Разработка процесса получения серы и окиси кальция из фосфогипса

• Автор: Рогачев, Олег Владимирович
• Шифр специальности: 05.17.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 196 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение .
I.Литературный обзор состояния проблемы природного гипса и фосфогипса и ее решения по пути термохимической переработки .

2.Зюргоэкономический анализ и сравнение термических способов утилизации фосфогипса

2.1.Производство серной кислоты и портландцементного клинкера

2.2.Производство серной кислоты и окиси кальция .

2.3.Производство серной кислоты и карбоната кальция .

2.4.Производство серной кислоты и полуклинкера .

3. Термодинамический анализ системы СаЬОСО и СаЙОСО .

4. Экспериментальная часть

4.1.Изучение механизма термического разложения и восстановления сульфата кальция .

4.11.Методика исследования механизма восстановительного разложения СаЯОд
4.1.2.Изучение реакции СаЙОСО в диффузионном режиме
4.1.3.Изучение реакции СаС0С0 в кинетическом режиме
4.2.Измерение электропроводности СаЯС и фосфогипса
4.3.Изучение механических свойств СаБО и фосфогипса
при термообработке.
4.4.Исследование макрокинетических закономерностей восстановительного разложения гранул сульфата кальция и фосфогипса
4.4.1.Методика кинетических исследований на гранулах .
4.4.2.Разложение гранул СаЭО
4.4.3.Разложение гранул фосфогипса .
4.5.Изучение состава продуктов восстановления сульфата кальция и фосфогипса
4.5.1.Восстановительное разложение порошкообразного
4.5.2.Восстановительное разложение гранул фосфогипса .
4.6.Укрупненные испытания отдельных стадий технологического процесса
5.Обоснование выбора технологической схемы . . .
6.Расчет экономической эффективности процесса производства серы из фосфогипса
Выводы.
Список литературы


Далее следует мокрая карбонизация твердого продукта и образующийся сероводород смешивается с двуокисью серы с первой стадии конверсии и направляется в установку Клауса //. Завод был пущен в - годах,выполнил все поставки по сере и был законсервирован в году в связи с разразившимся энергетическим кризисом //. Фирма "Дорр-Оливер" разработала проект технологического процесса переработки природного гипса или ангидрита газами неполного сгорания углеводородного топлива на кислородном дутье в печи с псевдоожиженным слоем при температуре в реакторе на уровне 0°С //. Сульфат кальция практически нацело переводится в сульфид,который затем в -%-ной пульпе карбонизуется отходящими газами. Сероводород перерабатывается на серу или серную кислоту. Совсем недавно компанией "НАТРОН"(Бразилия) в промышленном масштабе опробован процесс,аналогичный разработанному "Дойче Швефель Клаус",отличающийся применением древесного угля взамен кокса или каменного угля //. В качестве твердого продукта производят мел. Основной аппарат - вращающаяся печь. Температура в печи 0-0°С,степень конверсии достигает % за 2,5 часа. В условиях низких цен на серу и ограниченном рынке сбыта для карбоната кальция процесс производства их из сульфата кальция оказывается нерентабельным,однако для развивающихся стран характерно стремление к созданию собственного,надежного и независимого источника серы. ШГ твердыми и газообразными восстановителями до сульфида кальция. В барабанной печи длиной 7 м оптимальная температура обжига шихты составила 0-0°С при соотношении углерода кокса к фосфо-гипсу С:Са^=4:б. Степень превращения в Са? В опытно-промышленной вихревой печи удалось частично восстановить ФГ до Са5 продуктами неполного сгорания природного газа. Утверждается возможность полного восстановления в промышленных печах //. Имеются разработки по получению серы из природных гипсов в сочетании с аммиачно-содовым производством //. При ввдении стадии ионного обмена // предполагалось получить из сульфида кальция соду посредством следующих реакций СаЯ + Н §§? Са(Н5)2 + 2 ЫаК 2 ЫаН? Затем раствор обрабатывается дымовыми газами с получением бикарбоната натрия и сероводорода. Образующийся СаС имеет высокую концентрацию и может быть использован в цементной промышленности. В случае отсутствия потребителя хлористого кальция он станет источником загрязнения окружающей среды. По данным разработчиков себестоимость I т серы на установке без ионообмена мощностью 0 т серы в сутки составляет долларов (в ценах конца -х годов),на установке с ионообменом долларов. Процессы,предусматривающие получение Са5 в качестве промежуточного продукта,обладают важной отличительной особенностью. Получаемые в ходе восстановления СаЗО^ до Са? ФГ. При этом количество топлива,привлекаемое дополнительно на сушку ФГ сведено к минимуму. Кроме того, получение промежуточного складируемого продукта (серы) в общей системе производства серкой кислоты из ФГ позволяет разомкнуть технологическую цепь по основному потоку,что повышает уровень надежности схемы,обеспечивает высокую устойчивость ее работы. Значительно большее развитие и распространение получили технологии с промежуточным выделением серы из сульфата кальция в виде сернистого ангидрида. В году Лунге предложил разлагать сульфат кальция непосредственно до ^ путем нагревания его вместе с глиной в шахтной печи,при этом образовывался в качестве побочного продукта цементный клинкер //. Однако требуемые для процесса температуры были слишком высокими. Основываясь на исследованиях Гофмана и Мостовича,а также на лабораторных исследованиях В. Мюллера (фирма "Фарбенфабрикен Байер" ,Германия),проведенных в году,вышеупомянутая фирма построила в Леверкузене небольшой завод с двумя вращающимися цементными печами общей мощностью т в сутки. Германии в ходе 1-й мировой войны,когда страна была отрезана от источников традиционного серного сырья. В году на заводе в Леверкузене начал работать Г. Кюне,которому удалось преодолеть возникшие технические трудности и добиться получения достаточно крепкого сернистого газа и хорошего цементного клинкера.