【文章內(nèi)容簡介】 目定價為 1500 元 /噸（濃度 98%H2SO4）。 當?shù)匦G 水泥市場銷售價格為 300～ 320 元 /噸，本項目生產(chǎn)425 粉煤灰 硅酸鹽水泥預計價格為 300 元 /噸。 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 水泥項目 南京金陵石化工程有限責任公司 南京市鎖金村 68 號 19 第三章 產(chǎn)品方案及生產(chǎn)規(guī)模 產(chǎn)品方案 本裝置生產(chǎn) %或 98% H2SO4，產(chǎn)品符合 GB/T534— 20xx標準。 生產(chǎn)粉煤灰硅酸鹽水泥 ，產(chǎn)品質(zhì)量符合 GB175— 20xx 標準。 . 生產(chǎn)規(guī)模 年產(chǎn)硫酸 10 104 t(以 100%H2SO4計，公稱能力 )。 年產(chǎn)粉煤灰硅酸鹽水泥 15 104 t (公稱能力 ) 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 水泥項目 南京金陵石化工程有限責任公司 南京市鎖金村 68 號 20 第四章 工藝技術方案 國內(nèi)、國 外石膏制硫酸工業(yè)發(fā)展的概況 第一次世界大戰(zhàn)期間，德國硫酸生產(chǎn)所需的硫鐵礦來源中斷，不能再從西班牙進口，于是轉(zhuǎn)向利用國內(nèi)豐富的天然石膏資源生產(chǎn)硫酸。 1916 年建成了一套日產(chǎn) 40噸硫酸聯(lián)產(chǎn) 40噸水泥的工業(yè)試驗裝置，經(jīng)過三年的探索于 1918年轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)。在此基礎上，先后在德國、波蘭、奧地利和法國等地建設了 20 多套石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥的大型裝置。到 70 年代由于濕法磷酸工業(yè)的不斷發(fā)展，為處理磷石膏奧地利、英國、德國轉(zhuǎn)向用磷石膏生產(chǎn)硫酸及水泥。生產(chǎn)工藝有典型的穆勒 庫內(nèi)工藝（即干法中空回轉(zhuǎn)窯煅燒工藝）及林茨 克魯伯工 藝（即帶預熱器回轉(zhuǎn)窯煅燒工藝），最大單系列規(guī)模 350t/d 硫酸。詳見世界石膏制硫酸及水泥生產(chǎn)情況一覽表。 我國早在六十年代就進行了石膏制硫酸聯(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礦付產(chǎn)磷石膏，在φ 20m回轉(zhuǎn)窯進行了煅燒試驗 ,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、窯氣凈化等技術問題 ,得到的水泥熟料標號在 425 以上 ,窯氣中的 SO2濃度可達到 8%。在此基礎上化工部安排在云南磷肥廠建利用磷石膏生產(chǎn) 10 萬噸硫酸聯(lián)產(chǎn) 10 萬噸水泥裝置。八十年代末山東省無棣硫 酸廠（現(xiàn)魯北化工廠）在化工部和山東省化工廳支持下進行了鹽石膏、磷石膏和天然二水石膏的工業(yè)試驗，通過了有關部門的鑒定。山東省決定在棗莊嶧城磷肥廠建利用天然二水石膏生產(chǎn) 2 萬噸硫酸聯(lián)產(chǎn) 3 萬噸水泥裝置（簡稱 23工程），化工部決定在魯北化工廠建 3 萬噸磷銨利用磷石膏制 4 萬噸硫酸聯(lián)產(chǎn)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 水泥項目 南京金陵石化工程有限責任公司 南京市鎖金村 68 號 21 6 萬噸水泥示范裝置（簡稱 346 工程）。 346 工程建成后生產(chǎn)正常，取得了顯著的經(jīng)濟效益和良好的環(huán)境效益社會效益，于 1992 年通過了化工部驗收，并決定在優(yōu)秀的磷肥企業(yè)中進行擴大試點， 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 裝置能力目前已達到 萬噸硫酸 萬噸水泥，其余廠（包栝云南磷肥廠）由于市場原因已停產(chǎn)或轉(zhuǎn)產(chǎn)。棗莊 23 裝置于 1991 年建成投產(chǎn)， 1995年生產(chǎn)水泥熟料 萬噸、硫酸 萬噸 ,取得了較好的經(jīng)濟效益，后來由于外購石膏價格高硫酸銷售不暢，企業(yè)負擔過重而于 1998 年停產(chǎn)，連續(xù)生產(chǎn)六年多為天然石膏制硫酸積累了一定的經(jīng)驗和教訓 。 “八五”期間國家計委和化工部組織了磷石膏窯外分解技術的科技攻關，由魯北化工總廠、南京化工學院和山東省建材工業(yè)設計研究院聯(lián)合承擔，在完成理論研究、模型試驗的基礎上，魯北化工總廠自行完成了年產(chǎn) 20 萬噸硫酸聯(lián)產(chǎn) 30 萬噸水泥工業(yè)裝置的建設，并且通過了國家驗收。但是這套裝置并未推廣。 應該說國內(nèi)石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥的技術已經(jīng)超過了國外的水平，根據(jù)我國國情仍然具有十分現(xiàn)實的使用價值。 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 水泥項目 南京金陵石化工程有限責任公司 南京市鎖金村 68 號 22 世界石膏制硫酸及水泥生產(chǎn)情況一覽表： 序號 國 別 主要原料 硫酸生產(chǎn)能力 回轉(zhuǎn)窯臺數(shù)規(guī)格 備 注 1 西 德 無水石膏 104/a 1￠ 50m 1918年投產(chǎn) 2 東 德 無水石膏 104/a 4￠ 70m 1938年投產(chǎn) 3 東 德 無水石膏 104/a 4￠ 80m 1959年投產(chǎn) 4 英 國 無水石膏 104/a 120m 1926年投產(chǎn) 5 英 國 無水石膏 104/a 5 ￠ 70m 1952年投產(chǎn) 6 英 國 無水石膏 104/a 2 ￠ 110m 1953年投產(chǎn) 7 法 國 二水石膏 104/a 1 ￠ 60m 1938年投產(chǎn) 8 波 蘭 無水二水 104/a 2 ￠ 1951年投產(chǎn) 9 奧 地 利 無水石膏 或磷石膏 104/a 1 ￠ 1954年投產(chǎn) 10 印 度 無水石膏 104/a 1953年投產(chǎn) 11 巴基斯坦 無水石膏 104/a 1954年投產(chǎn) 12 南 非 無水石膏 或磷石膏 350t/d 1￠ 帶立筒預熱器 1972年投產(chǎn) . 石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥對原料的質(zhì)量要求 主要原料 硬石膏 用磷石膏生產(chǎn)由于其含有 P2O F等有害雜質(zhì)對 CaSO4的分解和熟料的燒成都有一定的影響，嚴重時會使 CaSO4的分解率降低，窯氣中 SO2濃度不達標 ,硫酸裝置不能正常生產(chǎn) ,因此對磷石膏的質(zhì)量有嚴格的要求。天然石膏沒有有害雜質(zhì)，應用就簡單的多，而硬石膏比二水石膏還省去了脫去 15～ 18%的結晶水的工藝環(huán)節(jié)，所以硬石膏是最好的原料。 國外一些工廠生產(chǎn)用石膏的 質(zhì)量情況如下表： 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 水泥項目 南京金陵石化工程有限責任公司 南京市鎖金村 68 號 23 工 廠 名 稱 CaSO4% SO3% MgO% 德國 woifen ～ ～ ～ 波蘭 wizob技術要求 ≥ ≥ 實際成分 英國 whitehaven 88～ 95 ～ 奧地利 Linz 根據(jù)山東棗莊 23 項目生產(chǎn)經(jīng)驗 ,石膏中的 SO3＞ 50%、 MgO＜ %就可滿足生產(chǎn)要求 ,當然 SO3含量越高越有利于生產(chǎn) ,對硫酸裝置的配套更經(jīng)濟。本項目的控制指 標為： 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 三隊地堪院提交的《湖南省臨澧縣合口礦區(qū)石膏礦詳細普查地質(zhì)報告》，本礦的蒼蒲礦段第Ⅱ礦層礦層的厚度39～ ，一般為 40m 左右，硬石膏的儲量為 萬噸，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。綜合分析本礦的硬石 膏品位符合本項目的要求。 還原劑 焦碳 焦碳作為 CaSO4的還原劑要求固定炭的含量＞ 80%，揮發(fā)分＜ 5%。為了降低生產(chǎn)費用減少生產(chǎn)工序，可選用比較純的焦碳末。為降低生產(chǎn)費用也可使用固定炭含量高揮發(fā)分小的無煙煤。 其他輔助原料 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 水泥項目 南京金陵石化工程有限責任公司 南京市鎖金村 68 號 24 與一般水泥生產(chǎn)用的原料相同，砂巖用于調(diào)節(jié)生料中 SiO2的含量，黏土、鐵粉用于調(diào)節(jié)生料中 Al2O Fe2O3 的含量?？梢岳煤由郴蚬I(yè)鍋爐排放的爐渣，要求水分＜ 5%。 配料設計窯氣成分及物料平衡表 ．配料設計要 求 為使窯氣中的 SO2濃度達到 8～ 10%（出窯干基），水泥熟料礦物組成 C3S＋ C3A 的含量接近 60%，熟料標號達到硅酸鹽 以上，并使熟料中的低熔礦物 C4AF 盡量少，以有利于 CaSO4的分解。根據(jù)石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥的生產(chǎn)經(jīng)驗，熟料的率值設計為： 石灰飽和比 KH 177。 硅 酸 率 SM 177。 鋁 氧 率 IM 177。 生料中 SO3 ＞ 42% C/SO3 177。 ．原料燃料的化學成分 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 水泥項目 南京金陵石化工程有限責任公司 南京市鎖金村 68 號 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水石膏，與磷石膏相比無結晶水的脫水熱消耗，經(jīng)計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%，本設計中采用了近幾年開發(fā)成熟的節(jié)能新技術，熟料的熱耗為 7100KJ/Kg（ 1700Kcal/Kg），煤耗為： ，煤灰分摻入量為： %。 ．原料配比及生料成分 經(jīng)配料計算各原料的配比和生料的化學成分如下： 硬石膏 % 砂 巖 % 摻合 料 % 焦 炭 % 生料的化學成分 生料率值 :石灰飽和比 KH 硅 酸 率 SM 鋁 氧 率 IM 名 稱 los Sio2 Fe2o3 Al2O3 CaO MgO SO3 ∑ C 配合生料 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 水泥項目 南京金陵石化工程有限責任公司 南京市鎖金村 68 號 26 炭 硫 比 C/SO3 . 熟料礦物組成及窯氣成分 在回轉(zhuǎn)窯煅燒正常熱工制度穩(wěn)定的條件下，熟料的礦物組成可以達到以下指標： C3S ＞ 42% C2S ＜ 28% C3A ＞ 14% C4AF ＜ % SO3 ＜ % CaS ＜ % FCaO ＜ % 水泥熟料的物理性能符合生產(chǎn) GB175— 1999硅酸鹽水泥 的技術要求。 回轉(zhuǎn)窯內(nèi) CaSO4的完全分解率＞ 96%，出窯窯氣的 SO2濃度 %(干基 )，考慮窯尾有 5～ 10%的漏風，進入制硫酸系統(tǒng)的窯氣指標為： 窯氣量 (回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)量 ) 35640 NM3/h 含水量 % 溫 度 ＜ 350℃ 壓 力 20xxPa 含塵濃度 ＜ 10g/ NM3 窯氣成分 (干基 ,含窯尾漏風 ) CO2 % SO2 % N2 % O2 % CO % SO3 % . 物料平衡表 湖南湘福新型建材有限公司