一种石膏生产硫酸的方法.pdf

一种石膏生产硫酸的方法，包括以下步骤：（1）将石膏粉末置于焙烧装置中，升温至700-850℃，再向培烧装置中不断通入甲烷气体与石膏进行反应，所述甲烷气体与石膏的摩尔比为1:（4-4.2）；（2）将生成的二氧化硫、二氧化碳、水蒸气的混合气体先依次通过除尘器及干燥管道，然后通入温度低于-10℃的冷凝管，剩余的混合气体通过浓度≥50wt%氢氧化钠溶液后重新通入培烧装置，二氧化硫经冷凝管液化后通入含有五氧化二矾催化剂的氧化室，于500-900℃下转化为三氧化硫，最后将生成的三氧化硫通往浓度≥75wt%的浓硫酸，以制得硫酸。本发明焙烧温度比其它用硫酸钙制备硫酸的方法的焙烧温度低，能耗低，可降低生产成本。

权利要求书一种石膏生产硫酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将石膏粉末置于焙烧装置中，升温至700‑850℃，再向培烧装置中不断通入甲烷气体与石膏进行反应，所述甲烷气体与石膏的摩尔比为1:（4‑4.2），反应25‑50min，生成二氧化硫、二氧化碳、水蒸气以及主要成分为氧化钙的固体；
（2）将步骤（1）所得的二氧化硫、二氧化碳、水蒸气的混合气体先依次通过除尘器及充满CaCl2粉末的干燥管道，以除去其中的灰尘、水蒸气，然后将混合气体通入温度低于‑10℃的冷凝管，剩余的混合气体通过浓度≥50wt%氢氧化钠溶液后重新通入步骤（1）中的培烧装置，二氧化硫经冷凝管液化后通入含有五氧化二矾催化剂的氧化室，于500‑900℃下转化为三氧化硫，最后将生成的三氧化硫通往浓度≥75wt%的浓硫酸，以制得硫酸；
（3）将步骤（1）所得主要成分为氧化钙的固体产物用于生产水泥和石灰。
根据权利要求1所述的石膏生产硫酸的方法，其特征在于，步骤（1）中，所用石膏为天然石膏或工业生产中产生的以硫酸钙为主要成分的废弃物。

说明书一种石膏生产硫酸的方法
技术领域
本发明涉及一种生产硫酸的方法，尤其是涉及一种石膏生产硫酸的方法。
背景技术
我国是一个硫资源缺乏的国家，每年的硫酸消耗量相当大。同时，我国某些工业生产中产生的含硫废弃物也严重制约着生产的发展。
我国石膏储量丰富，已探明的约1000亿吨，再加上生产磷酸等产品时的含硫废渣，更是个惊人的数据。因此，以石膏为原料制取硫酸能有效地解决我国硫资源缺乏的问题。
CN102838153A于2012年12月26日公开了一种石膏分解生产硫酸和氧化钙的方法，该方法以石膏和焦炭为原料，经预热、煅烧分解等步骤制得硫酸。其存在的缺陷是：（1）原料石膏和焦炭均为固体，固‑固反应速度相对较慢，石膏的转利率也相对较低；（2）煅烧分解温度较高，具体为900‑1250℃，能耗较高，生产成本较高；（3）为了避免副反应的发生，需控制炉内呈弱氧化气氛，操作麻烦。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种更有效，能耗较低，制造成本较低的石膏生产硫酸的方法。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种石膏生产硫酸的方法，包括以下步骤：
（1）将石膏粉末置于焙烧装置中，升温至700‑850℃，再向培烧装置中不断通入甲烷气体与石膏进行反应，所述甲烷气体与石膏的摩尔比为1:（4‑4.2），反应25‑50min，生成二氧化硫、二氧化碳、水蒸气以及主要成分为氧化钙的固体；
（2）将步骤（1）所得的二氧化硫、二氧化碳、水蒸气的混合气体先依次通过除尘器及充满CaCl2粉末的干燥管道，以除去其中的灰尘、水蒸气，然后将混合气体通入温度低于‑10℃的冷凝管，剩余的混合气体通过浓度≥50wt%氢氧化钠溶液后重新通入步骤（1）中的培烧装置，二氧化硫经冷凝管液化后通入含有五氧化二矾催化剂的氧化室，于500‑900℃下转化为三氧化硫，最后将生成的三氧化硫通往浓度≥75wt%的浓硫酸，以制得硫酸；
（3）将步骤（1）所得主要成分为氧化钙的固体产物用于生产水泥和石灰。
进一步，步骤（1）中，所用石膏可以是天然石膏(优选纯度≥98wt%的天然石膏粉末)，也可以是工业生产中产生的以硫酸钙为主要成分的废弃物。
本发明反应方程式为：
，
，
。
本发明利用甲烷气体与硫酸钙固体发生气‑固反应，反应物之间充分接触，反应易于发生，可提高硫酸钙的转化率至80%，产生在焙烧装置中的二氧化硫浓度高；同时，本发明焙烧温度比其它用硫酸钙制备硫酸的方法的焙烧温度低，能耗低，可降低生产成本。
此外，所用原料甲烷可人工合成得到，也可通过沼气池获得。反应后，不会生成污染环境的气体。甲烷是无毒气体，在少量泄漏的情况下，不会使工人中毒。
尤为重要的是，本发明可适应于工业生产中产生的以硫酸钙为主的废弃物，能在降低化工生产中废弃物污染的同时变废为宝，给企业带来经济利益。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本实施例包括以下步骤：
（1）将纯度为98.5wt%的天然石膏粉末置于焙烧装置中，升温至800℃，再向培烧装置中不断通入甲烷气体与石膏进行反应，所述甲烷气体与石膏的摩尔比为1:4.05，反应25min，生成二氧化硫、二氧化碳、水蒸气以及主要成分为氧化钙的固体；
（2）将步骤（1）所得二氧化硫、二氧化碳、水蒸气的混合气体先依次通过除尘器及充满CaCl2粉末的干燥管道，以除去其中的灰尘、水蒸气，然后将混合气体通入温度为‑15℃的冷凝管，剩余的混合气体通过浓度为55wt%氢氧化钠溶液后重新通入步骤（1）中的培烧装置，二氧化硫经冷凝管液化后通入含有五氧化二矾催化剂的氧化室，于850℃下转化为三氧化硫，最后将生成的三氧化硫通往浓度80wt%的浓硫酸，以制得硫酸；
（3）将步骤（1）所得主要成分为氧化钙的固体产物用于生产水泥和石灰。
实施例2
本实施例包括以下步骤：
（1）将工业生产中产生的以硫酸钙为主的废弃物置于焙烧装置中，升温至850℃，再向培烧装置中不断通入甲烷气体与石膏进行反应，所述甲烷气体与石膏的摩尔比为1:4.2，反应40min，生成二氧化硫、二氧化碳、水蒸气以及主要成分为氧化钙的固体；
（2）将步骤（1）所得二氧化硫、二氧化碳、水蒸气的混合气体先依次通过除尘器及充满CaCl2粉末的干燥管道，以除去其中的灰尘、水蒸气，然后将混合气体通入温度为‑20℃的冷凝管，剩余的混合气体通过浓度60wt%氢氧化钠溶液后重新通入步骤（1）中的培烧装置，二氧化硫经冷凝管液化后通入含有五氧化二矾催化剂的氧化室，于800℃下转化为三氧化硫，最后将生成的三氧化硫通往浓度为75wt%的浓硫酸，以制得硫酸；
（3）将步骤（1）所得主要成分为氧化钙的固体产物用于生产水泥和石灰。