專利名稱：一種硫酸鈣生產(chǎn)硫酸和氧化鈣的工藝與設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)硫酸和氧化鈣的エ藝與設備，尤其是涉及ー種硫酸鈣生產(chǎn)硫酸和氧化鈣的エ藝與設備。
背景技術：
當前，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。硫酸鈣作為ー種蘊含豐富的礦產(chǎn)，也可以用來制備硫酸，但是現(xiàn)有技術中，ニ氧化硫轉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，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行預加熱的技木，同時采用的“兩轉兩吸”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，而且其三氧化硫轉化率也不是特別高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題是，克服現(xiàn)有技術的不足，提供ー種原料成本低，SO2-化為SO3轉化率高的硫酸鈣生產(chǎn)硫酸和氧化鈣的エ藝與設備。本發(fā)明解決所述技術問題采用的技術方案是
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煅燒窯，強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)的離心運動,分解反應生成氧化I丐、SO2與O2 ；
(4)將步驟(3)反應生成的SO2與O2以及額外補充的O2，通過抽氣裝置輸送到螺旋反應器，控制螺旋反應器的溫度為400-600°C (優(yōu)選480°C )，SO2與O2以及額外補充的O2的混合氣體在螺旋反應器內(nèi)反應轉化為SO3 ;所述混合氣體中，額外補充的氧氣與步驟(3)反應生成的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)硫酸和氧化鈣的設備，包括煅燒窯、螺旋反應器和吸收塔，煅燒窯設有驅動電機，使其可以繞幾何中心圓周旋轉運行，旋轉速度可調，煅燒窯頂部設有硫酸鈣粉末加入ロ，底部設有氣體排放口和氧化鈣排出ロ ；螺旋反應器左側壁上部設有進氣ロ，螺旋反應器進氣ロ與至少ー個煅燒窯的氣體排放ロ通過設有氣體輸送泵的管道相連，螺旋反應器內(nèi)部設有螺旋管道，螺旋管道中均勻分布著觸媒，螺旋反應器的中心設有加熱器，螺旋反應器右側壁下部設有出氣ロ，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。所述螺旋反應器一般為柱狀結構，也可以在正方柱里面開ー個螺旋管道，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，然后啟動驅動電機，使粉末在煅燒窯內(nèi)作離心運動以混合均勻并分解反應，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、進氣ロ送入溫度為400-600°C的螺旋反應器，在反應器內(nèi)通過觸媒的作用，轉化為三氧化硫，三氧化硫通過右側壁下部的出氣ロ，進入吸收塔，噴水轉化為硫酸，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，在螺旋反應器內(nèi)氧化，最終在吸收塔內(nèi)吸收完成硫酸的整個生產(chǎn)過程。旋轉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；螺旋反應器結構緊湊，螺旋形反應管路能増加SO2氣體與觸媒的接觸面積，加快反應速率，提高轉化率。本發(fā)明ニ氧化硫轉化為三氧化硫的轉化率可高達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)硫酸和氧化鈣設備結構示意 圖2為圖I所示螺旋反應器的結構放大示意圖。圖中1、煅燒窯；2、螺旋反應器；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、進氣ロ ；10、氧化鈣排出ロ ；11、出氣ロ ；12、驅動電機；13、氣體輸送泵
具體實施例方式以下結合附圖和實施例對本發(fā)明作進ー步詳細說明。實施例I
本實施例之硫酸鈣生產(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，強制粉末在煅燒窯I內(nèi)作離心運動；
(4)將步驟(3)中反應生成的SO2與O2以及額外補充的O2分別通過氣體輸送泵13輸送到螺旋反應器2，額外補充的氧氣與反應生成的SO2與O2總體積比為I :1，控制反應器的溫度為430°C，混合氣體在螺旋反應器2內(nèi)反應轉化為SO3 ；
(5)將步驟(4)中生成的SO3引入吸收塔3噴水制成硫酸。本實施例之硫酸鈣生產(chǎn)硫酸和氧化鈣的設備，包括煅燒窯I、螺旋反應器2和吸收塔3，煅燒窯I設有驅動電機12，使其可以繞幾何中心圓周旋轉運行，旋轉速度可調，煅燒窯I頂部設有硫酸鈣粉末加入ロ 6，底部設有氣體排放ロ 7和氧化鈣排出ロ 10 ;螺旋反應器2為柱狀結構，螺旋反應器2左側壁上部設有進氣ロ 9，螺旋反應器進氣ロ 9與2個煅燒窯的氣體排放ロ通過設有氣體輸送泵13的管道相連，柱狀螺旋反應器2內(nèi)部設有螺旋管道4，螺旋管道4中均勻分布著顆粒狀觸媒五氧化ニ釩5，螺旋反應器2的中心設有加熱器8，螺旋反應器2右側壁下部設有出氣ロ 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，然后啟動驅動電機，使粉末在煅燒窯I內(nèi)作離心運動以混合均勻并分解反應，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、進氣ロ 9送入溫度為430°C的螺旋反應器，在反應器內(nèi)通過觸媒5的作用，轉化為三氧化硫，三氧化硫通過右側壁下部的出氣ロ 11，進入吸收塔3，噴水轉化為硫酸，煅燒窯內(nèi)產(chǎn)生的氧化鈣經(jīng)底部的氧化鈣排出ロ 10進入氧化 丐料倉。
本實施例中，SO2轉化率可提高至99. 5%，生產(chǎn)效率提升30%以上。實施例2
本實施例中，硫酸鈣生產(chǎn)硫酸和氧化鈣的エ藝，步驟(4)中，反應器的溫度為480°C，其他與實施例I相同。
本實施例中，SO2轉化率可提高至99. 5%，生產(chǎn)效率提升30%以上。
權利要求
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煅燒窯，強制硫酸鈣粉末在煅燒窯內(nèi)作角速度為20-60π/min的離心運動，分解反應生成氧化鈣、SO2與O2 ； (4)將步驟(3)反應生成的SO2與O2以及額外補充的O2，通過抽氣裝置輸送到螺旋反應器，控制螺旋反應器的溫度為400-600°C，SO2與O2以及額外補充的O2的混合氣體在螺旋反應器內(nèi)反應轉化為SO3 ;所述混合氣體中，額外補充的氧氣與步驟(3)反應生成的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，強制硫酸鈣粉末在煅燒窯內(nèi)作角速度為50 31 /min的離心運動。
5.根據(jù)權利要求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，控制反應器的溫度為480°C。
6.一種硫酸鈣生產(chǎn)硫酸和氧化鈣的設備，其特征在于，包括煅燒窯、螺旋反應器和吸收塔，煅燒窯設有驅動電機，使其可以繞幾何中心圓周旋轉運行，煅燒窯頂部設有硫酸鈣粉末加入口，底部設有氣體排放口和氧化鈣排出口 ；螺旋反應器左側壁上部設有進氣口，螺旋反應器進氣口與至少一個煅燒窯的氣體排放口通過設有氣體輸送泵的管道相連，螺旋反應器內(nèi)部設有螺旋管道，螺旋管道中均勻分布著觸媒，螺旋反應器的中心設有加熱器，螺旋反應器右側壁下部設有出氣口，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)權利要求6所述的硫酸鈣生產(chǎn)硫酸和氧化鈣的設備，其特征在于，煅燒窯的旋轉速度可調。
8.根據(jù)權利要求6或7所述的硫酸鈣生產(chǎn)硫酸和氧化鈣的設備，其特征在于，所述螺旋反應器為柱狀結構。
9.根據(jù)權利要求6或7所述的硫酸鈣生產(chǎn)硫酸和氧化鈣的設備，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)權利要求6或7所述的硫酸鈣生產(chǎn)硫酸和氧化鈣的設備，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)旋轉煅燒窯，粉末作離心運動；(4)將反應生成的氣體以及額外補充的O2輸送到螺旋反應器，控制反應器的溫度為400-600℃，混合氣體在螺旋反應器內(nèi)反應轉化為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)硫酸和氧化鈣的設備。本發(fā)明旋轉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；螺旋反應器結構緊湊，螺旋形反應管路能增加SO2氣體與觸媒的接觸面積，加快反應速率，提高轉化率。
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, 魯紀鳴 申請人:劉立文