本发明专利技术公开了一种磷石膏循环流化床还原焙烧综合利用工艺及装置，包括设有排渣口的循环流化床反应器所述循环流化床反应器底部设有空气入口，在密相区下部分别设有煤炭给入口、磷石膏/矿物混合料入口、循环物料入口以及二次风入口，循环流化床反应器顶部设有烟气出口，经一级旋风分离器与循环物料入口和一级流化床冷却装置连接，一级旋风分离器烟气出口与二级旋风分离器连接，二级分离器下部与一级流化床冷却装置连接，二级旋风分离器烟气出口与三级旋风分离器连接，三级旋风分离器下部与二级流化床冷却装置连接，同时一级流化床冷却装置与二级流化床冷却装置连接。本发明专利技术的目的在于通过调配磷石膏/尾矿混合原料组分，可实现在850℃左右温度的还原焙烧条件下可活化将磷石膏/尾矿混合料。因此高效的焙烧技术及装置是实现磷石膏/尾矿混合原料高效清洁利用的关键。另一方面，半水石膏是一种较好的建筑材料，目前具有较好的应用市场。因此将目前的含水石膏通过烘干等工艺制成半水石膏同样可以提高磷石膏的应用价值。
【技术实现步骤摘要】
磷石膏循环流化床还原焙烧综合利用工艺及装置
本专利技术涉及磷石膏资源化利用领域，特别涉及一种磷石膏循环流化床还原焙烧工艺及装置。
技术介绍
磷石膏是磷酸生产过程中产生的固体废渣，每年的排放量巨大，排出的磷石膏占用大量土地，形成渣山，严重污染环境，因此如何对磷石膏进行资源化利用是一项亟待解决的问题。根据研究表明，磷石膏/尾矿混合原料含有多种矿物组分，经活化后可用作土壤改良肥料。通过调配磷石膏/尾矿混合原料组分，可实现在850℃左右温度的还原焙烧条件下可活化将磷石膏/尾矿混合料。因此高效的焙烧技术及装置是实现磷石膏/尾矿混合原料高效清洁利用的关键。另一方面，半水石膏是一种较好的建筑材料，目前具有较好的应用市场。因此将目前的含水石膏通过烘干等工艺制成半水石膏同样可以提高磷石膏的应用价值。
技术实现思路
为解决磷石膏资源化利用的问题，本专利技术提供一种磷石膏循环流化床还原焙烧综合利用工艺及装置，包括设有排渣口的循环流化床反应器。所述循环流化床反应器底部设有空气入口，在密相区下部分别设有煤炭给入口、磷石膏/矿物混合料入口、循环物料入口以及二次风入口，循环流化床反应器顶部设有烟气出口，经一级旋风分离器与循环物料入口和一级流化床冷却装置连接，一级旋风分离器烟气出口与二级旋风分离器连接，二级分离器下部与一级流化床冷却装置连接，二级旋风分离器烟气出口与三级旋风分离器连接，三级旋风分离器下部与二级流化床冷却装置连接，同时一级流化床冷却装置与二级流化床冷却装置连接。在本专利技术中，所述半水石膏生产装置与三级旋风分离器烟气出口连接，装置左侧顶部设有磷石膏给料器，装置右侧顶部设有烟气出口，并与四级旋风分离器连接，四级旋风分离器烟气出口与布袋除尘器连接，下部与半水石膏收集器连接，所述布袋除尘器出口与引风机及烟囱连接。本专利技术进一步提供了基于前述装置的磷石膏循环流化床还原焙烧工艺及装置，包括下述步骤：(1)将颗粒状煤料通过煤斗送入至循环流化床反应器密相区中部，煤粒径为0-5mm，一次风从炉膛底部的风室进入炉膛并与煤颗粒发生反应，反应温度在800-900℃之间，二次风有密相区上部进入炉膛，通过一二次风分级配风，炉膛下部区域为还原性气氛，炉膛上部为氧化性气氛。磷石膏/尾矿混合料通过给料装置直接送入炉膛下部，实现高温的焙烧。(2)循环流化床反应器上部出口设有一级旋风分离器，分离下来高温颗粒绝大部分通过loopseal返料装置直接送回焙烧炉实现循环焙烧以提高煤颗粒燃烧效率及原料的焙烧效果，而较小一部分则作为焙烧成品送入以及空气流化床冷却装置。一级分离后高温烟气进入二级旋风分离器，以分离所含焙烧成品颗粒，分离下来的颗粒送入一级空气流化床冷却装置。一级流化床冷却装置加热后的热空气直接送入循环流化床焙烧炉作为二次风。一级冷却后的物料颗粒送入二级流化床冷却装置冷却后作为产品送出。加热后热空气送入三级旋风分离器之前与来自二级旋风分离器的高温烟气混合，将进入三级旋风分离器的烟气温度控制在625℃左右。(3)混合后烟气进入三级旋风分离器进一步分离所含焙烧产品，分离后物料送入二级流化床冷却装置。分离后的高温烟气进入悬浮床半水石膏反应装置，与送入的磷石膏原料混合，携带磷石膏原料颗粒流动的过程中，加热磷石膏原料将所含大部分水烘干析出，形成半水石膏。(4)经过冷却的烟气携带着半水石膏颗粒进入四级旋风分离器，将所生产的大部分半水石膏颗粒分离下来，分离后的烟气(低于190℃)携带少量半水石膏颗粒进入布袋除尘器进一步分离。除尘后烟气筒烟囱排出。专利技术原理描述循环流化床反应器内部由下至上分别为还原性气氛区域和氧化性气氛区域，磷石膏在炉膛下部的还原性气氛区域被还原焙烧，在炉膛上部的氧化性气氛区域通过补充二次风进行氧化焙烧，旋风分离器将绝大部分磷石膏固体颗粒从气体中分离出来，并通过返料器重新送回炉膛进行焙烧，与新入炉的磷石膏和煤混合，形成循环流化床反应器的主回路。本专利技术的目的在于通过循环流化床反应器对磷石膏/尾矿进行还原焙烧，以实现的充分活化目的，最终用于土壤改良肥料。与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果：焙烧反应气氛及温度分布调节控制方便。循环流化床还原焙烧过程气固两相混合剧烈，传热传质过程速度快。通过旋风分离器和返料器回送，能够提高物料在反应器内部的停留时间；通过分级配风措施，可控制反应器不同区域的反应气氛，保证焙烧效果。燃料适应性广，循环流化床反应器既可燃用优质煤,也可燃用各种劣质燃料,如高灰煤、高硫煤、高灰高硫煤、高水份煤、煤矸石、煤泥等，还可燃用油页岩、石油焦、尾矿、炉渣、树皮、废木头、垃圾等。循环流化床反应器的低温燃烧特性能够实现炉内脱硫。利用循环流化床焙烧产生的高温烟气生产半水石膏，充分利用余热，在实现系统高热效率的同时实现磷石膏综合利用。附图说明图1为本专利技术所述装置的一种实现方案的示意图。图中：给煤装置1，磷石膏/矿石给料装置2，循环流化床反应器3，Loopseal返料器4，一级旋风分离器5，二级旋风分离器6，风室7，一次风机8，一级流化床冷却器9，二次风机10，二级流化床冷却器11，产品收集器12，三级旋风分离器13，悬浮床半水石膏反应装置14，磷石膏给料装置15，四级旋风分离器16，半水石膏收集器17，布袋除尘器18，引风机19，烟囱20具体实施方式：下面结合附图，对本专利技术的实现形式进行描述。本专利技术的解决方案是提供一种磷石膏循环流化床还原焙烧工艺及装置，主要包括设有排渣口的循环流化床反应器3。所述循环流化床反应器3底部设有风室7，在密相区下部分别设有给煤装置1、磷石膏/矿物给料装置2，循环流化床反应器3顶部与一级旋风分离器5相连，Loopseal返料器4与循环流化床反应器3和一级流化床冷却装置9连接，一级旋风分离器5烟气出口与二级旋风分离器6连接，二级分离器6下部与一级流化床冷却装置9连接，二级旋风分离器6烟气出口与三级旋风分离器13连接，三级旋风分离器13下部与二级流化床冷却装置11连接，同时一级流化床冷却装置9与二级流化床冷却装置11连接，从二级流化床冷却器11出口的物料进入到物料收集器12中。在本专利技术中，所述半水石膏生产装置14与三级旋风分离器13烟气出口连接，装置左侧顶部设有磷石膏给料器15，装置右侧顶部设有烟气出口，并与四级旋风分离器16连接，四级旋风分离器16烟气出口与布袋除尘器连接18，下部与半水石膏收集器17连接，所述布袋除尘器18出口与引风机19及烟囱20连接。基于本专利技术所述装置的磷石膏循环流化床还原焙烧工艺及装置，包括下列步骤：(1)将颗粒状煤料通过给煤装置1送入至循环流化床反应器3密相区中部，煤粒径为0-5mm，一次风从炉膛底部的风室7进入炉膛并与煤料发生反应，反应温度在800-900℃之间，二次风通过二次风机10由密相区上部进入炉膛，通过一二次风分级配风，炉膛下部区域为还原性气氛，炉膛上部为氧化性气氛。磷石膏/尾矿混合料通过给料装置2直接送入炉膛下部，实现高温本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种磷石膏循环流化床还原焙烧工艺及装置，主要包括设有排渣口的循环流化床反应器。/n所述循环流化床反应器底部设有空气入口，在密相区下部分别设有煤料入口、磷石膏/矿物混合料入口、循环物料入口以及二次风入口，循环流化床反应器顶部设有烟气出口，经一级旋风分离器与循环物料入口和一级流化床冷却装置连接，一级旋风分离器烟气出口与二级旋风分离器连接，二级分离器下部与一级流化床冷却装置连接，二级旋风分离器烟气出口与三级旋风分离器连接，三级旋风分离器下部与二级流化床冷却装置连接，同时一级流化床冷却装置与二级流化床冷却装置连接。/n所述悬浮床半水石膏生产装置与三级旋风分离器烟气出口连接，装置左侧顶部设有磷石膏给料器，装置右侧顶部设有烟气出口，并与四级旋风分离器连接，四级旋风分离器烟气出口与布袋除尘器连接，下部与半水石膏收集器连接。/n所述布袋除尘器出口与引风机及烟囱连接。/n
【技术特征摘要】
1.一种磷石膏循环流化床还原焙烧工艺及装置，主要包括设有排渣口的循环流化床反应器。
所述循环流化床反应器底部设有空气入口，在密相区下部分别设有煤料入口、磷石膏/矿物混合料入口、循环物料入口以及二次风入口，循环流化床反应器顶部设有烟气出口，经一级旋风分离器与循环物料入口和一级流化床冷却装置连接，一级旋风分离器烟气出口与二级旋风分离器连接，二级分离器下部与一级流化床冷却装置连接，二级旋风分离器烟气出口与三级旋风分离器连接，三级旋风分离器下部与二级流化床冷却装置连接，同时一级流化床冷却装置与二级流化床冷却装置连接。
所述悬浮床半水石膏生产装置与三级旋风分离器烟气出口连接，装置左侧顶部设有磷石膏给料器，装置右侧顶部设有烟气出口，并与四级旋风分离器连接，四级旋风分离器烟气出口与布袋除尘器连接，下部与半水石膏收集器连接。
所述布袋除尘器出口与引风机及烟囱连接。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：
所述循环流化床反应器的内部由下至上分为风室、密相区和稀相区，一次风入口与风室相连，煤料、磷石膏/矿石混合料入口位于密相区中部，烟气出口位于稀相区顶部。
所述循环流化床反应器的内部由下至上分为风室、密相区和稀相区；二次风入口位于密相区上部，循环物料入口位于密相区上部。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于循环流化床反应器底部设有带排渣口的锁斗。
4.根据权利要求1所述的装置，一级旋风分离器的烟气出口与二级旋风分离器相连，下部返料器与循环流化床反应器循环物料进口和一级流化床冷却装置物料进口相连。
5.根据权利要求1所述的装置，一级流化床冷却装置底部设有风室，风室与二次风机相连，物料出口与二级流化床冷却装置相连。
6.根据权利要求1所述的装置，二级旋风分离器烟气出口与三级旋风分离器相连，物料出口与一级流化床冷却装置相连。
7.根据权利要求1所述的装置，三级旋风分...
【专利技术属性】
技术研发人员：王勤辉，汤允，车建青，
申请(专利权)人：车建青，
类型：发明
国别省市：云南;53
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