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1、 硫磺分解磷石膏制硫酸技术四川宏达股份有限公司四川宏达股份有限公司四川大学四川大学西南科技大学西南科技大学昆明理工大学昆明理工大学郑州大学郑州大学硫磺分解磷石膏制硫酸技术 1. 课题背景3. 技术路线 4. 主要研究内容及技术关键2. 国内外现状和发展趋势5. 技术创新点6. 可行性分析8. 课题目标与考核指标9. 进度安排报告内容报告内容10.经费预算及筹措7.成果应用前景分析12.申请单位现有工作基础11. 课题组织实施方案硫磺分解磷石膏制硫酸技术 磷石膏：年排放量5500万吨（干基），累计堆存量2.5 亿吨世界累计9.5亿吨 危害： 磷氟污染地表/地下水 渣场维护费用高 无处堆存磷石膏处
2、理刻不容缓1. 1. 课题背景课题背景1.1 磷石膏处理的重要性硫磺分解磷石膏制硫酸技术 1. 1. 课题背景课题背景1.2 磷石膏处理符合国家需求n符合产业发展要求l促进磷化工产业可持续发展l保障国家粮食安全 n 国家战略层面l符合国家发展战略 l 与国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020） 、 l国家“十二五”规划纲要 l“十二五”资源综合利用指导意见 l石化协会及磷肥协会“十二五”磷石膏利用磷石膏处理符合国家需求硫磺分解磷石膏制硫酸技术 利用量：1000万吨/年利用率：不足20%主导产品：水泥缓凝剂和建筑材料等低档建材1.3 利用途径与现状1. 1. 课题背景课题背景 1%
3、磷石膏板、砖、砌块 质量不稳定，强度低，耐水性差磷石膏建材产品进一步萎缩 磷氟杂质高 煅烧能耗高 建材产品运距 脱硫石膏迫切需要寻求大量化磷石膏利用的方法硫磺分解磷石膏制硫酸技术 1.4 解决方案1. 1. 课题背景课题背景CaSO42H2O硫酸氧化钙磷石膏富含硫钙资源硫对外依存：2010年进口硫磺920万吨磷石膏中硫钙循环利用技术是实现大量化消纳的重要途径。CaSO42H2O硫磺分解磷石膏制硫酸技术 焦炭还原磷石膏制酸技术： 国外：德国、南非、奥地利 国内： “346”工程鲁北化工：掺混部分盐石膏，减少磷石膏杂质河北黎河：经济效益差，已停产四川什邡、四川银山、山东鲁西、山东莱西、沈阳化肥：已
4、停产实现产业化，规模从1万吨20万吨/年 流程长，投资大，生产成本高，企业无经济效益2. 2. 国内外现状和发展趋势国内外现状和发展趋势2.1 现有磷石膏制酸工程化流程硫磺分解磷石膏制硫酸技术 2.2 现有磷石膏制酸技术存在的问题2. 2. 国内外现状和发展趋势国内外现状和发展趋势表观现象表观现象突破低成本磷石膏制酸是实现磷钙循环利用的关键能耗高流程长 投资大操作难度大磷石膏杂质高主要原因主要原因二氧化硫浓度低分解/烧制 在同一窑内进行多数企业停工多数企业停工经济效益差分解温度高联产水泥硫磺分解磷石膏制硫酸技术 磷石膏硫化钙氧化钙残渣 降温 两段分解2.3 课题研究思路半水石膏SO2硫酸 大量
5、化消纳 低成本循环利用硫磺提浓节能钙高值2. 2. 国内外现状和发展趋势国内外现状和发展趋势CaS + 3CaSO4 = 4CaO + 4SO22S + CaSO4 = CaS + 2SO2 硫磺分解磷石膏制硫酸技术 3. 3. 技术路线技术路线课题研究内容 节能化煅烧半水石膏技术 磷石膏低温分解制高浓度 SO2技术 氧化钙残渣高值化利用技术 磷石膏分解的关键设备 磷石膏制酸过程的系统集成 及工程实施关键技术硫磺分解磷石膏制硫酸技术 4. 4. 课题主要研究内容及技术关键课题主要研究内容及技术关键研究任务研究任务详细研究内容详细研究内容1、节能化煅烧半水 石膏技术研究（1）物化特性研究； （2
6、）脱水特性及煅烧稳定性技术； （3）气流干燥加流态化煅烧合理组合技术研究； （4）热量集成及余热利用技术； （5）粉尘治理与清洁生产技术。2、硫磺低温分解磷 石膏制高浓SO2技术 研究 （1）生料配比对分解率的影响研究； （2）还原-氧化气氛对分解率及SO2浓度的影响研究； （3）硫磺循环技术； （4）杂质对分解率及SO2浓度的影响研究； （5）杂质及其它添加剂对共熔体影响及防结圈技术研究。硫磺分解磷石膏制硫酸技术 研究任务研究任务详细研究内容详细研究内容 3、氧化钙残渣的高 值化利用技术研究（1）杂质解析和调理研究； （2）石灰乳化、均质技术及多相复杂体系分离强化技术； （3）氧化钙残渣用于
7、精细磷酸钙盐的生产技术； （4）氧化钙残渣用于低温水泥的制备技术； （5）氧化钙残渣制高纯氧化钙技术； （6）氧化钙残渣制碳酸钙晶须技术。4、磷石膏制酸过程 的关键设备研究（1）分解设备的模拟计算、实验及对分解的适应性研究； （2）分解设备的热量集成技术研究； （3）流态化技术对不同杂质磷石膏分解过程的适应性研究； （4）硫磺循环利用设备的结构与材质研究。 5、磷石膏制酸过程 的系统集成及工程实 施关键技术研究（1）硫磺分解磷石膏制酸工艺的过程模拟和系统集成； （2）全流程优化的硫磺分解磷石膏制硫酸集成技术； （3）制酸过程控制分析系统与工艺软件包； （4）1万吨/年示范装置的建设与运行优化。
8、 （续表）4. 4. 课题主要研究内容及技术关键课题主要研究内容及技术关键硫磺分解磷石膏制硫酸技术 5. 5. 技术创新点技术创新点l工艺技术创新 硫磺代替焦炭：反应温度降到1100，SO2提到12%以上； 分解过程改进：两段自然划分，提高操作弹性； 硫酸工艺改进：一转一吸改为两转两吸，提效和减排SO2 。l核心设备技术创新 半水石膏煅烧设备 磷石膏分解设备l产品链创新 氧化钙残渣：代替生石灰处理酸性污水、制饲料级磷酸氢钙； 氧化钙残渣：轻质碳酸钙、碳酸钙晶须，固定CO2； 氧化钙残渣：硫铝酸盐特种水泥，减少天然石灰石开采和减排CO2 ； 为磷石膏中钙资源化利用开拓新途径，延伸磷化工产品链。硫磺分解磷石膏制硫酸技术 6. 6. 可行性分析可行性分析（1）节能化煅烧半水石膏技术：流化床干燥：传热和传质效率高，节能； 分室流化煅烧：表面游离水+部分结晶水，可行；粉体稳定性：粉体返混及结粒，可行； 粉尘监控与治理：清洁化生产，可行。（2）硫磺低温分解磷石膏制高浓度SO2技术：热力学：硫磺代焦炭分解，分解温度低约200，SO2浓度提高5%以上；动力学及分解操作过程：传统一窑完成石膏分解和水泥烧制，操作难度大， 水泥质量差；而采用两段，提高操作弹性； 前期实验研究结果：过程切实可行。6.1 6.1 技术基础技术基础 硫磺分解磷石膏制硫酸技术
