磷石膏制酸联产水泥的烧成工艺与热耗分析

通过热工标定，对磷石膏制酸联产水泥的中空窑煅烧工艺的熟料烧成热耗进行了分析。结果表明，其热效率为４２％～４５％，达到或超过相同生产能力的普通水泥五级旋风预热器窑的热效率水平，并且系统简单、操作控制可靠。此外，经热工分析，预测了磷石膏预热器窑工艺的熟料烧成热耗和理论ＳＯ２浓度，与中空窑比较，其热耗可降低１０％～１５％，ＳＯ２气浓提高约１％。     

磷石膏联产水泥,硫酸烧成工艺的热耗分析

通过热工标定，对磷石膏制酸联产水泥的中空窑煅烧工艺熟料烧成热耗进行了分析，结果表明其热效率为42％～45％，达到或超过了相同生产能力的普通水泥五级旋风预热器窑热效率水平，且系统简单，操作控制可靠，因而具有较强的生命力。当前的重要工作为进一步优化系统设计与生产管理，确保系统长周期稳定、优质地运转。经热工分析预测，煅烧磷石膏生料的预热器窑工艺熟料烧成热耗为1500×4．18～1550×4．18kJ／kg·熟料，理论SO2浓度10．5％～10．8％，与中空窑比较，热耗降低10％～15％、SO2气浓提高约1％。系统存在的研究课题为预热器漏风、烟气中CO2、H2O（g）对处于悬浮状态的还原剂──焦炭粉末稳定性的影响等。     

磷石膏制硫酸联产水泥熟料的竞争力——大型装置设计思路

介绍了以硬石膏为原料生产硫酸联产水泥装置的生产实践,提出了以磷石膏为原料生产硫酸联产水泥熟料的设计构想。通过分析磷石膏品质及原燃材料的预均化,将磷石膏烧制的水泥熟料与石灰石烧制的熟料按一定比例搭配制成水泥;采用新工艺、设备及严格的操作制度,以提高设备的热利用率。按新的设计思路,以磷石膏生产硫酸联产水泥熟料可将生产设备省去一半,投资降低40%以上,窑气中φ(SO2)可提高至10%～12%,回转窑的热效率达45%,熟料热耗6 100～6 500 kJ/kg。     

磷石膏制硫酸联产水泥预热分解新工艺

磷石膏制硫酸联产水泥是一种磷石膏资源化利用的重要途径。介绍磷石膏制硫酸联产水泥预热分解工艺现状与工艺流程,分析其存在的问题。重点介绍一种磷石膏制硫酸联产水泥预热分解新工艺,该工艺具有磷石膏分解效率高、气体SO_2浓度高、预热器不易堵塞、能耗低等特点,具有良好的推广应用价值。     

新型干法预分解磷石膏制硫酸联产水泥可行性分析

磷石膏是湿法磷酸生产时排放的固体废弃物,磷石膏制硫酸联产水泥技术一直为人们高度重视,但这一技术至今尚未有实质的突破.近年来许多学者提出了利用水泥新型干法技术来实现磷石膏预分解制硫酸联产水泥的新工艺.为此本文结合水泥新型于法预热分解窑的热工特点,以及磷石膏的热分析,研究了在该工艺条件下,磷石膏的分解温度与正常预热分解炉的适应性,磷石膏分解效率及窑系统粘结堵塞等特性.结果表明,采用新型干法水泥技术分解磷石膏制硫酸联产水泥是十分困难的.     

化学法处理磷石膏的新途径

分析了国内外磷石膏综合利用现状,指出中国磷石膏综合利用率不足20%。磷石膏的大量堆存,不仅占用大量土地,而且影响生态环境,在中国硫资源紧缺的情况下,磷石膏的资源化利用已成为一种必然选择。总结了目前中国磷石膏制硫酸并联产水泥装置存在的主要问题以及目前的解决对策。针对磷石膏制硫酸并联产水泥工艺存在的磷石膏分解温度高和磷石膏分解烟气二氧化硫浓度低的问题提出了新工艺,即以硫磺代替焦炭还原磷石膏,并指出新工艺的特点和优势。     

用磷石膏生产水泥熟料的试验研究与技术探讨

使用磷石膏制硫酸联产水泥,由于磷石膏含有磷、氟和放射性核素等有害物质,其化学组成对水泥熟料的烧制和性能有较大的影响。磷石膏烧制水泥熟料的反应机理较为复杂,使用现有的水泥工业窑炉窑内气氛难以控制,回转窑热利用率较低,熟料质量波动较大。参考国内外先进技术,将石膏脱水、分解及水泥熟料烧成分开进行,才能提高水泥熟料的产质量,实现磷石膏制硫酸联产水泥生产的大型化和现代化。     

磷石膏制酸新工艺热力学分析

磷石膏是磷肥工业的排放废渣,文中提出了用氢气、一氧化碳或甲烷替代焦炭处理磷石膏的工艺构想,采用热力学软件对这4个过程的能耗进行了计算与分析,结果表明,新的磷石膏处理工艺过程能耗比传统的磷石膏制酸联产水泥工艺过程降低30%左右,且3个新工艺过程的能耗较为接近。通过对用甲烷部分氧化得到的还原性气体处理磷石膏新工艺与传统工艺的原料成本估算,发现前者的原料成本略低于后者,该新工艺构想前景广阔。     

磷石膏资源化利用途径及展望

磷石膏是湿法净化磷酸生产过程中产生的副产物,其中含有硫、钙两种元素,具有重要的利用价值,磷石膏利用率不高是阻碍磷化工行业健康可持续发展的主要瓶颈。目前磷石膏的主要利用途径有:制造建材产品、井下采空区充填、化学转化利用等。化学转化利用的工艺路线主要有:磷石膏制硫酸铵联产碳酸钙、磷石膏制硫酸联产水泥、磷石膏制硫酸联产硅钙钾镁肥、磷石膏制硫酸联产活性氧化钙、硫磺分解磷石膏制硫酸、循环流化床高硫煤还原磷石膏制取高浓度SO_2联产水泥熟料等。其中以磷石膏制硫酸联产水泥熟料为代表的化学转化法,是规模化、大批量消纳磷石膏的有效途径,有必要加大推广力度。化学转化法多条技术路线虽已趋向稳定,但在经济性方面并无优势,如何进一步突破技术瓶颈,成功实现磷石膏大规模的工业化应用,仍亟待破题。     

磷石膏流化分解过程颗粒的黏附特性

磷石膏热分解制硫酸联产水泥过程中在回转窑部分很容易由于颗粒的团聚和壁面黏附,造成管道堵塞,这样会严重影响磷石膏热分解制硫酸联产水泥的工艺运行.经过对比流态化分解磷石膏后的结垢物和流化粉末的X射线荧光光谱、X射线衍射和扫描式电子显微镜分析研究磷石膏热分解过程中的黏附变化.结果表明,结垢物中的Si、Al等矿物质元素明显高于流化粉末,说明主要的黏土性矿物质杂质在壁面黏附富集;随着反应的进行,CaO的含量的增加会较为明显的降低颗粒的黏附程度.因此对于磷石膏粉体,SiO2、Al2O3等杂质不仅影响磷石膏的分解效率,还严重影响其流化过程中的团聚黏附.     

全流程热效率模型在降低水泥熟料烧成热耗中的应用

论文提出以包含生料磨、煤磨、水泥熟料烧成系统及余热锅炉在内的水泥熟料烧成全流程为研究对象,建立了水泥熟料烧成全流程热效率模型,并用于指导水泥生产线的能效优化改造。根据热效率模型,分解煅烧单元的热效率对全流程热效率的影响最大,应在能效优化时重点考虑。以2 500 t/d生产线为例,将原有预热分解系统替换为高固气比预热分解系统后,分解煅烧单元的热效率由27.09%提高至30.08%,全流程热效率由68.23%提高至76.50%,熟料烧成热耗降低了544.67 kJ/kg,烧成标煤耗降低了18.6 kg/t,应用效果较好。     

回转窑余热发电技术在水泥行业中的应用

随着水泥熟料煅烧技术的发展,新型干法水泥生产线已使单位水泥熟料的热耗大幅度下降,但窑头熟料冷却机（AQC）和窑尾预热器（SP）等排放的低温废气热量约占水泥熟料烧成总耗热量的30%以上,因此回收其中的低温余热从而进一步降低水泥生产热耗是十分必要的。某水泥公司现有3条1000t/d回转窑生产线,满负荷生产条件下,窑头可产生平均温度为380℃,流量为1.395×105 Nm3/h的烟气,窑尾可产生平均温度为330℃,流量为2.76×105Nm3/h的烟气,根据此公司余热热源情况,经计算,装机方案确定为：1台额定容量为5 MW的单压凝汽式汽轮发电机组、3台单压AQC余热锅炉和3台单压SP余热锅炉。     

添加胶凝材料改质磷石膏作水泥缓凝剂的新工艺

针对磷石膏改质煅烧成球工艺存在投资大、能耗高、二次污染的缺点,研究了磷石膏改质直接成球作水泥缓凝剂的新工艺。该工艺通过添加胶凝材料改质磷石膏,盘式造粒成球,介绍成球的最佳配方,产品质量。试验表明,该新工艺可生产出合格水泥缓凝剂产品,并且能耗低,成本低,无二次污染。     

焦化能源流高效集成关键技术研发与应用

针对焦化能耗高、能效低的产业现状,基于冶金流程工程学理论,研发了一系列焦化余热余能回收关键技术。其中,自主研发的高压高温干熄焦余热回收技术,实现吨焦产540℃、9.81MPa的高品质蒸汽550kg,降低焦炭烧损率0.2%;研发的纳米多层复合结构温度可控的上升管一体化余热回收技术,实现了上升管出口的荒煤气温度由804℃降至552℃,实现吨焦产蒸汽119kg;研发的煤调湿技术降低了配合煤水分4%,降低工序能耗250.8MJ/吨煤;研发的导热油作热载体的能源高效利用技术,实现了脱苯能耗降低30.6%和蒸氨能耗降低21.4%,脱苯效率提高0.15%,过程无废水产生;研发的多塔连续粗苯萃取精制和高效复合萃取剂技术,实现了苯纯度达99.95%,甲苯纯度达99.8%以上,二甲苯流程控制在5℃以内,噻吩纯度达99.0%,还实现了全过程不消耗蒸汽。这些关键共性技术在河钢大型焦炉上的成功实施引领了我国焦化行业向能源利用高效化、资源利用深度化的可持续方向发展。     

利用磷石膏制备低热、微膨胀复合水泥的研究

为大量利用磷石膏,本文采用在复合水泥中掺加磷石膏的方法,开展了制备低热、微膨胀复合水泥的试验研究,并采用DSC、XRD、SEM及等温水化热仪表征了该复合水泥的水化特征.研究结果表明:磷石膏具有显著的缓凝效果,通过掺加Na2SO4和提高磷石膏掺量的方法,可大幅度缩短水泥的凝结时间、提高水泥的早期强度.当磷石膏掺量超过10％时,水泥水化产物中钙矾石量显著增加,并出现二水石膏,硬化水泥浆体呈现出微膨胀性.通过调整磷石膏的掺量,可控制复合水泥的膨胀率.     

二水法改二水-半水法生产湿法磷酸的技术改造

通过提高磷酸浓度和降低磷石膏中P2O5含量,达到降低浓缩能耗和提高磷石膏质量,满足水泥生产的要求。介绍该厂将二水法生产磷酸工艺改造为二水-半水法工艺的流程、新增设备、工艺指标及技术要点。技改后,磷酸w(P2O5)由22%提高到35%,磷石膏中w(P2O5)由1.5%下降到0.2%以下,磷石膏中的w(H2O结晶)由14%～16%下降到4%～8%,每年节煤约1.5万t,综合新增效益1786万元。     

碳酸钙渣悬浮态煅烧试验及工业应用研究

碳酸钙渣是利用磷石膏制备硫酸铵时排放出的废渣,其主要矿物成分是碳酸钙,通过煅烧可以得到高活性石灰进行再利用。利用高固气比悬浮态煅烧技术,对碳酸钙渣快速煅烧工艺进行了中试试验,得到表观分解率为95%以上的煅烧产品,且表现出较高的活性;在此基础上,与贵州瓮福磷肥厂合作采用高固气比悬浮煅烧-快速冷却技术建成一条碳酸钙渣制备活性石灰的工业试验线,产品中氧化钙的质量分数最高可达到59%,碳酸钙分解率在97.7%以上,产品的活性高,多数集中在160~180 s。系统烧成热耗为4 402 kJ/kg,能耗及产品质量均优于传统工艺。     

新型干法水泥窑节煤剂的研究及工业应用

针对目前我国新型干法水泥窑热耗高的现状,本文从煤炭燃烧、煤炭渗透、矿化作用等方面对节煤剂进行研究,通过煤粉燃烧试验发现节煤剂能降低煤粉粒度从而降低煤粉的初燃点和终燃点;通过渗透性试验发现其能降低节煤剂和煤粉的界面张力,促进节煤剂渗透至煤粉内部,从而有利于其发挥节煤效果;通过矿化试验发现其能降低样品的游离氧化钙,促进固化反应,从而达到节能的目的。通过河南登封SG水泥厂5000t/d的新型干法水泥窑的工业应用试验发现,该厂添加量为0.8‰时到达最佳效果,实物煤耗的节煤率为4.87%,具有较大的经济效益。