三級預熱器就可以滿足工藝要求.②該工藝仍采用干法生產(chǎn)，但限于CaSO4仍還有一部分在窯內(nèi)分解，故窯地規(guī)格比常規(guī)生產(chǎn)水泥熟料地窯長，單位產(chǎn)量投資大.③根據(jù)CaSO4分解特點，窯內(nèi)需要有還原-氧化地分級反應，而這一反應需要控制入窯地空氣過剩系數(shù)，因而操作上較難掌握.④由于窯內(nèi)進行YCaSO4地分解和熟料燒成兩個過程，因此通過窯內(nèi)地空氣量較大，這樣SO2地濃度相對較低，這對后續(xù)地制酸工藝不利.該櫟諼礁戇沖一勇窿錠。⑤磷石膏地干燥脫水采用氣流霧化干燥器，含水地細顆粒石膏倉是一種專用地旋轉(zhuǎn)倉.1954年，美國Iowa州立大學T.D.Wheelock等，根據(jù)磷石膏分解特點，提出用流化床分解爐實現(xiàn)磷石膏地分解，并提出劃分為還原區(qū)和氧化區(qū)地雙氣氛流化床設想.這是磷石膏流化床分解技術(shù)研究地萌芽喇妝諢^攫蘋塒品侖廟。1968年美國衣阿華州立大學和KEETFEEDS公司聯(lián)合研究開發(fā)了磷石膏流化床分解地

新工藝，提出地流化床分解爐結(jié)構(gòu)如圖4-1所示.圖4-1美國衣阿華州立大學雙層分解爐該流化床分解爐分成上下兩個床層，均以低速流態(tài)化操作，下層流化床進行燃燒及分解反應，上層流化床則用于預熱物料.物料加入上層流化床經(jīng)層間物料溢流管流入下層流化床，分解之后物料經(jīng)下層溢流管排出.以天然氣為燃料，提供不足量地空氣燃燒產(chǎn)生還原氣氛.分解流化床溫度控制在1200℃.采用該裝置可將燃料供熱過程及還原分解過程集中在同一流化床內(nèi)進行.與之類似地裝置有Martin等人采用地直徑為254mm（10英寸）磷石膏分解爐和其他類似地裝置.一褸悅—騫。在該類雙層流化床裝置中分解磷石膏，為防止生成過多地CaS副產(chǎn)物，必須嚴格限制還原氣體濃度，同時應盡可能提高溫度.從磷石膏分解動力學研究可知，還原氣體濃度過低，反應速度相應降低.雖然升高溫度能同時起到降低CaS副產(chǎn)率和加速反應地作用，但其升高值又受到液相出現(xiàn)溫度地限制故此，該類流化床分解層操作地溫度必須嚴格控制，物料在分解爐內(nèi)停留1?2h后排出，分解氣體中SO濃度可達12.6%.該研究未進行工業(yè)化.穡金l虛綹滟鰻濼。1966年美國磷產(chǎn)公司田納西分部也著手開展了從石膏提取硫地技術(shù)研究工作，其使用地分解爐形式與美國衣阿華州立大學地類似，如圖4-2所示.隸.熒鑒諭綱搞―。?|||

圖4-2美國田納西磷產(chǎn)公司石膏制硫裝置(4)前蘇聯(lián)在研究磷石膏分解流化床方面進行了大量工作.較多地研究思路都是在同一流化床內(nèi)控制弱還原氣氛以較高地溫度分解.弱還原氣氛是由燃料不完全燃燒提供，一般選取燃燒空氣比例系數(shù)為0.76?0.86,控制反應溫度在11O0?1200c，氣體中SO2體積含量8%.(5)1973年，美國Iowa州立大學T.D.Wheelock等人提出在同一流化床內(nèi)雙氣氛分解磷石膏地新思路詼.膩馥著碭灑采用單氣氛流化床分解爐時，要求嚴格控制溫度和還原氣體濃度，同時照顧CaS副產(chǎn)率和液相粘結(jié)這對矛盾,過程反應速度較低.針對單氣氛反應機制存在地問題,在雙氣氛分解爐內(nèi),一部分區(qū)域維持氧化氣氛,而另一部分區(qū)域維持還原氣氛,由于顆粒在流化床內(nèi)循金M罰檀繚翡颼里韞糲。輒把貓可什曲輒把貓可什曲-ao+g+解〕0so.以熱州那+4〔蹶〕:3■盯so產(chǎn)ao+sKx/GS+201*050, ,j二丁子廠~廣I5EW#圖4-3雙氣氛磷石膏分解爐反應機理圖環(huán)，磷石膏在還原區(qū)部分分解成CaO、SO2,同時也副產(chǎn)CaS,進入氧化區(qū)后，副產(chǎn)地CaS被氧化成CaO和SO2或轉(zhuǎn)變成CaSO4,然后回到還原區(qū)再次分解.經(jīng)多次還原及氧化分解后，將達到高于97%地分解率.其過程反應機制如圖4-3所示.愜幸丸緝疆紳頎陽灣燎金建。IIIIIIH從雙氣氛分解反應機理可知，因氧化區(qū)可將副產(chǎn)CaS轉(zhuǎn)化成CaSO,再次進入還原區(qū)分解，或者將CaS直接轉(zhuǎn)化為成品.所以，還原區(qū)可不必過多考慮CaS地副產(chǎn)量，基于這一前提，可以采用較高地還原氣體濃度以加速反應，從而可以避免因溫度過高引起地顆粒粘結(jié).雙氣氛分解爐克服了單氣氛反應地局限性和技術(shù)難度,操作控制易于進行.圖4-4是T.D.Wheelock等人研制地雙氣氛磷石膏分解爐結(jié)構(gòu).從1975年開始一直在進行中試研究，試圖將裝置應用于生產(chǎn),但由于經(jīng)濟和原料放射性地原因未能實現(xiàn).分解爐所用燃料可以是天然氣或煤,助燃空氣分兩部分從流化床底部和中部加入,使爐內(nèi)形成底部還原及上部氧化氣氛，爐內(nèi)溫度維持在1100?1200℃,產(chǎn)生地SO2氣體濃度在8?16%.系統(tǒng)有余熱回收利用時SO2氣濃可達16%,當無余熱回收利用時，其SO2氣濃偏低，一般僅在8%左右.貞.給.圖4-4衣阿華州立大學雙氣氛磷石膏分解爐示意圖該雙氣氛分解爐操作屬低速流態(tài)化,氧化區(qū)和還原區(qū)均處在濃相床內(nèi),經(jīng)多次還原氧化分解后由氧化區(qū)溢流管排出.雙氣氛分解爐克服了單氣氛爐地缺陷,因而受到普遍重視.前蘇聯(lián)也在80年代初期研制了類似操作地分解爐，分解爐操作溫度均在1100?1200C.T.D.Wheelock等人提出地雙氣氛思想以及大量地實驗研究工作確證了磷石膏流化床分解技術(shù)地可行性.但是,隨著流態(tài)化技術(shù)地發(fā)展,快速流化床技術(shù)成為發(fā)展地方向,在眾多行業(yè)得到較廣泛應用,顯示了工程應用地優(yōu)越性.所以，以快速流態(tài)化技術(shù)為基礎(chǔ)，提出適宜地磷石膏分解爐又成為后來國內(nèi)外研究地主流.薊鑌豎牘受洗醬鐮鈴騫。(6)德國魯奇(Lurg)公司是世界上最早發(fā)展電站循環(huán)流化床(CFB)燃燒技術(shù)地公司之一，其第一臺電站CFB鍋爐于1982年投入運行.1985年魯奇公司K.R.KnoselLI等人提出將循環(huán)流化床技術(shù)運用于磷石膏分解，使磷石膏生料反復進入CFB分解爐，CaS04最終接近完全分解后入水泥回轉(zhuǎn)窯進行煅燒，并設想使出分解爐地爐氣與出回轉(zhuǎn)窯地窯氣分流，以保持其較高地S02氣濃.1985年德國Lurg公司推出一種循環(huán)流化床(CFB)磷石膏分解爐，并完成了日處理10t磷石膏地中間實驗，分解爐及中試流程見圖4-5、圖4-6.CFB石膏分解爐仍采用雙氣氛反應機制.物料除爐內(nèi)循環(huán)反復經(jīng)過還原及氧化區(qū)外，還依靠爐外循環(huán)，由分料器完成部分循環(huán)入爐反復分解過程.以煤粉為燃料，并以不完全燃燒方式提供還原氣氛.氧化氣氛則依靠外加二次空氣實現(xiàn)，成品由分料器排出.在熱模裝置上分解爐地操作溫度為1000c，磷石膏分解率達99%,SO2氣濃為l5%.齡踐硯語幅鑄轉(zhuǎn)絹.湮30」圖4-5Lurgi地CFB磷石膏分解爐風機圖4-6Lurgi地磷石膏分解中試流程Lurgi地磷石膏分解工藝流程示意見圖4-7.圖4-7利用循環(huán)流化床工藝生產(chǎn)水泥熟料及高濃度SO2氣體地流程Lurgi工藝方法地特點如下:①工藝過程合理.新流程中把常規(guī)在回轉(zhuǎn)窯中進行地干燥脫水，分解和燒成操作分別放在單獨設備中進行，這樣便于分別控制工藝條件，不致相互干擾.由于物料分別流出，如燒成時地窯氣不會與脫硫后地爐氣相混，使分解爐爐氣SO2濃度高達15%.紳藪瘡顴齦賽。②充分利用余熱.進料石膏地預熱和干燥在直接加熱地快速干燥器內(nèi)進行，熱源由燃燒器供給.由于同時利用了出三級旋風分離器地廢窯氣和熟料燒成過程中地高溫窯氣補充供熱，使燃燒器燃料消耗大為減少.分解爐旋風分離器出口地高溫爐氣被引至間接加熱地管式回轉(zhuǎn)煅燒器中，利用余熱進一步脫除磷石膏中地結(jié)晶水并使其升溫.生產(chǎn)中產(chǎn)生地所有余熱均被用于原料地預熱、脫水和升溫，從而大幅度降低了能耗.飪籮獰腐諾金卜誣苧徑凜。③新型獨特地流化床石膏分解爐.新開發(fā)地設備由圓柱形反應器、旋風分離器及密封通道組成，簡稱CFB石膏分解爐.分解爐地正常操作溫950℃~1100c.由于采用特殊地循環(huán)系統(tǒng)，能有效地降低石膏分解溫度，精確地控制石膏分解，實際分解率可達至U100%樨斃潛鐮翼澹祝蠹賁粵。④采用新型煅燒器.煅燒器是管式間接加熱逆流操作地.從分解爐出來地高溫爐氣約在850℃下進入管束，并在高于硫酸露點約200℃地溫度下離開，預干燥過地石膏約在100℃進入煅燒器，被加熱到450℃左右，脫除其中地結(jié)晶水，然后，再通過輸送設備送往CFB反應器.一豈濤孰躍輪蒔^嫄鍵。⑤回特窯縮短了.由于吸收熱量最大地分解過程移至窯外分解爐進行，回轉(zhuǎn)窯僅負擔燒成功能，窯內(nèi)熱負荷減小，因而可大大提高窯地生產(chǎn)能力或縮短窯地長度，同時窯地操作條件也得至改善.離開回轉(zhuǎn)窯地水泥熟料再遂去冷卻，可采用格柵式冷卻器或行星式冷卻器.擷偽氫一賴冪?^^龐。⑥特珠設施.原料為磷石膏時，在干燥、脫水過程中排出地含氟氣體，可通過氟吸收裝置，使廢氣符合排放標準，并可回收氟鹽副產(chǎn)物.蹤一摻釣一.發(fā)靳。原料為火電廠脫硫渣石膏時，火電廣煙氣在進入旋轉(zhuǎn)噴霧塔前需增設效率較高地除塵設備（高效旋風除塵器、電除塵器或布袋除塵器），以提高脫硫渣中石膏地含量，使其符合制造硫酸和水泥地工藝要求咂.機職余政簧―。據(jù)報道，魯奇公司利用小型（日產(chǎn)5噸）CFB實驗裝置，在1060℃分解溫度下得到地磷石膏分解率約99%,并稱該項技術(shù)用于工業(yè)化裝置將可獲得q（S02）＞15%地SO2氣體.在以后地數(shù)年中，該公司在國際上進行了廣泛地宣傳工作，以期建成日產(chǎn)50t硫酸和水泥地中試裝置，并努力尋求工業(yè)化實驗地合作伙伴.至今未有工業(yè)化地報道嚕.摻鉺錠試監(jiān)..事(7)據(jù)報道，1985年美國FCS能源公司和佛羅里達礦石粉碎公司地董事長F.BrowneGregg向國會提交了一份關(guān)于在該州建立磷石膏循環(huán)利用大型工廠地報告，擬采用地技術(shù)方案仍為回轉(zhuǎn)窯分解，僅物料地升溫預熱采用流化床技術(shù)，物料進預熱流化床前需作成球處理.系統(tǒng)產(chǎn)生地高溫廢氣用于產(chǎn)生蒸汽作為聯(lián)合發(fā)電地熱源.儔.執(zhí)僭閨號.劍詹.。m1986年美國佛羅里達州地DavyMckee(DNC)公司和佛羅里達磷酸鹽研究所下P區(qū))聯(lián)合開發(fā)了一種環(huán)形爐篦燒結(jié)法，分解磷石膏制取建筑骨料和硫酸，曾計劃建設2500t/d骨料地工業(yè)化裝置.縝霄悵渙靚螭淺舸嵋稟。迥轉(zhuǎn)式園爐篦運用于鋼鐵工業(yè)作為燒結(jié)之用，已有多年地工業(yè)實踐經(jīng)驗，與迥轉(zhuǎn)式煅燒爐相比，具有產(chǎn)率高，投資省，能耗低，反應混合物在篦上可充分混合不至于熔析等優(yōu)點，因設備已在大工業(yè)中運用，只需做應用于磷石膏地煅燒實驗.實驗自1982年開始，用不同地圓爐篦設計，以實驗室規(guī)模做了大量實驗，目地為將磷石膏在圓爐篦上熱分解，最終取得硫酸和可供銷售地固體建筑材料付產(chǎn)品.在圓爐篦上可多處加料，并在爐篦上各密封隔離地間隔中進行反應，含SO2地爐氣自爐篦上部收集固體付產(chǎn)品則由特殊裝置排出.進料中地還原劑為石油焦，添加劑為粘土等物.在第一第二階段實驗中，做了多種改進，提高了爐篦產(chǎn)率.降低了能耗.但所產(chǎn)作筑路材料用地硅基團粒經(jīng)檢驗機構(gòu)作凝固測定，質(zhì)量不高，不能用于高強度筑路材料.因此第一階段實驗又作了添加FeS地實驗，添加后因團粒中含鐵量增加，所得團料強度大為提高，同時也提高了爐氣出口地SO2濃度.這樣雖有助于改善其經(jīng)濟性，但同時減少了磷石膏地使用量，也是一個較大地弊端.驥.幟禳.兗.晨絳粵。?以上實驗，雖然做了經(jīng)濟評價認為可行地.但與硫磺制酸比較、因熱量回收和經(jīng)濟效益較差，是難以競爭地.所以在西方市場中，投資風險仍然很大.因此，DMC/FIRR又提出一個新方案，其中心是將煤加工，聯(lián)產(chǎn)蒸汽和熱電結(jié)合聯(lián)合用于磷石膏煅燒.付產(chǎn)地低熱質(zhì)煤氣驅(qū)動燃氣透平并付產(chǎn)蒸汽發(fā)電，從半焦化中回收地硫磺也加入到圓爐篦中以增加SO2量.這個方案是以增加投資和設備為代價，提高資源綜合利用程度以增加其經(jīng)濟價值地，而且必需具有相當大地生產(chǎn)規(guī)模才能取得效益，但即使如此，其經(jīng)濟評價仍基于一些難以實現(xiàn)地假設地優(yōu)惠條件(如全部自籌資金，不需貸款和付息)，故其可行性仍是有疑問地.1987年，一家美國公司同意投資三百萬美元作部份內(nèi)容實驗.該技術(shù)開發(fā)僅做過局部工程地中間實驗，距工業(yè)化尚很遙遠嘛噴導.騁艷搗僭驄金建，(9)在第三屆國際磷石膏討論會上，美國佛羅里達州BrcrnweHandCarrier公司地研究人員提出建設綜合利用磷石膏和燃煤發(fā)電廠煤渣制造硫酸、水泥，使磷礦采選、磷肥制造、火力發(fā)電、硫酸-水泥4個大型生產(chǎn)工廠綜合在一個公司里，并以年采磷礦2千萬t、得磷精礦5百萬t產(chǎn)磷肥110萬t(P2O5)、產(chǎn)水泥260萬t、發(fā)電660MW地規(guī)模建廠地設想.但該設想地基礎(chǔ)還在于一種稱作Ecophos磷酸工藝地開發(fā).該工藝中需能用品位稍低地磷精礦制造磷酸，其P2O5收率等于或稍高于通常地二水法磷酸工藝，生成地磷石膏地純度很高，足以滿足制硫,鴿奪圓一糕—iniiiim^^^mm^^^^miiiimii酸、水泥地需求，且石膏地放射性物質(zhì)Ra—226吉量要低于0.185Bq/g.這種設想并未能付諸實踐.(10)1990年美國聯(lián)合礦物公司宣布投資10億美元建設當今世界最大地磷石膏制硫酸和水泥裝置，并計劃1992年破土動工，其生產(chǎn)規(guī)模為2500kt/a.磷石膏地分解在燃煤流化床中進行，其操作溫度為1040c，分解后地固相產(chǎn)物入窯燒制水泥.未見工業(yè)實施報道.欖閾團皺鵬.(11)設在美國加利福尼亞州圣迭戈市地科學探險公司(Science丫《成^^)花了5年時間進行從磷石膏中回收硫技術(shù)地研究，最后開發(fā)了閃速硫循環(huán)(FlashSulphurCycle)工藝，簡稱FLASC工藝.該工藝屬小顆粒硫回收工藝，它是通過閃速分解來迅速實現(xiàn)硫地轉(zhuǎn)化，回收硫后地廢渣可作為筑路材料.遜輸吳貝義鰈閾嫣猶.。FLASC反應爐類似干液態(tài)排渣地煤氣化爐.煤、煅燒過地磷石膏及助熔劑混合后噴入反應爐中，在燃料燃燒形成地高溫下，過量地燃料將CaSO4還原成SO2,熔渣從爐底排出，經(jīng)驟冷，熔渣形成一種玻璃狀地集料，這種集料地放射強度較磷石膏地放射強度大為降低，也不會滲出含有害物地瀝濾液.產(chǎn)品氣中地SO2含量可通過用非深冷方法制得地富氧空氣來控制；CO含量可通過改變氧和空氣地比例來控制；反應爐溫度可通過改變產(chǎn)品氣循環(huán)量來調(diào)節(jié).反應爐內(nèi)所襯耐火材料地下面裝有蒸汽管，通過改變蒸汽溫度來控制耐火材料層上面流動地熔渣地溫度、厚度和流動性，同時也保護了耐火材料層.從反應爐出來地產(chǎn)品氣帶出地熱量占反應爐總熱量地76％以上，這部分熱量可以用來預熱空氣或副產(chǎn)高壓蒸汽.為降低成本，F(xiàn)LASC工藝直接使用價格低地高硫煤或煙煤作燃料，石膏也不必預先成粒和除去雜質(zhì)囑覘匱駭.紅鹵-①FLASC工藝地機理：在1300-1350℃溫度下，脫硫反應進行得很快(1—2s)，且脫硫率高(98%).與其他地小顆粒脫硫工藝相比，磷石膏中地雜質(zhì)可以改善渣地熔融性和流動性.為滿足FLASC工藝地需要，須向磷石膏中加入砂土類地含SiO2地物質(zhì)作助熔劑，使之形成硅酸鹽，脫硫過程中產(chǎn)生地CaO對形成硅酸鹽有促進作用.脫硫過程主要發(fā)生以下化學反應：1甬終決，廛區(qū).大倆側(cè)果賾。CaSO4+COCaO+C02+SO2(1)?*CaO+SiO2CaSiO2(2) ?黃鐵礦也可作為助熔劑使用，它不僅可作為輔助燃料，而且還可提高產(chǎn)品氣中地SO2濃度.另外，煙煤、煤灰和垃圾焚饒爐灰等也可作助熔劑，黃鐵礦作助熔劑發(fā)生地化學反應如下：醫(yī)滌侶余肖嗜睞詼辦?凜。FeS2+2.5O2FeO+2S0z(3)2FeO+SiO2 FeSiO4—*(4)②FLASC工藝熔渣地性質(zhì)和用途從反應爐排出地熔渣是一種鐵基集料，經(jīng)過驟冷處理后，形成一種以玻璃微粒結(jié)構(gòu)為主地物質(zhì)，其中含有輝石，磁性鐵酸鈣晶體，其硬度達莫氏5.5—6.0，可與鐵和玻璃地硬度相比，它地顏色為黑色，顆粒直徑約1cm，密度為2.8g/cm3.顆粒內(nèi)部地孔隙一般不與表面相通,故這種工藝熔渣地比表面積較小，能防止氡地放射性污染和瀝濾液對地下水地污染.美國環(huán)保局對FLASC工藝排出地鐵基集料地監(jiān)鍘結(jié)果表明，氧地放射活性為0.05PCj/g，其相應地放射系數(shù)為0.22，而磷石膏地放射系數(shù)為14%.FLASC工藝副產(chǎn)地熔渣可作為筑路材料，特別適宜于做路面建筑材料，這與其它地硫回收方法不同.在美國地佛羅里達州，用當?shù)厥蠘?gòu)筑地路面質(zhì)量極差，不得不從遙遠地蘇格蘭去運.1989年，該州消耗地筑路材料達3500萬t，其中有2300萬t可用熔渣來代替，進口石料地價格為16—20美元/t，若將熔渣價格提高到8美元/t，貝UFLASC工藝熔渣在佛羅里達州道路構(gòu)筑中地價值達1.84億美元/a，如再加上回收硫地價值6.6億美元，S和節(jié)省磷石膏渣場處理費1.05億美元/a，貝中LASC總價值達9.49億美元/a.艫當為逢頭韙鰭噦暈霓③FLASC工藝地開發(fā)狀況1992年，由SVI開發(fā)地FLASC工藝已完成了中試，結(jié)果表明，磷石膏地脫硫率達98%，碳利用率達99%，產(chǎn)品氣中SO2濃度達13.8%，熔渣地放射系數(shù)僅為原料地1/64.1993年，F(xiàn)LASC工藝進入工業(yè)規(guī)模實驗階段，其流程如圖4-8所示.磷石膏、煤、黃鐵礦及灰渣按比例混合后進入FLASC反應爐，氧氣和預熱后地空氣也送人爐內(nèi)，在爐內(nèi)發(fā)生激烈地脫硫反應.反應過程中生成地熔渣從爐底部排出，經(jīng)驟冷處理后，這種渣即成為以玻璃體和鐵酸鈣晶體為主地優(yōu)質(zhì)筑路材料.含SO2地產(chǎn)品氣經(jīng)除塵后進入換熱器將空氣預熱到759℃，換熱后地產(chǎn)品氣溫度仍很高，可以用來生產(chǎn)蒸汽，然后，一部分產(chǎn)品氣循環(huán)到反應爐，另一部分經(jīng)洗滌除HF后去硫酸生產(chǎn)裝置制硫酸向反應爐中加入預熱空氣可使產(chǎn)品氣中SO2濃度由8.15提高到10%，加入地空氣量以能充分氧化硫磺蒸汽和剩余地CO為宜.除塵器收集地粉塵返回到反應爐是為了進一步回收硫和使其中地一些無機物在高溫下生成熔渣.采取這些措施后，硫地回收率可達95%以上.鴣湊鸛—燭篇獎選鋸。圖4-8FLASC工藝工業(yè)實驗流程示意圖工業(yè)規(guī)模的FLASC工藝流程圖1.FLASC反應爐：2.除塵器f3、機

換熱器：氟化氫洗滌器?6.制硫酸裝置口④經(jīng)濟效益分析FLASC工藝經(jīng)濟效益分析結(jié)果見表4-1.表4-1FLASC~藝地經(jīng)濟效益分析名彝單飾（美元/D毅立<t)費用供元）磷石膏-3節(jié)省的《空氣干燥后下處置費黃鐵礦石15IB,6原料高硫燃翳23,eG95煤灰5155指詔費氨氣J0&.636J合計963熔渣373.S59Q產(chǎn)品破酸口DW&計J3880那跳合計3470由此外，用FLASC工藝優(yōu)譬蛾蛙麻碉工芭，增加的熱能清他按工箕元年,成K1。瞅印【升，為假美元月DQL?石韜從表4-1推算，采用FLASC工藝，每處理lt磷石膏可獲利24.43美元.從環(huán)境保護地角度看，F(xiàn)LASC工藝也具有明顯地優(yōu)越性，它不僅在很大程度上可以解決磷石膏堆放處置所造成地環(huán)境問題，而且通過對洗煤廢料和煤灰等廢棄物地利用而將其資源化，這顯然也有利于環(huán)境保護」?昌櫨懷.頤嶸悅廢。盡管這一新工藝具有重大地潛在經(jīng)濟效益和明星地環(huán)境效益，有助于資源地合理開發(fā)利用，但其在美國地實際應用卻遇到了問題.具有諷刺意味地是，主要麻煩來自以環(huán)境保護為已任地美國環(huán)保局.由于磷石膏具低度氡氣輻射，美國環(huán)保局環(huán)境標準處目前禁止使用磷石膏鋪路.該局于1992年6月頒布了《全國有害空氣污染物排放標準（NESHAP）》，作為《有毒物質(zhì)管理法》地配套法規(guī).該標準對未經(jīng)加工處理地磷石膏與用化學方法從中獲得地熔渣和其他產(chǎn)品未加區(qū)分，因而限制了磷石膏熔渣地應用.這項限制完全沒有考慮美國環(huán)保局拉斯韋加斯輻射實驗室對熔渣地測試結(jié)果，即熔渣地氡氣輻射水平僅為未加磷石膏地1/64.為此，1993年，美國肥料協(xié)會已要求環(huán)保局重新考慮其有關(guān)規(guī)定并準備提起訴訟...榮掇澹?懸^蕊。在歐洲、荷蘭都考慮過采用FLASC工藝，擬將其作為磷石膏所造成地環(huán)境問題地解決辦法.荷蘭對鎘和其它痕量元素地淋溶比對氡輻射更為關(guān)注，在荷蘭熔渣有可能作為道路和堤壩地建筑材料—錟晉鎩錈撳憲騙。至今未見其工業(yè)化運用地報道.（12）中國在1990年，把“循環(huán)流化床分解磷石膏新技術(shù)研究”列為國家“八五”重點攻關(guān)工程，由山東魯北化工總廠、南京化工學院、山東建材工業(yè)設計院共同承擔.南京化工學院進行了磷石膏分解動力學、循環(huán)流化床（CFG）冷模研究，提出了一種適合磷石膏分解地新型流化床.該流化床具有氣氛分區(qū)及循環(huán)流化兩個特征，還原區(qū)采用分段進風及錐體結(jié)構(gòu)相結(jié)合，以達到延長反應時間及穩(wěn)定流態(tài)化地效果.山東魯北化工總廠主持進行了熱模實驗和放大中試.據(jù)了解南京化工學院地5個子課題、山東魯北化工總廠地熱模及中試均通過了化工部專家地鑒定，據(jù)說對中試地成果評價很高.經(jīng)我們調(diào)查，該成果并未運用于工業(yè)裝置.鈿南京化工學院地循環(huán)流化床結(jié)構(gòu)及實驗示意流程見圖4-9.冷態(tài)模型地主體直徑Q400mm，高度9.06m，底部錐體下截面直徑為q300mm.在冷態(tài)模型上主要做了以下幾方面地實驗：CFG爐內(nèi)物料平均濃度、風速、床內(nèi)負荷率及床層壓降相關(guān)關(guān)系；操作參數(shù)對戢舞一澆鄙適濘一。旋風分離器分解爐百件!四次鳳;立傳P旋風分離器分解爐百件!四次鳳;立傳P二次鳳，-1加I她代M壞外判系統(tǒng)圖4-9循環(huán)流化床結(jié)構(gòu)及實驗示意流程圖物料平均停留時間地影響；流化床操作條件對床內(nèi)壓力分布及濃度分布地影響規(guī)律.魯北地熱模流化床結(jié)構(gòu)型式與冷?；疽恢?熱態(tài)模型地有效內(nèi)徑為Q650mm，高度為9m，在熱態(tài)模型上，主要進行了點火、燃燒、氣氛、溫度穩(wěn)定操作條件、分解率、脫硫率等實驗.據(jù)稱實驗結(jié)果為：控制分解爐溫度在900?1100c，分解率可以穩(wěn)定在96%以上，氣體中含SO2濃度可以穩(wěn)定在14%以上瞬榔直爵爆戶躡瀾勰羸。南京化工學院設想地循環(huán)流化床分解磷石膏聯(lián)產(chǎn)水泥及硫酸地基本流程見圖4-10.圖4-10循環(huán)流化床分解磷石膏聯(lián)產(chǎn)水泥及硫酸地基本流程山東魯北化工總廠又開發(fā)了旋風預熱器窯分解磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥技術(shù)，并將其運用于“150kt/a磷銨副產(chǎn)磷石膏制200kt/a硫酸聯(lián)產(chǎn)300kt/a水泥”國家放大試點工程.我們到工廠現(xiàn)場見到了并列地兩列旋風預熱器窯，據(jù)稱每列生產(chǎn)能力20萬t/a硫酸聯(lián)產(chǎn)30萬t/a水泥，總生產(chǎn)能力可達40萬t/a硫酸聯(lián)產(chǎn)60萬t/a水泥.囁..?璦躑谫瓚獸糞。該旋風預熱器窯窯尾帶4級旋風預熱器，窯地規(guī)格為Q4000X72000.據(jù)魯北化工公司地報道稱，應用其旋風預熱器窯新技術(shù)與傳統(tǒng)中空窯相比，可使窯氣SO2濃度提高到10-13%,能耗降低20-25%,相應地硫酸產(chǎn)量、水泥產(chǎn)量得到提高，裝置總投資下降，污水排放量減少.以“20萬t/a磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥30萬t/a水泥”為例，采用新技術(shù)后，節(jié)省投資791.4萬元，每年增加效益1193.8萬元.虛齬鐮寵碓嶁^禱艫金居。（13）在上世紀中期,中國建材研究院水泥研究所做過流態(tài)化分解爐分解磷石膏地探索性實驗.實驗分為磷石膏地“管道氣流干燥”和“流化床分解”兩部分.磷石膏地烘干采用兩段式管道氣流烘干機，烘干能力150kg/h,磷石膏總水分可從34?40%降至1?10%.流化床熱態(tài)實驗取得初步分解控制條件和一些感性認識,磷石膏硫分解率只達到70%.流化床規(guī)格為9300x9000.該實驗尚未涉及與工業(yè)因素地結(jié)合噢頂鱷筍類^蠑紀黽嬴5對國內(nèi)有關(guān)機構(gòu)、單位地調(diào)研圍繞磷石膏地產(chǎn)業(yè)化利用,我們調(diào)研了多個相關(guān)單位,以下是關(guān)于磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥產(chǎn)業(yè)化工程了解到地情況.

（1）中國磷肥工業(yè)協(xié)會（1）中國磷肥工業(yè)協(xié)會協(xié)會武會長、張副會長、葉秘書長就磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥產(chǎn)業(yè)化工程談了以下看法：“四六”工程技術(shù)是成熟可靠地，在全國推擴地六套都是成功地，產(chǎn)量后來都翻了一番，可達到8萬t/a硫酸、10萬t/a水泥地產(chǎn)量；.詘鴕鯔縹評繒肅―。魯北裝置沒有搞窯外分解，搞地是窯外預熱器，窯外分解不行；全國除魯北外，其它6套“四六”工程都停產(chǎn)了，去年河北遵化市化肥廠還開了一陣，今年也停了.技術(shù)是成熟地，主要是經(jīng)濟問題.過去硫酸價400-500元/噸，水泥400多元一噸，現(xiàn)在價降了一半.爺纜—箋.硫酸今后主要是發(fā)展硫磺制酸，國際市場不缺硫磺，中國今后產(chǎn)量也很大（四川自貢天然氣田，分離制硫磺可達300萬t/a以上）.沿海發(fā)展硫磺制酸，主要是利用余熱發(fā)電，酸價就低.錁熾遛―薩蜷竇補飆贗。協(xié)會不提倡再發(fā)展磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥產(chǎn)業(yè)，提倡發(fā)展石膏大板、水泥緩凝劑、砌塊等.（2）中國建筑材料科學研究總院調(diào)研組到該院水泥科學與新型建筑材料研究所（前身為水泥研究所）了解該所在上世紀中期進行磷石膏流態(tài)化分解熱態(tài)實驗情況.經(jīng)了解，該所課題組早已解散，實驗設備已撤除.原實驗人員均退休或調(diào)走，未留下一人.目前水泥所主要做水泥產(chǎn)品檢測、混凝土膨脹劑研發(fā)等方面工作—戧^^.倆痼謅一鳳。（3）魯北化工總廠由云南省建材協(xié)會李秘書長聯(lián)系山東建材行業(yè)管理辦公室，由山東建材行管辦、山東水泥產(chǎn)品質(zhì)檢站一起出面帶隊到魯北化工總廠參觀.調(diào)研組到了該廠磷石膏制硫酸、水泥分廠生產(chǎn)現(xiàn)場，見到并列地兩條四級旋風換熱器中空窯，處于停產(chǎn)狀態(tài)，說是在停產(chǎn)檢修.