【正文】 在市場中的競爭力。據(jù)了解，我國磷石膏制水泥由于早期強(qiáng)度差，多用于一般小型民宅和道路建設(shè)，重點(diǎn)工程都不用。國外資料介紹用作原料的石膏中 P2O5含量不能超過 ％，否則會影響水泥質(zhì)量，而國內(nèi)普遍以磷石膏 W(P2O5)≤ ％為指標(biāo)。 C3S水化作用快，幾小時就能凝結(jié)硬化，強(qiáng)度 的絕對值和增進(jìn)率均很高。為了提高除塵效率，只得加大凈化水量。如： C廠因大量粉塵進(jìn)入電除霧器， CaSO4和 CaSO4而 SO3也會影響氨法吸收操作和亞硫酸銨的質(zhì)量。原因是 :①進(jìn)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)制酸氣的 02／ SO2值較低 ；②窯氣中的 CO會降低 SO2的轉(zhuǎn)化率。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的 21％ ,窯氣顯熱占燒成熱耗的27％，回轉(zhuǎn)窯的熱效率僅為 42％～ 45％。 （ 2）熱利用率不理想，能耗高，窯的生產(chǎn) 強(qiáng)度低，既增加基建投資，又影響經(jīng)濟(jì)效 益。該公司“四六”工程主要技術(shù)負(fù)責(zé)人（現(xiàn)公司化建廠廠長）具有較豐富的開車經(jīng)驗，他表示可提供開車技術(shù) 服務(wù)。經(jīng)了解，承擔(dān)“四六”工程水泥部分設(shè)計的幾個主要工藝負(fù)責(zé)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。六”工程裝置中水泥部分設(shè)計由山東建材工業(yè)設(shè)計院承擔(dān)；硫酸部分設(shè)計由南化公司設(shè)計院承 18 擔(dān)。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(jì)效益，另外 3套經(jīng)濟(jì)益較差。 表 28 工程投資主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 17 注：山東建材工業(yè)設(shè)計院提供 由表 28可見兩廠“四六”工程竣工造價都接近 1億元人民幣。 h 入窯 原料 波蘭維佐夫廠 φ 1216 僵燒 磷石膏 德國考斯維希廠 φ 80 25 8 1398 硬石膏 奧地利林茨廠 φ 90 1658 僵燒 15 磷石膏 德國沃爾芬廠 φ 70 13 909 僵燒石膏 南非 phalabara φ 107 僵燒 磷石膏 英國華愛脫海汶 φ 70 980 僵燒石膏 英國汶尼斯 φ 110 1100 僵燒石膏 “四六”工程 φ 88 6 1131 半水磷 石膏 云南磷肥廠 φ 120 1011 僵燒 磷石膏 表 26 青島東方化工公司窯尾出口窯氣成份 成 份 W% SO2 ～ SO3 ～ CO ～ CO2 17～ 19 O2 ～ N2 ～ NOX ～ CnHm 微 F 50100g/Nm3 塵 ～ 200g/Nm3 注：窯氣量： 32137～ 43251Nm3/h(干 ) 表 27 不同石膏原料窯尾出口窯氣 SO O2濃度 生產(chǎn)廠 原料（ W） % 窯尾出口窯氣 SO2濃度 W% O2濃度 W% 16 波蘭維佐夫廠 硬石膏 SO3＞ 89 ＜ 德國考斯維希廠 硬石膏 SO3＞ 910 奧地利林茨廠 僵燒磷石膏 SO3 55 9 魯北化工總廠 磷石膏和鹽石膏 SO3 棗莊磷肥廠 天然石膏 SO3 78 青島東方化工廠 磷石膏 SO3 79 由表 26可見，我國“四六”工程煅燒回轉(zhuǎn)窯 (魯北 )的單臺產(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。不同石膏原料窯尾出口窯氣 SO O2濃度的比較見表 25。 國內(nèi)“四六”工程出口窯氣 SO2濃度一般為 79%，經(jīng)配氣后進(jìn)轉(zhuǎn)化器的窯氣 SO2濃度為 %，可以實現(xiàn)系統(tǒng)的自熱平衡， SO2轉(zhuǎn)化率為 9395%。出窯窯氣中 SO2氣濃度高于設(shè)計指 標(biāo)（山東建材工業(yè)設(shè)計院提供）?？己私Y(jié)果表明，兩套“四 H = 177。 177。 177。 表 26 青島東方廠入窯生料全分析（年平均值） 生料配料“三率一比” （ 1）青島東方化工公司 飽和系數(shù) KH = 177。一般要求揮發(fā)分≥ 25% ，灰分≤ 20％ ， 熱值≥ 250OOkJ／ kg(6OO0kcal／ kg)。焦炭中固定碳含量應(yīng)不低于 7O％ 。 1 ≤ ≤ ≤ ≤ 丙廠 ≤ 由表 24可見，各企業(yè)對入窯半水磷石原料的組成要求不 盡相同。磷石膏中 w(SiO2)應(yīng) ≤ 8％ . 魯北化工總廠磷石膏的主要化學(xué)成分見表 23。 9 少量的氟可降低 P2O5 的有害影響并使燒成溫度降低。經(jīng)了解，魯北化工總廠在硫量不夠時，采用鹽場副產(chǎn)的鹽石膏作為補(bǔ)充原料。青島東方化工廠“四六”工程主要工藝設(shè)備規(guī)格及操作條件見表 22。將磷石膏中 P205允許含量指標(biāo)提高到 1％ ，可 以大大簡化磷酸生產(chǎn)工藝。同時，半水石膏在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)進(jìn)一步煅燒，還可回收窯氣余熱，降低窯氣出口 溫度。 “四六”工程 與國外同類裝置相比的不同技術(shù)特點(diǎn) 轉(zhuǎn)窯法用磷石膏制硫酸同時生產(chǎn)水泥，與文獻(xiàn)資料上報道國外的其它生產(chǎn)工藝比較，“四六”工程裝置具有以下特點(diǎn)。這不但會使硫的回收率降低，而且 CaSO4極易與 CaO形成低熔點(diǎn)物質(zhì)，使物料饒結(jié)，造成回轉(zhuǎn)窯 結(jié)圈。需要嚴(yán)格控制配料比例和窯內(nèi)的氣氛。 燃燒氣體與石膏分解產(chǎn)生的二氧化硫一起，從窯頭排出， 經(jīng)除塵后送去生產(chǎn)硫酸。 圖 1 磷石膏制硫酸裝置示意流程圖 5 1．干燥窯 2．料斗 3．球磨機(jī) 4．回轉(zhuǎn)窯 5．冷卻滾筒 生料從窯頭進(jìn)入周轉(zhuǎn)窯，依次經(jīng)過脫水預(yù)熱，還原分解和熟料燒成等幾個階段，制成水泥熟料。潮濕的二水石膏首先 在干燥窯內(nèi)烘干并脫水， 成為半水石膏。水泥熟料是由 C3 S、 C 2S， C4AF 和 C3A 等成分構(gòu)成的 。這項新工藝目前正在我國巨化集團(tuán)試驗驗證，據(jù)報道試驗結(jié)果令人滿意，但未進(jìn)行中試，因而其經(jīng)濟(jì)可行性還不能證明。美國福陸公司和德國洪堡公也分別進(jìn)行了用五級及三級旋風(fēng)預(yù)熱器窯分解磷石膏的設(shè)計和研究，但與工業(yè)化要求相比，還有一定距離。盡管如此，國外仍有 些公司在研究和開發(fā)新技術(shù)。在 70年代，有 5個國家 (英、德、波蘭、奧 地利、南非 )， 10家工廠約 l7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。 云天化集團(tuán)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 目 錄 1 磷石膏制硫酸、水泥國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 ................... 1 國外技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r .................................................................................. 1 國內(nèi) 技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r .................................................................................. 3 2 磷石膏制硫酸、水泥“四六”工程的生產(chǎn)技術(shù)情況 ........... 3 磷石膏制硫酸、水泥的 反應(yīng)原理 ...................................................... 3 “四六”工程工藝流程 ......................................................................... 4 “四六”工程 生產(chǎn)控制要點(diǎn) ............................................................... 5 “四六”工程 與國外同類裝置相比的不同技術(shù)特點(diǎn) ................. 6 “四六”工程關(guān)鍵工藝設(shè)備選型 ...................................................... 7 磷石膏制硫酸、水泥 對原料的要求 ................................................. 8 “四六”工程生產(chǎn)運(yùn)行考核情況 .................................................... 12 “四六”工程回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)水平及出窯氣成份 ............................. 14 “四六”工程投資情況及主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) ............................. 16 “四六”工程生產(chǎn)技術(shù)的可靠性及來源 ...................................... 17 3 磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 .................... 21 磷石膏與石灰石分解制水泥過程的比較 ...................................... 21 用磷石膏制硫酸與硫鐵礦制硫酸的比較 ...................................... 22 投資效益分析 ......................................................................................... 23 對“四六”工程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價 .................................................... 26 4 磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥（或熟料）的技術(shù)發(fā)展動態(tài) .......... 27 1 5 對國內(nèi)有關(guān)機(jī)構(gòu)、單位的調(diào)研 ............................ 47 6 磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥項目對環(huán)境的影響 .................. 54 7 磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥（或熟料）產(chǎn)業(yè)化技術(shù)方案的選擇 .... 56 8 國家政策導(dǎo)向 ......................................... 60 9 云天化集團(tuán)發(fā)展磷石膏制硫酸、水泥產(chǎn)業(yè)面臨的問題 ........ 61 10 結(jié)論和建議 .......................................... 62 結(jié)論 .......................................................................................................... 62 建議 .......................................................................................................... 67 11 參考文獻(xiàn) ............................................ 67 1 1 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?fàn)顩r 在本世紀(jì)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)完成硫酸鈣的分解和水泥熟料的煅燒。后來德國倫茲化學(xué)公司與克虜伯公司聯(lián)合開發(fā) ，將中空窯改成立筒預(yù)熱器回轉(zhuǎn)窯工藝。 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)的石膏，又恢復(fù)了原有天然石膏制硫酸和水泥裝置的生產(chǎn)。原美國戴維公司 2 曾開展用園盤燒結(jié)機(jī)分解磷石膏制硫酸和石塊的設(shè)計和研究。 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)生的含硫物質(zhì)的方法（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。 。 “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)過程中排出的二水石膏為原料。經(jīng)過烘干和磨碎的原料、各種輔助材料， 按照配比的工藝要求， 混合均化， 制得符合要術(shù)的生料。從冷卻滾筒出來的熱空氣進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯， 回收其熱量。因此， 回轉(zhuǎn)窯的操作是整個生產(chǎn)過程的關(guān)鍵。 如果生料中 C／ SO3值降低 ,或者窯氣中 O2含量偏高，會使硫酸鈣的還原分解率降低，物料中殘余 CaSO4含量增高。為了保證回轉(zhuǎn)窯在適當(dāng)?shù)臍夥障抡２僮?，在窯氣出口處裝有氧自動分析 6 儀， 隨時監(jiān)控窯氣中氧含量的變化 在通常情況下，從回轉(zhuǎn)窯排出的窯氣，氧臺量控制在 %～ %。半水石膏的煅燒溫度是 180～ 20O℃， 比僵燒石膏的煅燒溫度（ 35O℃）低得多?！八牧惫こ淌?用的磷石膏中 P2O5 含量可以達(dá)到 l%,沒有引起操作困難，水泥質(zhì)量也符合國家標(biāo)準(zhǔn)。 7 “四六”工程關(guān)鍵工藝設(shè)備選型 銀山廠及什邡廠“四六”工程主要工藝設(shè)備選型見表 21。對各種物料的主要要求如下 (以青島東方化工廠提供為主 )： （ 1） 磷石膏 為使轉(zhuǎn)窯窯氣中二氧化硫達(dá)到 一 定濃度，保證硫酸裝置的正常生產(chǎn)，磷石 膏中 w(S03)不應(yīng)低于 4