專利名稱：一種硫酸鈣生產(chǎn)硫酸和氧化鈣的工藝與設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)硫酸和氧化鈣的エ藝與設(shè)備，尤其是涉及ー種硫酸鈣生產(chǎn)硫酸和氧化鈣的エ藝與設(shè)備。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，我國硫酸生產(chǎn)多為硫磺制酸和硫鐵礦制酸，隨著硫磺和硫鐵礦原料價(jià)格的上漲，硫酸成本逐漸提高，尋找新的原料生產(chǎn)硫酸勢在必行。硫酸鈣作為ー種蘊(yùn)含豐富的礦產(chǎn)，也可以用來制備硫酸，但是現(xiàn)有技術(shù)中，ニ氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫的效率并不是很高。CN101513993A公開了ー種利用硫酸鎂生產(chǎn)硫酸的技術(shù)，主要采用了懸浮煅燒和ニ氧化硫煙氣回用對硫酸鎂原料進(jìn)行預(yù)加熱的技木，同時(shí)采用的“兩轉(zhuǎn)兩吸”エ藝，提高了對SO3氣體的 吸收率，其過程中也引入了新的燃料，引入了可能的外來雜質(zhì)，而且其三氧化硫轉(zhuǎn)化率也不是特別高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供ー種原料成本低，SO2-化為SO3轉(zhuǎn)化率高的硫酸鈣生產(chǎn)硫酸和氧化鈣的エ藝與設(shè)備。本發(fā)明解決所述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是
本發(fā)明之硫酸鈣生產(chǎn)硫酸和氧化鈣的エ藝，包括以下步驟
(1)將硫酸鈣粉碎成100-1000目(優(yōu)選750— 850目)的粉末；
(2)將步驟(I)中所得硫酸鈣粉末加入煅燒窯，并加熱至1000-1500°C (優(yōu)選1150 —1250 0C)；
(3)以幾何中心線為軸旋轉(zhuǎn)煅燒窯，強(qiáng)制硫酸鈣粉末在煅燒窯內(nèi)作角速度為20-60π /min (優(yōu)50 n /min)的離心運(yùn)動,分解反應(yīng)生成氧化I丐、SO2與O2 ；
(4)將步驟(3)反應(yīng)生成的SO2與O2以及額外補(bǔ)充的O2，通過抽氣裝置輸送到螺旋反應(yīng)器，控制螺旋反應(yīng)器的溫度為400-600°C (優(yōu)選480°C )，SO2與O2以及額外補(bǔ)充的O2的混合氣體在螺旋反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為SO3 ;所述混合氣體中，額外補(bǔ)充的氧氣與步驟(3)反應(yīng)生成的SO2與O2總體積之比為1:1;
(5)將步驟(4)中生成的SO3引入吸收塔噴水制成硫酸。本發(fā)明之硫酸鈣生產(chǎn)硫酸和氧化鈣的設(shè)備，包括煅燒窯、螺旋反應(yīng)器和吸收塔，煅燒窯設(shè)有驅(qū)動電機(jī)，使其可以繞幾何中心圓周旋轉(zhuǎn)運(yùn)行，旋轉(zhuǎn)速度可調(diào)，煅燒窯頂部設(shè)有硫酸鈣粉末加入ロ，底部設(shè)有氣體排放口和氧化鈣排出ロ ；螺旋反應(yīng)器左側(cè)壁上部設(shè)有進(jìn)氣ロ，螺旋反應(yīng)器進(jìn)氣ロ與至少ー個(gè)煅燒窯的氣體排放ロ通過設(shè)有氣體輸送泵的管道相連，螺旋反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)有螺旋管道，螺旋管道中均勻分布著觸媒，螺旋反應(yīng)器的中心設(shè)有加熱器，螺旋反應(yīng)器右側(cè)壁下部設(shè)有出氣ロ，出氣ロ與吸收塔之間通過管道連接；煅燒窯底部氧化鈣排出ロ與氧化鈣料倉相連。所述螺旋反應(yīng)器一般為柱狀結(jié)構(gòu)，也可以在正方柱里面開ー個(gè)螺旋管道，觸媒為公知常用觸媒，優(yōu)選顆粒狀或網(wǎng)狀觸媒，優(yōu)選五氧化ニ釩或鉬。工作過程將硫酸鈣粉末從煅燒窯的粉末加入ロ加入，加熱至1000-1500°C，然后啟動驅(qū)動電機(jī)，使粉末在煅燒窯內(nèi)作離心運(yùn)動以混合均勻并分解反應(yīng)，將煅燒窯內(nèi)產(chǎn)生的氣體通過底部的氣體排放ロ，經(jīng)氣體輸送泵、進(jìn)氣ロ送入溫度為400-600°C的螺旋反應(yīng)器，在反應(yīng)器內(nèi)通過觸媒的作用，轉(zhuǎn)化為三氧化硫，三氧化硫通過右側(cè)壁下部的出氣ロ，進(jìn)入吸收塔，噴水轉(zhuǎn)化為硫酸，煅燒窯內(nèi)產(chǎn)生的氧化鈣經(jīng)底部的氧化鈣排出ロ進(jìn)入氧化鈣料倉。本發(fā)明以硫酸鈣為原料，在煅燒窯內(nèi)高溫分解，在螺旋反應(yīng)器內(nèi)氧化，最終在吸收塔內(nèi)吸收完成硫酸的整個(gè)生產(chǎn)過程。旋轉(zhuǎn)的煅燒窯可以將硫酸鈣粉末在高速離心力作用下混合均勻，増加了體系加熱的均勻性；螺旋反應(yīng)器結(jié)構(gòu)緊湊，螺旋形反應(yīng)管路能増加SO2氣體與觸媒的接觸面積，加快反應(yīng)速率，提高轉(zhuǎn)化率。本發(fā)明ニ氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫的轉(zhuǎn)化率可高達(dá)99. 5%，生產(chǎn)效率能提升30%以 上。


圖I為本發(fā)明硫酸鈣生產(chǎn)硫酸和氧化鈣設(shè)備結(jié)構(gòu)示意 圖2為圖I所示螺旋反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)放大示意圖。圖中1、煅燒窯；2、螺旋反應(yīng)器；3、吸收塔；4、螺旋管道；5、觸媒；6、粉末加入ロ ；
7、氣體排放ロ ；8、加熱器；9、進(jìn)氣ロ ；10、氧化鈣排出ロ ；11、出氣ロ ；12、驅(qū)動電機(jī)；13、氣體輸送泵
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)說明。實(shí)施例I
本實(shí)施例之硫酸鈣生產(chǎn)硫酸和氧化鈣的エ藝，包括以下步驟
(1)將硫酸鈣粉碎成800目的粉末；
(2)將步驟(I)中所得硫酸鈣粉末通過粉末加入ロ 6加入煅燒窯I，并加熱至1150°C;
(3)以幾何中心線為軸啟動煅燒窯I使其做角速度為50/min的旋轉(zhuǎn)，強(qiáng)制粉末在煅燒窯I內(nèi)作離心運(yùn)動；
(4)將步驟(3)中反應(yīng)生成的SO2與O2以及額外補(bǔ)充的O2分別通過氣體輸送泵13輸送到螺旋反應(yīng)器2，額外補(bǔ)充的氧氣與反應(yīng)生成的SO2與O2總體積比為I :1，控制反應(yīng)器的溫度為430°C，混合氣體在螺旋反應(yīng)器2內(nèi)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為SO3 ；
(5)將步驟(4)中生成的SO3引入吸收塔3噴水制成硫酸。本實(shí)施例之硫酸鈣生產(chǎn)硫酸和氧化鈣的設(shè)備，包括煅燒窯I、螺旋反應(yīng)器2和吸收塔3，煅燒窯I設(shè)有驅(qū)動電機(jī)12，使其可以繞幾何中心圓周旋轉(zhuǎn)運(yùn)行，旋轉(zhuǎn)速度可調(diào)，煅燒窯I頂部設(shè)有硫酸鈣粉末加入ロ 6，底部設(shè)有氣體排放ロ 7和氧化鈣排出ロ 10 ;螺旋反應(yīng)器2為柱狀結(jié)構(gòu)，螺旋反應(yīng)器2左側(cè)壁上部設(shè)有進(jìn)氣ロ 9，螺旋反應(yīng)器進(jìn)氣ロ 9與2個(gè)煅燒窯的氣體排放ロ通過設(shè)有氣體輸送泵13的管道相連，柱狀螺旋反應(yīng)器2內(nèi)部設(shè)有螺旋管道4，螺旋管道4中均勻分布著顆粒狀觸媒五氧化ニ釩5，螺旋反應(yīng)器2的中心設(shè)有加熱器8，螺旋反應(yīng)器2右側(cè)壁下部設(shè)有出氣ロ 11，出氣ロ 11與吸收塔3之間通過管道連接；煅燒窯底部氧化鈣排出ロ 10與氧化鈣料倉相連。工作過程將硫酸鈣粉末從煅燒窯I的粉末加入ロ 6加入，加熱至1150°C，然后啟動驅(qū)動電機(jī)，使粉末在煅燒窯I內(nèi)作離心運(yùn)動以混合均勻并分解反應(yīng)，將煅燒窯I內(nèi)產(chǎn)生的氣體通過底部的氣體排放ロ 7，經(jīng)氣體輸送泵13、進(jìn)氣ロ 9送入溫度為430°C的螺旋反應(yīng)器，在反應(yīng)器內(nèi)通過觸媒5的作用，轉(zhuǎn)化為三氧化硫，三氧化硫通過右側(cè)壁下部的出氣ロ 11，進(jìn)入吸收塔3，噴水轉(zhuǎn)化為硫酸，煅燒窯內(nèi)產(chǎn)生的氧化鈣經(jīng)底部的氧化鈣排出ロ 10進(jìn)入氧化 丐料倉。
本實(shí)施例中，SO2轉(zhuǎn)化率可提高至99. 5%，生產(chǎn)效率提升30%以上。實(shí)施例2
本實(shí)施例中，硫酸鈣生產(chǎn)硫酸和氧化鈣的エ藝，步驟(4)中，反應(yīng)器的溫度為480°C，其他與實(shí)施例I相同。
本實(shí)施例中，SO2轉(zhuǎn)化率可提高至99. 5%，生產(chǎn)效率提升30%以上。
權(quán)利要求
1.一種硫酸鈣生產(chǎn)硫酸和氧化鈣的工藝，其特征在于，包括以下步驟 (1)將硫酸鈣粉碎成100-1000目的粉末； (2)將步驟(I)中所得硫酸鈣粉末加入煅燒窯，并加熱至1000-1500°c ； (3)以幾何中心線為軸旋轉(zhuǎn)煅燒窯，強(qiáng)制硫酸鈣粉末在煅燒窯內(nèi)作角速度為20-60π/min的離心運(yùn)動，分解反應(yīng)生成氧化鈣、SO2與O2 ； (4)將步驟(3)反應(yīng)生成的SO2與O2以及額外補(bǔ)充的O2，通過抽氣裝置輸送到螺旋反應(yīng)器，控制螺旋反應(yīng)器的溫度為400-600°C，SO2與O2以及額外補(bǔ)充的O2的混合氣體在螺旋反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為SO3 ;所述混合氣體中，額外補(bǔ)充的氧氣與步驟(3)反應(yīng)生成的SO2與O2總體積之比為I : I; (5)將步驟(4)中生成的SO3引入吸收塔噴水制成硫酸。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的硫酸鈣生產(chǎn)硫酸和氧化鈣的工藝，其特征在于，步驟(I)中，將硫酸鈣粉碎成750 - 850目的粉末。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的硫酸鈣生產(chǎn)硫酸和氧化鈣的工藝，其特征在于，步驟(2)中，硫酸鈣粉末加入煅燒窯后加熱至1150 - 1250°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的硫酸鈣生產(chǎn)硫酸和氧化鈣的工藝，其特征在于，步驟(3)中，強(qiáng)制硫酸鈣粉末在煅燒窯內(nèi)作角速度為50 31 /min的離心運(yùn)動。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的硫酸鈣生產(chǎn)硫酸和氧化鈣的工藝，其特征在于，步驟(4)中，控制反應(yīng)器的溫度為480°C。
6.一種硫酸鈣生產(chǎn)硫酸和氧化鈣的設(shè)備，其特征在于，包括煅燒窯、螺旋反應(yīng)器和吸收塔，煅燒窯設(shè)有驅(qū)動電機(jī)，使其可以繞幾何中心圓周旋轉(zhuǎn)運(yùn)行，煅燒窯頂部設(shè)有硫酸鈣粉末加入口，底部設(shè)有氣體排放口和氧化鈣排出口 ；螺旋反應(yīng)器左側(cè)壁上部設(shè)有進(jìn)氣口，螺旋反應(yīng)器進(jìn)氣口與至少一個(gè)煅燒窯的氣體排放口通過設(shè)有氣體輸送泵的管道相連，螺旋反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)有螺旋管道，螺旋管道中均勻分布著觸媒，螺旋反應(yīng)器的中心設(shè)有加熱器，螺旋反應(yīng)器右側(cè)壁下部設(shè)有出氣口，出氣口與吸收塔之間通過管道連接；煅燒窯底部氧化鈣排出口與氧化韓料倉相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的硫酸鈣生產(chǎn)硫酸和氧化鈣的設(shè)備，其特征在于，煅燒窯的旋轉(zhuǎn)速度可調(diào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的硫酸鈣生產(chǎn)硫酸和氧化鈣的設(shè)備，其特征在于，所述螺旋反應(yīng)器為柱狀結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的硫酸鈣生產(chǎn)硫酸和氧化鈣的設(shè)備，其特征在于，所述螺旋管道中的觸媒為顆粒狀或網(wǎng)狀。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的硫酸鈣生產(chǎn)硫酸和氧化鈣的設(shè)備，其特征在于，所述螺旋管道中的觸媒為五氧化二釩或鉬。
全文摘要
一種硫酸鈣生產(chǎn)硫酸和氧化鈣的工藝與設(shè)備，該硫酸鈣生產(chǎn)硫酸和氧化鈣的工藝，包括以下步驟(1)將硫酸鈣粉碎；(2)將所得硫酸鈣粉末加入煅燒窯，并加熱至1000-1500℃；(3)旋轉(zhuǎn)煅燒窯，粉末作離心運(yùn)動；(4)將反應(yīng)生成的氣體以及額外補(bǔ)充的O2輸送到螺旋反應(yīng)器，控制反應(yīng)器的溫度為400-600℃，混合氣體在螺旋反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為SO3；(5)將生成的SO3引入吸收塔噴水制成硫酸。本發(fā)明還包括硫酸鈣生產(chǎn)硫酸和氧化鈣的設(shè)備。本發(fā)明旋轉(zhuǎn)的煅燒窯可將硫酸鈣粉末在高速離心力作用下混合均勻，增加體系加熱的均勻性；螺旋反應(yīng)器結(jié)構(gòu)緊湊，螺旋形反應(yīng)管路能增加SO2氣體與觸媒的接觸面積，加快反應(yīng)速率，提高轉(zhuǎn)化率。
文檔編號C01B17/76GK102838090SQ20121038967
公開日2012年12月26日 申請日期2012年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月16日
發(fā)明者劉立文, 劉珍如, 寧愛民, 寧勇, 寧江天, 劉勇, 魯紀(jì)鳴 申請人:劉立文