【正文】 地建設(shè)了 20 多套石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥的大型裝置。 我國(guó)早在六十年代就進(jìn)行了石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥的開發(fā)研究，由建材部和化工部共同組織，利用太原天然石膏和昆陽(yáng)礦付產(chǎn)磷石膏，在φ 20m回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行了煅燒試驗(yàn) ,歷經(jīng)一年半 ,基本上解決了原料選擇、石膏脫水、生料配制、生料煅燒、窯氣凈化等技術(shù)問題 ,得到的水泥熟料標(biāo)號(hào)在 425 以上 ,窯氣中的 SO2濃度可達(dá)到 8%。 346 工程建成后生產(chǎn)正常，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和良好的環(huán)境效益社會(huì)效益，于 1992 年通過了化工部驗(yàn)收，并決定在優(yōu)秀的磷肥企業(yè)中進(jìn)行擴(kuò)大試點(diǎn)， 1992 年至 1996 年先后在四川省什仿化肥總廠、銀山磷 肥廠、山東省魯西化工總廠、萊西磷肥廠、沈陽(yáng)化工總廠和河北省遵化化肥廠建成了六套 346 裝置，至今十多年來魯北、銀山、萊西、遵化的裝置仍正常生產(chǎn)，萊西磷肥廠（現(xiàn)青島東方化工總廠）46 裝置能力目前已達(dá)到 萬(wàn)噸硫酸 萬(wàn)噸水泥，其余廠（包栝云南磷肥廠）由于市場(chǎng)原因已停產(chǎn)或轉(zhuǎn)產(chǎn)。 應(yīng)該說國(guó)內(nèi)石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥的技術(shù)已經(jīng)超過了國(guó)外的水平，根據(jù)我國(guó)國(guó)情仍然具有十分現(xiàn)實(shí)的使用價(jià)值。本項(xiàng)目的控制指 標(biāo)為： SO3 ＞ 50% CaSO4 ＞ 85% MgO＜ % 根據(jù)湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四 0 三隊(duì)地堪院提交的《湖南省臨澧縣合口礦區(qū)石膏礦詳細(xì)普查地質(zhì)報(bào)告》，本礦的蒼蒲礦段第Ⅱ礦層礦層的厚度39～ ，一般為 40m 左右，硬石膏的儲(chǔ)量為 萬(wàn)噸，礦石質(zhì)量好，石膏 +硬石膏平均品位 ～ %，單樣含量最大 %， MgO 含量平均為 %,Na2O %,K2O %,礦界西段下部Ⅱ礦層的礦厚與礦質(zhì)優(yōu)于東段。為降低生產(chǎn)費(fèi)用也可使用固定炭含量高揮發(fā)分小的無(wú)煙煤。根據(jù)石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，熟料的率值設(shè)計(jì)為： 石灰飽和比 KH 177。 ．原料燃料的化學(xué)成分 湖南湘福新型建材有限公司石膏礦硬石膏的成分和選用輔助原料的化學(xué)成分，燒成用煤、焦碳的灰分分析列于下表： 名 稱 LOS SiO2 Fe2O3 Al2O3 CaO MgO SO3 ∑ 硬石膏 砂 巖 黏 土 鐵 粉 礬 土 煤灰分 焦炭灰分 湖南湘福新型建材有限公司 10 104t/a 硬石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn) 15 104t/a 水泥項(xiàng)目 南京金陵石化工程有限責(zé)任公司 南京市鎖金村 68 號(hào) 25 燒成用煤、焦碳的工業(yè)分析列于下表； 名 稱 揮發(fā)分 % 灰 分 % 固定炭 % 水分 % 熱值 KJ/Kg 焦炭末 煤 26,902 ． 熟料燒成熱耗及煤灰分摻入量 由于煅燒的主要原料為無(wú)水石膏，與磷石膏相比無(wú)結(jié)晶水的脫水熱消耗，經(jīng)計(jì)算熟料的理論形成熱減少 170KJ/Kg，單位熟料的料耗也減少 5～ 10%，本設(shè)計(jì)中采用了近幾年開發(fā)成熟的節(jié)能新技術(shù)，熟料的熱耗為 7100KJ/Kg（ 1700Kcal/Kg），煤耗為： ，煤灰分摻入量為： %。在 1994 年為建設(shè)四川省涪陵南川大磷銨項(xiàng)目，曾邀請(qǐng)他們和世界著名的洪堡公司座談，擬采用此技術(shù)，因?yàn)樗麄円矝]有 成熟的業(yè)績(jī)而沒有選用。 回轉(zhuǎn)窯規(guī)格的確定 石膏煅燒窯的特點(diǎn)是預(yù)熱帶、分解帶長(zhǎng)， CaSO4分解過程需 2 小時(shí)左右，長(zhǎng)度占窯長(zhǎng)的 45%， CaSO4分解 溫度在 1200℃，預(yù)熱時(shí)間要 1 小時(shí)，長(zhǎng)度占窯長(zhǎng)的 40%，熟料的燒成時(shí)間一般為 3～ 4 小時(shí)，是石灰石生料的 2 倍。 1. 原料的預(yù)處理 進(jìn)廠粒度＜ 200mm 的硬石膏直接送入受料斗，斗下設(shè)中型板式喂料機(jī)喂入錘式破碎機(jī)，破碎后粒度＜ 15mm，由皮帶機(jī)和提升機(jī)送入碎石膏庫(kù)存儲(chǔ)。為避免輔助原料水分過大影響配料的準(zhǔn)確，設(shè)計(jì)中加大了儲(chǔ)存量和儲(chǔ)存期，使水分含量相對(duì)穩(wěn)定。 4．熟料燒成和含 SO2窯氣的凈化 配制好的生料經(jīng)雙管喂料機(jī)均勻的喂入窯內(nèi)，在窯內(nèi)經(jīng)預(yù)熱帶、分解帶、燒成帶和冷卻帶，燒制成水泥熟料，出窯熟料在冷卻機(jī)內(nèi)冷卻后，送入熟料庫(kù)儲(chǔ)存。 湖南湘福新型建材有限公司 10 104t/a 硬石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn) 15 104t/a 水泥項(xiàng)目 南京金陵石化工程有限責(zé)任公司 南京市鎖金村 68 號(hào) 32 5．水泥制成 按照生產(chǎn)水泥的品種要求，水泥中可摻入爐渣或其他混合材料，混合材與緩凝劑二水石膏經(jīng)破碎在各自庫(kù)內(nèi)儲(chǔ)存。根據(jù)需要設(shè)庫(kù)側(cè)散裝機(jī)，也可散裝出廠。 3. 以往設(shè)計(jì)窯氣沒有經(jīng)過高效的除塵就進(jìn)入硫酸裝置，含塵濃度大增加了硫酸裝置凈化系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，根據(jù)遵化、萊西廠的經(jīng)驗(yàn)使用高壓靜電收塵器后可以解決，而且運(yùn)行情況良好。 6. 為了改善石膏原料生產(chǎn)水泥的性能，適應(yīng)粉磨高 C2S 含量熟料的特性，本設(shè)計(jì)采用了開流高細(xì)高產(chǎn)磨，粉磨硅酸鹽水泥或粉磨普通硅酸鹽水泥，比面積可達(dá)到 400～ 550m2/kg，在保持水泥強(qiáng)度不變時(shí)，可多摻混合材，提高水泥產(chǎn)量降低生產(chǎn)成本?？朔耸褂昧⒐芨邏红o電收塵器清灰振打時(shí)造成二次揚(yáng)塵的缺陷。設(shè)備儀器及各項(xiàng)設(shè)施符合水泥企業(yè)質(zhì)量管理規(guī)程的要求。 IM 177。燒成工段設(shè)置集中 控制室和儀表盤，生產(chǎn)崗位設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)顯示表。全部?jī)x表以國(guó)產(chǎn)優(yōu)質(zhì)表為主選。 O2含量檢測(cè)采用氧化鋯分析儀。鑒于本項(xiàng)目湘福石膏礦硬石膏基本不含一般磷石膏中所含有的氟、砷等有害雜質(zhì)，且窯氣中 SO3氣體含量相對(duì)于一般硫鐵礦制酸爐氣中 SO3含量低得多。 工藝流程說明 〈 1〉 凈化工序 窯氣經(jīng)干法除塵凈化后進(jìn)入制酸裝置凈化工序進(jìn)行濕法凈化。 〈 2〉 干吸工序 從凈化工段來的窯氣進(jìn)入干燥塔，干燥后的窯氣再經(jīng)絲網(wǎng)除沫器除沫。成品酸定期經(jīng)濃酸低位槽，用低位槽泵送入成品酸儲(chǔ)罐。再用一吸塔酸循環(huán)泵經(jīng)一吸塔陽(yáng)極保護(hù)酸冷器冷卻后送入第一吸 收塔。再用二吸塔酸循環(huán)泵往二吸塔酸冷卻器冷卻后打入第二吸收塔，如此進(jìn)行循環(huán)。經(jīng)第一次吸收 SO3后，氣體再經(jīng)過第Ⅳ a、Ⅳ b 換熱器和第Ⅱ換熱器的管外，再次被加熱到 410℃進(jìn)入轉(zhuǎn)化器第四段觸媒層。 為轉(zhuǎn)化器觸媒層升溫在第一和第四段入口處均設(shè)置了電加熱器。在硫酸的生產(chǎn)中廣泛地采用泡沫塔。 間接冷凝器：列管式，換熱管為內(nèi)六翅硬鉛管。其主要特點(diǎn)是設(shè)備阻力?。▔航担?490Pa）凈化效率高，對(duì)操作的適應(yīng)性強(qiáng)。裝填釩觸媒部分鋼殼內(nèi)襯耐火磚。 酸冷卻器：選用帶陽(yáng)極保護(hù)不銹鋼管殼式酸冷器，材料為 ss316L，此換熱器換熱效率高，結(jié)構(gòu)緊湊、簡(jiǎn)單，日常維修量小，且維修方便，無(wú)水汽污染。 電除霧器：管式結(jié)構(gòu)，沉淀極 342 管（ PVC），氣室直徑Φ 6300mm，材料為鋼、鉛。泡沫塔用于硫酸生產(chǎn)的氣體除塵，效率一般在 95%以上，且同時(shí)具有除酸湖南湘福新型建材有限公司 10 104t/a 硬石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn) 15 104t/a 水泥項(xiàng)目 南京金陵石化工程有限責(zé)任公司 南京市鎖金村 68 號(hào) 42 霧的能力，一般除霧效率在 30～ 60%?？账哂薪Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，適應(yīng)性強(qiáng)，彈性大，阻力小的特點(diǎn)，操作安全、方便，維修工作量很小。經(jīng)第四段觸媒層進(jìn)行第二次轉(zhuǎn)化后，最終轉(zhuǎn)化率達(dá) %。 〈 3〉 轉(zhuǎn)化工序 窯氣經(jīng)干燥后，含 SO2 %的氣體由二氧化硫鼓風(fēng)機(jī)壓送，經(jīng)第Ⅲ a、Ⅲ b 換熱器和第Ⅰ換熱器管外，氣體被加熱到 410℃進(jìn)入轉(zhuǎn)化器，加熱系利用第三段和第一段觸媒層的反應(yīng)熱。 自轉(zhuǎn)化工段送來的二次轉(zhuǎn)化后的轉(zhuǎn)化氣進(jìn)入第二吸收塔，第二吸收塔結(jié)構(gòu)亦同于干燥塔。 自轉(zhuǎn)化工段送來一次轉(zhuǎn)化后含 SO3的轉(zhuǎn)化氣進(jìn)入第一吸收塔。 干燥塔系填料塔，塔內(nèi)采用 93% H2SO4淋灑，與窯氣逆流接觸，吸水稀釋后，酸自塔底流入干燥塔循環(huán)槽，向循環(huán)槽中串入第一吸收塔出塔酸來維持干燥酸濃度，然后再用泵送入干燥塔陽(yáng)極保護(hù)酸冷卻 器冷卻后打入干燥塔循環(huán)使用，如此進(jìn)行循環(huán)。窯氣依次經(jīng)過洗滌塔（空塔）、泡沫塔、湖南湘福新型建材有限公司 10 104t/a 硬石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn) 15 104t/a 水泥項(xiàng)目 南京金陵石化工程有限責(zé)任公司 南京市鎖金村 68 號(hào) 39 間冷器、電除霧器，使窯氣進(jìn)一步降溫、除塵、除霧后去干吸工序。由 于湖南臨澧湘福石膏礦中三氧化硫含量高，出水泥裝置窯氣中 SO2干基含量可達(dá) 8%以上，經(jīng)補(bǔ)充空氣可保持 SO2含量 %，進(jìn)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的窯氣氧硫比（ O2/SO2）為 ，故本裝置選用兩轉(zhuǎn)兩吸工藝流程。 SO2 的轉(zhuǎn)化及 SO3 的吸收均采用一轉(zhuǎn)一吸流程。 CO 含量檢測(cè)采用紅外線氣體分析儀 。 為提高生料和水泥的配料精度，各種物料使用調(diào)速電子皮帶秤計(jì)量，通過 QCS 配料控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)配料， QCS 系統(tǒng)由調(diào)速電子皮帶秤、分析儀器和計(jì)算機(jī)組成。 7 出窯熟料 SO3 ＜ % CaS ＜ % fCaO＜ % 物理性能合格 8 入凈化窯氣 SO2＞ % CO＜ % 02＜ % 含窯尾漏風(fēng) 9 出煤磨煤粉 細(xì)度 ( )＜ 8% 水分＜ % 10 出水泥磨水泥 細(xì)度 ( )＜ 5% SO3＜ % 混合材＜ 30% 11 包裝水泥 水泥物理性能符合 GB1751999 湖南湘福新型建材有限公司 10 104t/a 硬石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn) 15 104t/a 水泥項(xiàng)目 南京金陵石化工程有限責(zé)任公司 南京市鎖金村 68 號(hào) 35 . 主要設(shè)備選型 序 號(hào) 設(shè) 備 名 稱 技 術(shù) 性 能 臺(tái) 數(shù) 年利 用率 % 裝機(jī) 容量 kw 設(shè)備 重量 t 1 錘式破碎機(jī) 破碎物料 :硬石膏 Pc88 800 800 最大進(jìn)料粒度 200mm 出料粒度 ＜ 15mm 能 力 35～ 45t/h 1 55 2 立式磨 粉 磨兼烘干生料 HR1300 入磨物料粒度 ≤ 50mm 入磨物料水分 ≤ 8% 入磨風(fēng)溫度 ≤ 300℃ 出磨細(xì)度 ≤ 7% 能力 20～ 25t/h 1 211 3 風(fēng)掃式煤磨 粉磨兼烘干煤炭 MG1725 ￠ 1700 2500 入磨物料粒度 ≤ 25mm 入磨物料水分 ≤ 8% 入磨風(fēng)溫度 ≤ 250℃ 出磨細(xì)度 ≤ 7% 能力 3～ 5t/h 1 95 4 回轉(zhuǎn)窯（帶旋風(fēng)預(yù)熱器） 燒成熟料和 SO2窯氣 ￠ 4000 75000 斜度 % 轉(zhuǎn)數(shù) ～ /分 能力 ～ 1 2 90 850 5 單筒冷卻機(jī) 冷卻熟料 ￠ 2800 28000 斜度 % 轉(zhuǎn)數(shù) /分 能力 17 t/h 1 55 115 6 細(xì)碎顎式破碎機(jī) 破碎出窯熟料 XP250 600 最大進(jìn)料粒度 210mm 出料粒度調(diào)節(jié)范圍 10～ 40 能力 7～ 22 t/h 1 22 7 高細(xì)高產(chǎn)磨 粉磨水泥 ￠ 2400 120xx 最大進(jìn)料粒度 15～ 25mm 出磨細(xì)度 3～ 8% 能力 26～ 27 t/h 1 800 115 8 固定式雙嘴包裝機(jī) 包裝 50kg水泥袋 BGY2J 單包秤量精度 +500g 300g 能力 30t/h 1 . 消耗指標(biāo)及各種物料的儲(chǔ)存量、儲(chǔ)存期 1. 消耗指標(biāo) 序號(hào) 名 稱 單 位 消耗指標(biāo) 消 耗 量 備 注 1 主要原料 硬石膏 焦炭末 砂 巖 摻合料 t/t熟料 154620t/a 10300 15460 4140 河砂 黏土、鐵粉 2 輔助材料 耐火磚 鋼 球 kg/t熟料 290t/a 13 3 燃料 燒成用煤 烘干用煤 t/t熟料 26190t/a 5400 熱 值 ＞ 25000kj/kg 4 動(dòng)力 水泥綜合電耗 熟料綜合電耗 Kwh/t水泥 Kwh/t熟料 1257 104 104 5 混合材 粉煤灰 t/t 水泥 49100 6 緩凝劑 二水石膏 T/t 水泥 6120 2. 各種物料的儲(chǔ)量、儲(chǔ)期 序號(hào) 物 料 名 稱 儲(chǔ)存方式 規(guī) 格