【正文】 ≤ 砷（As）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%：≤汞（Hg）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%：≤ 鉛（Pb）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%：≤ 透明度/mm：≥ 50色度/ml：≤ 注：指標(biāo)中的“”表示該類別產(chǎn)品的技術(shù)要求中沒有此項目。 水泥水泥應(yīng)滿足GB1752007《通用硅酸鹽水泥》。第四章 工藝技術(shù)方案 工藝技術(shù)方案的比較和選擇 原料路線確定的原則和依據(jù)磷石膏是濕法磷酸生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品，主要成分為CaSO42H2O和CaSO41/2H2O,每生產(chǎn)1噸濕法磷酸（P2O5計），～。我國是磷肥生產(chǎn)和使用大國，目前我國每年磷石膏排放量已達(dá)到了5000萬噸左右，累計堆存量超過2億噸。大量磷石膏的堆存不僅占用了土地資源而且?guī)憝h(huán)保壓力和安全隱患，每年還需大量的維護(hù)處理費(fèi)用，磷石膏已成為一個世界性的難題。另一方面，我國天然石膏的開采和使用量已超過了2000多萬噸，大量地開采天然石膏又破環(huán)了生態(tài)環(huán)境。磷石膏與天然石膏相比：其主要化學(xué)成分都是硫酸鈣，只是磷石膏的磷、氟雜質(zhì)比天然石膏多1～2% 。隨著科技進(jìn)步，新技術(shù)的發(fā)展和人們認(rèn)識的深入，經(jīng)過化學(xué)處理和加工的磷石膏是完全可以替代天然石膏的，并且具有很好的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會效益。本項目處理的磷石膏來自某集團(tuán)，基于某集團(tuán)現(xiàn)有裝置年產(chǎn)150萬噸磷酸（P2O5）的生產(chǎn)率計算，年產(chǎn)磷石膏約750萬噸。本工程擬建的磷石膏制硫酸裝置為200萬噸/年，因此，本項目磷石膏的來源是有保障的。隨著項目的實(shí)施，解決了某集團(tuán)磷石膏大量排放帶來的環(huán)境問題；也可緩解我國硫資源短缺，提升磷化工行業(yè)的核心競爭力，體現(xiàn)了“減量化、再利用、資源化”循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念。 國內(nèi)外工藝技術(shù)概況我國從20世紀(jì)五十年代開始利用石膏制硫酸和水泥技術(shù)的研究工作，六十年代國家組織有關(guān)單位數(shù)百名專家聯(lián)合攻關(guān)。七十年代中期，云南磷肥廠就開始磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥項目的建設(shè)工作。經(jīng)長達(dá)10年的建設(shè)云南磷肥廠的磷石膏制酸聯(lián)產(chǎn)水泥裝置終于建成投產(chǎn)并穩(wěn)定運(yùn)行了兩年多。后因經(jīng)濟(jì)方面的原因，該裝置于九十年代初停止運(yùn)行。八十年代山東無棣硫酸廠建成天然石膏、鹽石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥（1萬噸/年）的示范裝置，國家在此基礎(chǔ)上組織推廣建設(shè)了3萬噸/年磷銨、4萬噸/年硫酸、6萬噸/年水泥多套示范裝置，但大多數(shù)也因經(jīng)濟(jì)問題停止運(yùn)行。山東魯北企業(yè)集團(tuán)總公司在總結(jié)國內(nèi)外技術(shù)的基礎(chǔ)上，一直從事石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥的研究。在“六五”期間，先后取得利用鹽石膏、磷石膏、天然石膏制硫酸與水泥攻關(guān)試驗的成功，填補(bǔ)了我國石膏制酸技術(shù)的空白，獲得國家發(fā)明專利。1990年建成投產(chǎn)了“年產(chǎn)3萬噸磷銨、副產(chǎn)磷石膏制4萬噸硫酸聯(lián)產(chǎn)6萬噸水泥”國家工業(yè)示范裝置(簡稱“三、四、六”工程)，使磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥技術(shù)實(shí)現(xiàn)了新的突破，達(dá)到長周期安全穩(wěn)定生產(chǎn)。經(jīng)過改造挖潛，“三四六”裝置達(dá)到并超過了“6萬噸磷銨、8萬噸硫酸、12萬噸水泥”的生產(chǎn)能力，進(jìn)一步證實(shí)了技術(shù)的可靠性、工藝的成熟性和顯著的經(jīng)濟(jì)效益。該技術(shù)已在全國推廣應(yīng)用，并向國外企業(yè)轉(zhuǎn)讓。為了實(shí)現(xiàn)磷銨、硫酸、水泥聯(lián)產(chǎn)裝置大型化，山東魯北企業(yè)集團(tuán)總公司于1997年5月開工建設(shè)列入我國《國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展“九五”計劃和2010年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》的“年產(chǎn)15萬噸磷銨、磷石膏制20萬噸硫酸聯(lián)產(chǎn)30萬噸水泥”國家放大示范工程（簡稱“130”工程），從而成為世界石膏制酸史上技術(shù)先進(jìn)、規(guī)模最大的聯(lián)產(chǎn)裝置。目前，在大型聯(lián)產(chǎn)裝置投產(chǎn)運(yùn)行的基礎(chǔ)上，山東魯北企業(yè)集團(tuán)總公司通過技術(shù)創(chuàng)新改造，已使“130”工程達(dá)到“年產(chǎn)30萬噸磷銨副產(chǎn)磷石膏制40萬噸硫酸聯(lián)產(chǎn)60萬噸水泥”的生產(chǎn)能力（簡稱‘’工程）。國內(nèi)石膏制硫酸與水泥的生產(chǎn)廠家見下表：表41 國內(nèi)石膏制硫酸與水泥廠家廠家起止時間臺石膏產(chǎn)量（萬噸）備注無棣198219901二水磷停無棣1脫硫6棗莊1無水、二水2停什邡1磷石膏4銀山19951磷石膏4魯北19962磷石膏20萊西19961磷石膏4魯西19961磷石膏4停重慶20081天然二水10云南19881磷石膏8停近幾年大學(xué)、云安民族大學(xué)、南京工業(yè)大學(xué)及江西南昌、湖南湘澧、湖北宜昌等廠礦企業(yè)都進(jìn)行石膏分解利用的研究，也申請了多項發(fā)明專利及成果，相信不久會有新的突破。石膏制硫酸和水泥技術(shù)的研究始于20世紀(jì)初。1916年，德國的繆勒和闊納(M252。ller K252。hne)開發(fā)天然石膏制硫酸和水泥技術(shù)，并建立了中試裝置；其后英國、法國、波蘭、南非等相繼建成了以天然石膏、硬石膏和磷石膏為原料生產(chǎn)硫酸和水泥的裝置共計20多套(奧地利1972年用磷石膏做原料生產(chǎn))，其平均生產(chǎn)能力為日產(chǎn)硫酸和水泥各160噸。進(jìn)入 70年代中期，由于西方國家硫鐵礦及硫磺資源的開發(fā)以及煉油廠副產(chǎn)硫磺的供應(yīng)，硫鐵礦和硫磺制硫酸技術(shù)的發(fā)展，以石膏為原料生產(chǎn)硫酸與水泥裝置因技術(shù)復(fù)雜、能耗高而相繼關(guān)閉停產(chǎn)。進(jìn)入八十年代，由于西方的一些磷肥廠因生產(chǎn)過程大量排放磷石膏受到堆放條件和環(huán)保條件的限制，磷石膏的綜合利用又引起人們的關(guān)注，西方發(fā)達(dá)國家及磷肥生產(chǎn)大國又開展了磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥新技術(shù)的研究工作，但至今尚無成功的報道。 工藝技術(shù)方案的的選擇由于磷石膏含有P2OF及游離酸等有害物質(zhì)，任意排放會造成一定的環(huán)境污染；設(shè)置堆場，不僅占地多、投資大、堆渣費(fèi)用高，而且對堆場的地質(zhì)條件要求高，磷石膏長期堆積會引起地表水及地下水的污染。目前磷石膏的綜合利用主要有三個途徑：（1）通過對磷石膏的預(yù)處理改性，使其能代替天然石膏應(yīng)用于水泥、石膏建材制品的生產(chǎn)中。（2）利用磷石膏生產(chǎn)硫酸用以彌補(bǔ)我國硫資源的不足。（3）作土壤改良劑及肥料。我國硫資源匱乏，磷復(fù)肥企業(yè)主要原料硫酸（約占我國硫酸總耗量70%）的生產(chǎn)用硫磺主要依靠進(jìn)口。而磷酸生產(chǎn)過程中副產(chǎn)的磷石膏CaSO42H2O含量一般90%以上，SO3含量約40%，CaO含量約30%。因此，可利用其中的SO3制硫酸聯(lián)產(chǎn)CaO。這是一種重要的可再生資源，可大大減少硫資源的消耗，降低磷肥的生產(chǎn)成本，為實(shí)現(xiàn)我國大型磷化工企業(yè)清潔生產(chǎn)，創(chuàng)建環(huán)境友好企業(yè)提供條件。磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥工藝過程主要包括原料、燒成、制成3個工序。利用先進(jìn)的煅燒技術(shù)，采用半水烘干石膏流程、預(yù)熱器窯法分解煅燒，得到的CaO 作為水泥摻和料；SO2（～10％）氣體送至硫酸裝置，采用酸洗凈化、兩轉(zhuǎn)兩吸和尾氣洗滌工藝制取硫酸。因此，利用磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥技術(shù)涉及高濃度磷復(fù)肥生產(chǎn)及排放磷石膏廢渣的綜合治理，是一項綠色環(huán)保工程是化害為利，變廢為寶，消除了環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)了磷石膏廢渣的綜合利用和硫資源的良性循環(huán)，使經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和環(huán)境效益有機(jī)統(tǒng)一，促進(jìn)了社會和環(huán)境的和諧發(fā)展。 磷石膏制硫酸裝置工藝流程簡述 裝置組成本次新建的磷石膏制硫酸主裝置，包括下列裝置：1）原料均化工段2）烘干脫水工段3）生料制備、均化工段4）分解、煅燒工段5）窯氣凈化工段6）干吸工段7）轉(zhuǎn)化工段8）蒸汽工段 工藝流程的簡述把磷石膏與符合工藝要求的焦炭、黏土、煤等原料，按照批量要求在聯(lián)合儲庫內(nèi)進(jìn)行均化，以確保原料組分的穩(wěn)定性。磷石膏由皮帶機(jī)喂入烘干機(jī)內(nèi)，與來自熱風(fēng)機(jī)的熱煙氣接觸，使水分蒸發(fā)。石膏得到干燥、脫水，成為含水4％～6％的半水石膏。出烘干機(jī)的半水石膏經(jīng)帶式輸送機(jī)送入聯(lián)合儲庫儲存。黏土、焦炭等輔料送入輔料烘干機(jī)，使水分蒸發(fā)。烘干后隨烘干后的石膏送入聯(lián)合儲庫儲存。烘干機(jī)排出的廢氣經(jīng)旋風(fēng)除塵器、袋式除塵器進(jìn)行除塵，由排風(fēng)機(jī)達(dá)標(biāo)排放。經(jīng)旋風(fēng)除塵器、袋式除塵器收集下的石膏粉及輔料粉，由帶式輸送機(jī)隨烘干后的石膏進(jìn)入石膏儲庫。、均化工段烘干后的石膏經(jīng)儲庫庫底喂料機(jī)計量后，由螺旋輸送機(jī)、提升機(jī)、斜槽入旋風(fēng)式選粉機(jī)。石膏經(jīng)選粉后，粗粉與來自輔料儲庫經(jīng)計量后的焦炭、黏土等輔助材料一起入球磨機(jī)進(jìn)行粉碎機(jī)進(jìn)行粉磨。出磨生料經(jīng)提升機(jī)、斜槽入旋風(fēng)式選粉機(jī)，細(xì)粉作為成品經(jīng)同一輸送機(jī)、提升機(jī)、斜槽送至生料均化庫，粗粉返回磨內(nèi)再粉磨。磨尾廢氣經(jīng)旋風(fēng)收塵器和電收塵器凈化后，由風(fēng)機(jī)達(dá)標(biāo)排放，收下的粉塵經(jīng)上述輸送機(jī)等送入生料均化庫。、煅燒工段均化后的石膏生料經(jīng)倉底喂料機(jī)計量后，由提升機(jī)、螺旋輸送機(jī)送入回轉(zhuǎn)窯窯尾旋風(fēng)預(yù)熱器系統(tǒng)的第二級旋風(fēng)預(yù)熱器的排氣管內(nèi)，經(jīng)撒料板分散后被熱氣流攜帶到第一級預(yù)熱器內(nèi)進(jìn)行氣固分離，氣體由出風(fēng)管經(jīng)引風(fēng)機(jī)排出、經(jīng)電收塵器除塵、低溫?zé)崮芑厥障到y(tǒng)后進(jìn)入硫酸裝置，固體則進(jìn)入第三級預(yù)熱器的排氣管內(nèi)，經(jīng)撒料板分散后被熱氣流攜帶到第二級預(yù)熱器內(nèi)。這樣，物料依次經(jīng)過各級旋風(fēng)預(yù)熱器，最后經(jīng)第四級預(yù)熱器預(yù)熱到600～700℃后，進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)分解、煅燒。生成的CaO與輔料中的SiO2 、Al2O3 、Fe2O3等發(fā)生礦化反應(yīng)，形成水泥熟料，經(jīng)冷卻機(jī)冷卻，破碎機(jī)破碎后后送水泥熟料庫。生成的含SO2（9～11）％的窯氣自窯尾（800～900℃）進(jìn)入第四級旋風(fēng)預(yù)熱器，依次經(jīng)第三、二、一級旋風(fēng)預(yù)熱器與加入的生料逆流接觸，進(jìn)行熱交換后，自第一級旋風(fēng)預(yù)熱排出（320～400℃）由熱風(fēng)機(jī)送入電收塵器。從電除塵器出來的溫度～320℃的爐氣進(jìn)入熱管低壓蒸汽鍋爐，(G)的飽和低壓蒸汽送出界區(qū)外。同時將爐氣降溫至～200℃后送去凈化工段。來自預(yù)熱器窯尾低溫?zé)崮芑厥障到y(tǒng)～200℃、含塵≤。冷卻塔為空塔，塔內(nèi)噴淋約8％～10％的稀硫酸，窯氣在冷卻塔中經(jīng)絕熱蒸發(fā)，冷卻至63～68℃，進(jìn)入洗滌塔。洗滌塔為填料塔，％的稀硫酸噴淋洗滌，以進(jìn)一步除去窯氣中的塵、氟等渣質(zhì)。洗滌塔出口氣體（38～40℃）經(jīng)電除霧器除去酸霧后進(jìn)入干燥塔。稀酸采用板式換熱器冷卻。冷卻塔循環(huán)酸從冷卻塔酸循環(huán)泵出口引出部分稀酸經(jīng)CN過濾器除去其中的塵，清液部分回流至冷卻塔底部的稀酸循環(huán)槽，多余8～10％的稀酸經(jīng)脫吸塔脫除其中的SO2后，用稀酸輸送泵送至稀酸貯槽。脫吸的SO2氣體接至洗滌塔氣體入口管。由凈化工段來的含SO2氣體，經(jīng)補(bǔ)充一定量的空氣后進(jìn)入干燥塔，干燥塔為填料塔，塔頂噴淋～95％硫酸，以吸收氣體中的水份。，然后進(jìn)入轉(zhuǎn)化工段SO2鼓風(fēng)機(jī)。干燥塔循環(huán)酸吸收水份后流入干燥塔酸循環(huán)槽。為了維持干燥塔循環(huán)酸濃度，從二吸塔酸泵出口管串來部分硫酸，使干燥循環(huán)酸槽中酸濃度維持在～95％。再經(jīng)干燥塔酸泵、干燥塔酸冷卻器后入干燥塔循環(huán)使用。循環(huán)系統(tǒng)中多余的～95％硫酸經(jīng)SO2吹出塔脫除其中的SO2后，經(jīng)吹出塔酸循環(huán)槽流至成品酸槽。由轉(zhuǎn)化工段來的含SO3第一次轉(zhuǎn)化氣進(jìn)入一吸塔，用98％濃度的硫酸循環(huán)噴淋吸收，制得硫酸。吸收后的氣體送回轉(zhuǎn)化工段進(jìn)行第二次轉(zhuǎn)化。一吸塔循環(huán)酸流入吸收塔酸循環(huán)槽，循環(huán)酸濃度由干燥塔酸循環(huán)槽來的硫酸和補(bǔ)充工藝水來維持。循環(huán)酸經(jīng)一吸塔酸循環(huán)泵、一吸塔酸冷卻器進(jìn)入一吸塔頂部循環(huán)噴淋。由轉(zhuǎn)化工段來的含SO3的第二次轉(zhuǎn)化氣體進(jìn)入二吸塔，塔頂部用98％濃度的硫酸循環(huán)噴林吸收，吸收后尾氣送入尾氣吸收塔用氨液吸收送入排氣筒達(dá)標(biāo)排放。吸收SO3后的循環(huán)酸流入吸收塔酸循環(huán)槽。系統(tǒng)中多余的硫酸從二級塔酸冷卻器出口引出，送至酸罐。由干吸工段干燥塔來的SO2窯氣，經(jīng)SO2鼓風(fēng)機(jī)加壓后經(jīng)第Ⅲa、Ⅲb熱交換器，第Ⅰ熱交換器加熱至410～420℃后，進(jìn)入轉(zhuǎn)化器一段進(jìn)行反應(yīng)，生成SO3。一段反應(yīng)出口氣體經(jīng)第Ⅰ熱交換器換熱后降溫至450℃后進(jìn)入轉(zhuǎn)化器二段繼續(xù)反應(yīng)。二段出口氣體經(jīng)第Ⅱ熱交換器換熱后降溫至415℃后，進(jìn)入轉(zhuǎn)化器第三段繼續(xù)反應(yīng)。三段反應(yīng)轉(zhuǎn)化率可達(dá)93％。轉(zhuǎn)化器三段出口氣體經(jīng)第Ⅲb、Ⅲa熱交換器降溫至180℃后，進(jìn)入干吸工段的一吸塔進(jìn)行吸收。由干吸工段一吸塔來的氣體，經(jīng)第Ⅳa、Ⅳb熱交換器和第Ⅱ換熱器加熱至410℃，進(jìn)入轉(zhuǎn)化器四段進(jìn)行第二次轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)化器四段出口氣體經(jīng)第Ⅳa、Ⅳb熱交換器換熱降降溫至180℃后，至干吸工段二吸塔進(jìn)行第二次吸收。％，％。由脫鹽水站送來的脫鹽水經(jīng)脫鹽水加熱器加熱至～80℃左右進(jìn)鍋爐給水除氧器，在此由低壓蒸汽進(jìn)一步加熱至104℃進(jìn)行除氧，除氧水經(jīng)熱管鍋爐給水泵加壓后進(jìn)入焙燒工段熱管低壓蒸汽鍋爐。排污水經(jīng)進(jìn)一步擴(kuò)容、冷卻后排入生產(chǎn)下水系統(tǒng)。 主要設(shè)備的選擇1）烘干機(jī)，現(xiàn)選用干燥能力為45～60噸/小時的回轉(zhuǎn)烘干機(jī)1臺可滿足生產(chǎn)需求。其性能性點(diǎn)為：① 烘干機(jī)抗過載能力強(qiáng)，處理量大，燃料消耗少，烘干成本低；② 采用順流烘干方式，熱空氣與濕物料由同一側(cè)進(jìn)入烘干機(jī)，可以利用高溫空氣獲得很高的蒸發(fā)強(qiáng)度，烘干機(jī)出口溫度低，熱效率高；③ 可根據(jù)不同的物料性質(zhì)改變運(yùn)行參數(shù)，使物料在烘干設(shè)備筒體內(nèi)能夠形成穩(wěn)定的全斷面料幕，質(zhì)熱交換更為充分；④ 新型給料、排料裝置，杜絕了傳統(tǒng)滾筒烘干機(jī)給料堵塞、不連續(xù)、不均勻和返料等現(xiàn)象，降低了除塵設(shè)備的負(fù)荷；⑤ 脫硫石膏烘干機(jī)實(shí)現(xiàn)了“零水平推力”，大大減少了擋托輪的磨損，筒體運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠；⑥ 脫硫石膏機(jī)采用“調(diào)心式托輪裝置”，使托輪和滾圈的配合永遠(yuǎn)呈線性接觸，從而大大降低了磨損和動力損耗；⑦ 可根據(jù)用戶要求控制產(chǎn)品水分。2）回轉(zhuǎn)煅燒窯本工程采用的回轉(zhuǎn)煅燒窯，使出窯熱尾氣在預(yù)熱器中和生料換熱，預(yù)熱后的生料再進(jìn)入窯內(nèi)繼續(xù)預(yù)熱，這樣一是回轉(zhuǎn)窯長度減少，降低了熱量損失；二是把高溫窯氣通過預(yù)熱器后降低到230～280℃，減少了熱量損失。窯氣溫度下降對下步電收塵的要求也降低。三是減少熱量損失，相對降低了燒成煤耗，窯氣中SO2濃度提高，降低硫酸裝置建設(shè)投資，并實(shí)現(xiàn)硫酸裝置兩轉(zhuǎn)兩吸工藝。因此，本項目單套年產(chǎn)25萬噸磷石膏制硫酸裝置回轉(zhuǎn)煅燒窯處理量為約1685噸/天，120m回轉(zhuǎn)煅燒窯1套，可滿足生產(chǎn)要求。3）電除塵器電除塵器由串聯(lián)布置的獨(dú)立的三電場組成。每個電場中有許多與氣體流動方向平行的板式收塵電極。收塵電極之間，懸吊等距分布的放電電極。電除塵器進(jìn)口處裝設(shè)氣流分布板，使氣流均勻分布到整個截面。電除塵器殼體為鋼板制作，外部保溫，保持殼體溫度遠(yuǎn)高于氣體露點(diǎn)溫度，以避免偶而降溫時產(chǎn)生冷凝酸腐蝕。操作參數(shù)：進(jìn)口煙氣量： 59300Nm3/h進(jìn)口煙氣溫度： 350℃