一种石膏分解工艺及装置 本发明涉及由石膏生产硫酸并联产水泥领域，是关于石膏分解工艺的改进技术。
CN106598B专利曾公开了以600-750℃的烟道气预热烘干石膏至总水量为4-6％，尔后配料、分解、煅烧，制取二氧化硫和水泥熟料。
奥地利林茨化工厂曾提出在转窑窑尾安装了四级立筒预热器。该装置将洗涤后的磷石膏(掺加量70％)脱水烘干至含水6-8％，与经分别烘干粉磨的天然无水石膏及砂子、焦炭等配制成生料，生料经四级立筒预热器预热，物料温度为650～700℃，进入回转窑分解、煅烧。窑尾进预热器的气体温度为800～850℃，从预热器排出的气体温度为425～430℃。该预热器虽然在一定程度上降低了热能消耗，但仍存在立筒预热器换热器效率低、筒内易结皮堵塞等缺点，回转窑热利用率低，窑单位容积产量低；而且用于制酸气体中SO2浓度偏低，一般在7-9％(体积浓度)左右，只能采用一转一吸工艺，造成制硫酸系统气体处理量大、生产能力低等缺陷。
本发明的目的在于提供一种热能利用率高、工艺流程更为简化，并可制得较高浓度二氧化硫的石膏分解生产技术。
本发明所提供的用于石膏分解制取二氧化硫的装置，主要由一台分解煅烧的回转窑和一组四级旋风预热体系组成。本发明的一个主要特点是所说的四级旋风预热体系，包括三级旋风预热器和一级沸腾式预热器，所说的沸腾式预热器处在四级预热体系的第四级，物料与窑尾气体在该预热器中呈沸腾状态作对流热交换。
本发明的石膏分解制取二氧化硫的生产工艺是：新投入地石膏生料与第二级旋风预热器中排出的气体直接混合后，进入第一级旋风预热器，在此进行气、固分离，气体从顶部排出，其中含有约11-14％(干基、体积百分比)的二氧化硫、气体温度为260-400℃，被送往硫酸生产工段制取硫酸。被分离的固体物料靠重力下移，再和第三级旋风预热器排出的气体混合后，进入第二级旋风预热器中进行预热分离；同样分离后的固体物料又和第四级预热器排出的气体混合后进入第三级旋风预热器进行预热分离。由第三级旋风预热器分离后的固体物料则进入第四级预热器，与窑尾流出的热气流在预热器中呈沸腾式作对流热交换后进入回转窑中进行分解煅烧。这样经过四级预热后的固体物料的进窑温度可达到600～720℃，而窑尾排出的气体温度则由800～900℃降至260～400℃，热利用率高。
由于本发明采用了气、固直接接触式对流热交换，传质传热效率高，因此本发明对含水量10-25％的石膏可以直接配制生料，天然二水石膏，除去游离水(只含20％结晶水)的磷石膏等均不必进行烘干脱水即可应用，省略了烘干工序，可以节省投资。另外用本发明预热后的物料温度高达600-720℃，也大大节省了回转窑的燃料消耗。与现有技术相比，本发明还具有生产能力大等优点。
由于本发明回转窑尾气的SO2浓度可达到11-14％，因而在硫酸生产中可以采用两转两吸流程，总转化率可达99.5％以上，吸收率可达99.95％以上，克服了原有石膏分解制硫酸工艺中SO2浓度低的弊端。
下面再结合附图对本发明的工艺流程作进一步说明。
附图1是本发明石膏分解装置及工艺流程示意图。
附图2是本发明石膏分解与制水泥熟料装置工艺流程示意图。
图2中，含水量10-25％的石膏16，与经球磨机20粉磨的焦炭17、粘土18、铝矾土19等进入配料仓21，配制好的生料11与第二级旋风预热器排出的气体9混合后进入第一级旋风预热器1进行气固分离，从顶部排出的气体10中含有11-14％的二氧化硫(干基体积百分比)，气体温度为260-400℃，经电除尘器26，由风机27送往硫酸生产工段制取硫酸。第一级旋风预热器分离的固体物料12再和第三级旋风预热器3排出的气体8混合后进入第二级旋风预热器进行气固分离，同样分离后的固体物料13，又和第四级预热器排出的气体7混合后，进入第三级旋风预热器3进行气固分离。由第三级旋风预热器分离后的固体物料则进第四级预热器4，与窑尾流出的尾气6在预热器中呈沸腾式作对流热交换后进入回转窑5中进行分解煅烧，得到水泥熟料，经冷却机22冷却后，磨制水泥。回转窑采用煤23作燃料，经风机24、煤枪25送入窑内燃烧。
本发明的优点是很明显的，由于本发明采用了旋风式预热器，物料与气体接触进行热交换、传质传热效率高、无物料挂壁与粘结等现象，因此本发明对含水量10-25％的石膏可以直接配制生料，不必进行烘干脱水，因而可省略烘干工序，节省投资。
预热后的物料温度可以达到600-720℃，物料进窑温度高，可以减少回转窑的燃料消耗，节约了能源，而窑尾尾气经四级热交换之后，气体温度由800～900℃降至260～400℃，可以直接用于制酸，减少了热量的损失。
本发明提高了尾气中的SO2浓度达到11-14％。因而硫酸可采取两转两吸流程生产，总转化率可达99.5％以上，吸收率可达99.95％以上。所以本发明具有明显的经济效益和社会效益。
下面再用几个实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
利用含水24.53％的石膏(结晶水19.12％，吸附水5.41％)配制生料，加入本发明的四级预热器体系中，经气固换热后入窑物料温度663℃，窑尾排气温度854℃(SO2浓度12.3％，体积百分比)，经四级预热器后降至313℃，自第一级旋风预热器排出进入硫酸工段，采用两转两吸流程制取硫酸，总转化率99.61％，吸收率99.97％。
实施例2
利用含水22.19％的石膏(结晶水18.95％，吸附水3.24％)配制生料，加入本发明的四级预热器体系中，经气固换热后入窑物料温度685℃；窑尾排气温度884℃(SO2浓度13.1％，体积百分比)，经四级预热器后降至286℃，自第一级旋风预热器排出进入硫酸工段，采用两转两吸流程制取硫酸，总转化率99.72％，吸收率99.98％。