一种利用脱硫石膏与铝灰生产硫铝酸盐水泥联产硫磺的系统和方法
阅读：883发布：2023-02-28
专利汇可以提供一种利用脱硫石膏与铝灰生产硫铝酸盐水泥联产硫磺的系统和方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种利用 脱硫 石膏 与 铝 灰生产硫铝酸盐 水 泥联产硫磺的系统和方法，1)将铝灰烘干，将脱硫石膏加热脱水，使其转变为半水石膏；2)将铝灰和半水石膏按设定比例混匀后，粉磨、均化；3)将粉磨、均化后的铝灰和半水石膏的混合物进行 煅烧 ，煅烧时，向混合物中投入 煤 粉 ，进行富 氧 燃烧，得到硫铝酸盐 水泥 熟料和含二氧化硫烟气；4)硫铝酸盐 水泥熟料 与脱硫石膏按比例混合、粉磨后，得到硫铝酸盐水泥；5)含二氧化硫烟气经过除尘、催化还原，制得硫磺产品；其中，铝灰、脱硫石膏、 碳 粉的 质量 比为：33‑39：61‑66：1。，下面是一种利用脱硫石膏与铝灰生产硫铝酸盐水泥联产硫磺的系统和方法专利的具体信息内容。
1.一种利用脱硫石膏与铝灰生产硫铝酸盐水泥联产硫磺的系统，其特征在于：包括烘干器、粉磨机、回转窑、水泥粉磨机、水泥储罐、除尘器以及还原固定床，其中，铝灰和脱硫石膏经过烘干器烘干后，将铝灰、活性炭和脱硫石膏按特定比例混合后，将混合物送至粉磨机粉磨，粉磨后的混合物输送至回转窑中煅烧，并向回转窑中输送煤粉；煅烧得到的硫铝酸盐熟料与脱硫石膏按特定比例混合后，在水泥粉磨机中粉磨，得到的硫铝酸盐水泥输送至水泥储罐储存；
回转窑中煅烧得到的含有二氧化硫的气体经过除尘器除尘，输送进还原固定床中还原，得到硫磺。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述回转窑与除尘器之间连接有余热回收设备，回转窑中排放的烟气对余热回收设备中的水加热，得到的高温蒸汽通入所述烘干器中作为加热介质，冷却后的烟气进入除尘器除尘。
3.一种利用脱硫石膏与铝灰生产硫铝酸盐水泥联产硫磺的方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)将铝灰烘干，将脱硫石膏加热脱水，使其转变为半水石膏；
2)将活性炭、铝灰和半水石膏按设定比例混匀后，粉磨、均化；
3)将粉磨、均化后的铝灰和半水石膏的混合物在1250-1300℃下进行煅烧，煅烧时间为
30-60min，得到硫铝酸盐水泥熟料和含二氧化硫烟气；
4)含二氧化硫烟气经过除尘、催化还原，制得硫磺产品；
其中，铝灰、脱硫石膏、活性炭的质量比为：33-39：61-67：0.5-1。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤1)中，脱硫石膏加热脱水转变为半水脱硫石膏的温度为120-140℃。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤2)中，铝灰和半水石膏混匀后得到的生料的化学组成为：SiO2 3-10重量份；CaO 36-43重量份；Al2O3 28-40重量份；Fe2O3 1-3重量份；SO3 8-15重量份。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述生料的率值为：碱度系数Cm在0.95～
0.98之间，铝硫比P在1.05-1.22之间，铝硅比为2-3。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤3)中，煅烧时的燃料是煤粉或煤气。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤3)中，制备得到的硫铝酸盐水泥熟料以硫铝酸钙(3CaO·3Al2O3·CaSO4)、硅酸二钙(2CaO·SiO2)和铁相为主要矿物相，所占比例分别为30～50％，25～40％和0～4％。
9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤3)中，还包括利用含二氧化硫烟气对水进行加热，获得高温蒸汽的步骤，所述高温蒸汽用作对铝灰和脱硫石膏进行加热的加热介质。
10.权利要求1-9任一所述制备方法制备得到的硫铝酸盐水泥。
一种利用脱硫石膏与铝灰生产硫铝酸盐水泥联产硫磺的系统
和方法
技术领域
背景技术
[0002] 在土地资源日趋紧张、环境保护日趋重要的当今社会，中国工信部在《“十二五”大宗工业固体废物综合利用专项规划》中将来自五大行业的尾矿、煤矸石、粉煤灰、冶炼渣、副产石膏和赤泥列为大宗工业固废，将其作为处理的主要对象。其中，赤泥、铝灰、脱硫石膏是越来越受到重点关注的几种典型工业固废。
[0003] 脱硫石膏是工业生产中烟气脱硫产生的副产物，主要成分是结晶硫酸钙(CaSO4·2H2O)含水率一般在10％～20％，颜色呈淡黄色，颗粒较细，其酸碱度与天然石膏相当，硫酸钙和二水硫酸钙的质量分数一般在90％以上，天然石膏的硫酸钙和二水硫酸钙质量分数一般在70％～80％。脱硫石膏纯度较高，成分稳定，含有的主要杂质为未反应掉的氧化钙和亚硫酸钙，与天然石膏相比，主要区别在于含水率较高，粒度更微小，含水溶性盐类较多。脱硫石膏的型态受温度影响较大，脱硫石膏从135℃开始失去结晶水，到185℃脱除全部的结晶水，140℃条件下烘干的脱硫石膏主要矿物成分已由二水石膏变成了半水石膏。随着我国基础设施的不断完善，对于电力的需求不断加剧，而我国的火电发电量占总发电量的80％左右，根据近10年相应火力发电量、火力发电燃煤平均含硫量及脱硫设施平均脱硫效率，预估现有的工业副产脱硫石膏已达到6亿吨，若不能综合利用将会占用大量的土地污染环境，仅单纯堆放所需要的土地量则达到5万亩。由于含有多种危害人体健康及生物生长的有害杂质，所以在脱硫石膏堆放的同时不仅占用大量土地，浪费了宝贵的硫资源，而且会污染环境，给生态带来危害。
[0004] 铝灰是在一次和二次铝工业中所产生的一种废弃物，铝元素的含量可达30-55％，是一种可再生的资源。随着我国铝工业的快速发展，铝灰的产量也越来越多。以2012年为例，中国原铝产量约2000万吨，而每生产1吨原铝，则会产生约30千克铝灰；在二次铝工业中，我国2012年再生铝产量约480万吨，而每生产1吨再生铝，会相应产生约300千克铝灰；两者相加，2012年我国铝灰产量约达200万吨。铝灰的主要化学成分包括：Al2O3占40-60％wt，AlN占15-30％wt，金属Al占5-10％wt，另外含有部分SiO2和Na、Mg、K的盐酸盐等，含量多在10％wt以下，成分复杂，包含很多污染环境的重金属杂质。一次铝灰呈白色，二次铝灰多呈现黑灰色，铝灰渣的可磨性好，硬度不高，颗粒外观形貌很不规则，具有多种不同的形状，颗粒之间粒度不均，大小有明显差别，致使其流动性差。虽然铝灰的排放量很大，但由于成分复杂、处置困难而缺乏高效利用途径，目前多被堆积处理，一方面占用土地，污染土壤，颗粒状的粉尘也对大气造成影响，另一方面也造成了资源的浪费。
[0005] 我国几乎没有天然硫磺矿，硫磺主要从石油炼制、天然气净化中回收，以及从煤化工、化肥生产、火力发电、有色金属冶炼等行业的环保副产物获得。硫磺回收及尾气处理技术已经由单纯的环保技术发展成为兼具环保效益和经济效益的重要工艺技术。国内硫磺年产量仅为1000多万吨，而年消费量超过1000万吨，每年需从国外进口约900万吨，呈现出严重的供不应求局面。目前在国内外硫磺已不再作为石油、天然气回收的副产品，而是作为一种重要资源在流通。
[0006] 近年来，硫铝酸盐水泥成为国内外水泥行业研究发展的新方向，其水泥熟料具有生产所需要的热耗低、早期强度高、凝结时间短、极好的抗冻融性、碱度低等一系列优异性能。由于现有硫铝酸盐水泥优点显著，种类齐全，现被广泛的应用在抢修、抢建工程，冬季施工工程，抗腐蚀工程。我国应用石膏分解联产水泥和硫酸这项技术起步较晚，目前成熟的技术是将烘干后的粉状物料与其它原料配合经粉磨进入中空回转窑进行分解锻烧，窑内气氛难以控制，容易产生窑中氧含量偏高等问题，会使原料中加入的碳部分地与氧发生燃烧反应，造成石膏分解反应所需的碳不足，分解率和脱硫率降低的问题。
[0007] 同时，我国的硫资源短缺，一般是采用天然石膏矿生产硫磺，但是采用天然石膏矿生产硫磺的成本较高，化工生产中主要依靠进口硫磺，导致硫磺价格不断上涨，提高了化工生产的成本。
发明内容
[0008] 现有技术中生产硫铝酸盐水泥所用的基本原材料是石灰石、铝矾土和石膏，石灰石作为钙质原料主要是提供硫铝酸盐水泥熟料形成过程中所需要的氧化钙成分，铝矾土作为铝制原料主要提供硫铝酸盐水泥熟料形成过程中所需要的氧化铝成分；石膏作为硫质原料主要提供硫铝酸盐水泥熟料形成过程中所需要的三氧化硫成分。在实际的生产中，石灰石在850-900℃发生分解，产生CaO和CO2，CO2从废弃中逸出，由于硫铝酸盐水泥熟料在制备过程中需要用到大量的石灰石，所以会释放大量的CO2，大大加剧了环境的温室效应。
[0009] 普通的硫铝酸盐水泥在煅烧温度在1250-1300℃时，4CaO·2Si2O2·CaSO2消失，分解为α′-2CaO·SiO2和游离CaSO4，此时熟料的主要矿物为3CaO·3Al2O3·CaSO4和2CaO·SiO2，还有少量铁相和CaSO4，以及微量的MgO，普通硫铝酸盐水泥已完全形成，再继续加热至1300～1400℃时，矿物熟料无明显变化；若加热至1400℃以上3CaO·3Al2O3·CaSO4及CaSO4开始分解，产生12CaO·7Al2O3等急凝矿物，出现熔块。所以，普通硫铝酸盐水泥的煅烧温度一般为1250-1300℃，在此过程中，会有少量的CaSO4发生分解，为了避免排放的含有二氧化硫的烟气对环境造成污染，一般情况下，会将烟气中的二氧化硫进行回收，制成硫酸或硫磺。但是，由于CaSO4在1250-1300℃发生分解的很少，即烟气中的二氧化硫的浓度很小，所以只能得到很少量的硫磺或硫酸，无法进行工业化生产。如果再设置专门的装置对二氧化硫进行吸收和转化时，制备的硫磺或硫酸带来的经济效益很难弥补设置专门吸收装置所提高的成本。
[0010] 所以，发明人经过思考，提出是否可以研发一种工艺方法，使可以同时大量制备硫铝酸盐水泥熟料和硫磺或硫酸，不但可以防止二氧化碳的过度排放，加剧环境的温室效应，而且可以生产大量的硫磺或硫酸，降低硫磺或硫酸的生产成本。
[0011] 针对上述现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种利用脱硫石膏与铝灰生产硫铝酸盐水泥联产硫磺的系统和方法。该方法可以使目前应用极少、堆存严重的铝灰和脱硫石膏得到充分利用，实现了硫铝酸盐水泥和硫磺的联产。
[0012] 为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：
[0013] 一种利用脱硫石膏与铝灰生产硫铝酸盐水泥联产硫磺的系统，包括烘干器、粉磨机、回转窑、水泥粉磨机、水泥储罐、除尘器以及还原固定床，其中，铝灰和脱硫石膏经过烘干器烘干后，将铝灰、活性炭和脱硫石膏按特定比例混合后，将混合物送至粉磨机粉磨，粉磨后的混合物输送至回转窑中煅烧，并向回转窑中输送煤粉；煅烧得到的硫铝酸盐熟料与脱硫石膏按特定比例混合后，在水泥粉磨机中粉磨，得到的硫铝酸盐水泥输送至水泥储罐储存；
[0014] 回转窑中煅烧得到的含有二氧化硫的气体经过除尘器除尘，输送进还原固定床中还原，得到硫磺。
[0015] 该系统利用固体废弃物铝灰和脱硫石膏即可实现硫铝酸盐水泥和硫磺的联产，既实现了固体废弃物的处理，又制备得到一种高性能材料和硫磺，同时降低了硫磺的生产成本。
[0016] 由于采用了余热回收设备，因此在利用余热过程中对铝灰、脱硫石膏进行了预热，当脱硫石膏余热加热到200℃左右时，即形成半水石膏。这样可以节省一部分煅烧所需要的热量，节约能源。
[0017] 煅烧过程中，向回转窑中输送煤粉，煤粉可以与回转窑中的氧气反应，使回转窑的反应室中为弱氧化气氛，活性炭的加入，使脱硫石膏可以达到足够的分解率和脱硫率。
[0018] 优选的，所述回转窑与除尘器之间连接有余热回收设备，回转窑中排放的烟气对余热回收设备中的水加热，得到的高温蒸汽通入所述烘干器中作为加热介质，冷却后的烟气进入除尘器除尘。
[0019] 余热回收设备类似换热器，利用烟气中的余热对余热回收设备内的液体，如水，进行加热，得到高温蒸汽的同时，降低了烟气的温度，较低的烟气温度(不低于850℃)对后续的除尘器和还原固定床不会造成较大的损害，延长了后续设备的使用寿命。得到的高温蒸汽可以对铝灰和脱硫石膏进行加热干燥。由于需要控制将二水脱硫石膏转变为半水脱硫石膏，所以需要严格控制加热介质的温度。高温蒸汽的温度远小于烟气的温度，便于进行工艺的控制。
[0020] 一种利用脱硫石膏与铝灰生产硫铝酸盐水泥联产硫磺的方法，包括如下步骤：
[0021] 1)将铝灰烘干，将脱硫石膏加热脱水，使其转变为半水石膏；
[0022] 2)将活性炭、铝灰和半水石膏按设定比例混匀后，粉磨、均化；
[0023] 3)将粉磨、均化后的铝灰和半水石膏的混合物在1250-1300℃下进行煅烧，煅烧时间为30-60min，得到硫铝酸盐水泥熟料和含二氧化硫烟气；
[0024] 4)含二氧化硫烟气经过除尘、催化还原，制得硫磺产品；
[0025] 其中，铝灰、脱硫石膏和活性炭的质量比为：33-39：61-67：0.5-1。
[0026] 在该煅烧条件下，既可以保证煅烧得到的水泥熟料中各组分的配合满足制备硫铝酸盐水泥的要求，又能使多余的二氧化硫释放，制备较多的硫磺，使水泥和硫磺联产成为可能。
[0027] 发明人为了实现自己的设想，想到使用较多的脱硫石膏代替原有的石灰石，但是如果只采用脱硫石膏时，在回转窑中进行煅烧，CaSO4在1250-1300℃发生分解，但是仍有部分包裹在内部的脱硫石膏未发生分解，导致脱硫石膏的分解不充分，在3CaO·3Al2O3·CaSO4的形成阶段提供的CaO的量不足，影响制备得到的硫铝酸盐水泥的质量。CaSO4在1350-1400℃时才能发生较彻底的分解，可以提供大量的氧化钙，而此时也已经达到了3CaO·
3Al2O3·CaSO4的分解温度，产生杂质，无法制备硫铝酸盐水泥。
3Al2O3·CaSO4的分解温度，产生杂质，无法制备硫铝酸盐水泥。
[0028] 所以，如何使用脱硫石膏代替石灰石制备大量硫铝酸盐水泥的同时，制备大量的二氧化硫，又是一个亟需解决的问题。
[0029] 发明人经过反复试验验证，当在原料中加入活性炭时，活性炭与脱硫石膏可以在较低温度下发生氧化还原反应，且当铝灰、脱硫石膏和活性炭的质量比为：33-39：61-67：0.5-1，煅烧温度为1250-1300℃，煅烧时间为30-60min时，可以使用脱硫石膏代替生石灰来制备大量的硫铝酸盐水泥，并提供了大量的二氧化硫，为硫磺的制备提供了原料，同时还降低了能耗，降低了水泥的生产成本。
[0030] 在水泥煅烧的环节，由于没有使用石灰石作为提供钙基的原料，在与传统脱硫石膏生产水泥熟料联产硫酸时，普通硅酸盐水泥熟料中CaO含量通常为64-67％，而硫铝酸盐水泥熟料中CaO含量仅为38-48％，含钙量的差异意味着由碳酸钙煅烧所释放的CO2减少；再加上烧成温度比硅酸盐水泥低150-200℃，能耗低能进一步降低CO2排放；应用生命周期评价理论，得到单位生产水泥熟料所释放的的CO2排放量仅为常规硅酸盐水泥熟料的40％。
[0031] 此外，传统方法中添加脱硫石膏的量较少，只是利用脱硫石膏中的硫酸钙，需要外加石灰石以满足硫铝酸盐水泥的配方，但是在这种方法下，脱硫石膏的使用量较少(一般为配料总质量的5-15％)，无法充分利用堆存量丰富的脱硫石膏。本发明中脱硫石膏的用量较多(61％-67％)，在生产过程中，一部分脱硫石膏以硫酸钙的形式存在于混合物中，另一部分脱硫石膏还原分解生成氧化钙，通过合理配比，可以满足硫铝酸盐水泥的配方要求。脱硫石膏的用量较多，实现了利用大量脱硫石膏制备硫铝酸盐水泥的目的，对消化堆存的脱硫石膏起到较大的贡献。
[0032] 在脱硫石膏的煅烧过程中加入足够量的煤粉，使煤粉燃烧，可以消耗回转窑中多余的氧气，使回转窑中为弱氧化气氛，同时，活性炭的存在，保障了脱硫石膏的分解率和脱硫率。
[0033] 优选的，步骤1)中，脱硫石膏加热脱水转变为半水脱硫石膏的温度为120-140℃。
[0034] 优选的，步骤2)中，铝灰和半水石膏混匀后得到的生料的化学组成为：SiO2 3-10重量份；CaO 36-43重量份；Al2O3 28-40重量份；Fe2O3 1-3重量份；SO3 8-15重量份[0035] 进一步优选的，所述生料的率值为：碱度系数Cm在0.95～0.98，铝硫比P在1.05-1.22(由于钙源采用脱硫石膏的部分分解得到，所以铝硫比要远小于常规硫铝酸盐制备的控制率值3.86)之间，铝硅比为2-3。
[0036] 其中，
[0037]式中CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3、TiO2、SO3、SiO2分别为相应化学成分所占的重量百分比。
[0038] 优选的，步骤2)中，粉磨后的粒度小于8μm。
[0039] 目前比较公认的水泥最佳性能的颗粒级配为：3～32μm，因为3～32μm颗粒对强度增长起主要作用，特别是3～8μm颗粒对水泥性能尤为重要，含量越多，性能越好。
[0040] 优选的，步骤3)中，制备得到的硫铝酸盐水泥熟料以硫铝酸钙(3CaO·3Al2O3·CaSO4)、硅酸二钙(2CaO·SiO2)和铁相为主要矿物相，所占比例分别为30～50％，25～40％和0～4％。
[0041] 制备的硫铝酸盐水泥的后期强度持续增加，经过抗压强度试验，3天抗压强度可达53.4MPa，28天抗压强度达75.2MPa。
[0043] 优选的，步骤3)中，煤粉燃烧的过量空气系数小于1.05。
[0044] 过量空气系数是燃烧1kg燃料实际供给的空气质量与理论上完全燃烧1kg燃料所需的空气质量之比。
[0045] 优选的，步骤3)中，还包括利用含二氧化硫烟气对水进行加热，获得高温蒸汽的步骤，所述高温蒸汽用作对铝灰和脱硫石膏进行加热的加热介质。
[0046] 优选的，步骤4)中，硫铝酸盐水泥熟料与脱硫石膏的质量比为100:5。
[0047] 优选的，步骤5)中，除尘后的烟气中含尘浓度小于10g/NM3。
[0048] 对回转窑中排放的烟气进行除尘，再利用粒度为10目的活性炭固定床进行还原时，可以提高活性炭固定床的使用寿命，同时可以提高硫磺的纯度，使制备的硫磺纯度达到97％以上。
[0049] 上述制备方法制备得到的硫铝酸盐水泥。
[0051] C+SO2＝0.5S2+CO2；
[0052] 除了上述主反应外，还有很多副产物，有CO、COS、H2S、CS2等，其生成反应主要有：
[0053] CO2+C＝2CO；
[0054] CO+0.5S2＝COS；
[0055] 5SO2+H2O+7C＝5CO2+0.5S2+H2S+COS+CS2；
[0056] S2+C＝CS2。
[0057] 由于H2S，COS，CS2都是还原剂，它们都能和SO2在一定温度下反应生成单质硫，即：
[0058] 2H2S+SO2＝1.5S2+2H2O；
[0059] 2COS+SO2＝1.5S2+2CO2；
[0060] CS2+SO2＝1.5S2+CO2。
[0061] 本发明的有益技术效果为：
[0062] 本发明综合利用脱硫石膏与铝灰生产硫铝酸盐特种水泥联产硫磺的方法工艺，生产所需要的原料主要来源于电厂的脱硫产品，电解铝厂产生的废渣铝灰，以及还原剂活性炭，原料取材广泛、价格低廉。该方法不但对工业固废进行了再利用，同时生产高性能硫铝酸盐水泥熟料，生产的硫铝酸盐水泥熟料可以生产特种水泥或者常规水泥的添加剂，现被广泛的应用在抢修、抢建工程，冬季施工工程，抗腐蚀工程，在生产硫铝酸盐水泥熟料的同时，联产的硫磺可以达到高纯度的质量要求，可以用在化工、食品、医药行业中。附图说明
[0063] 图1为本发明利用脱硫石膏与铝灰生产硫铝酸盐水泥联产硫磺的方法工艺流程示意图。图2为实施例3中利用脱硫石膏与铝灰生产硫铝酸盐水泥联产硫磺的方法工艺流程示意图。
具体实施方式
[0064] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
[0065] 实施例1
[0066] 如图1所示，将铝灰、脱硫石膏分别送入烘干器内，以经过烘干后的固体物质计，脱硫石膏：61％，铝灰：38％，活性炭占1％。直接输送入中空回转窑中煅烧，煅烧温度为1280℃，煅烧时间为60分钟。产生的高温窑气经过余热回收设备，副产的高温蒸汽及热水，对原始铝灰，脱硫石膏进行间接烘干。出余热回收设备的窑气，气体温度降低到860℃，在经除尘、除湿净化、补充空气调节氧硫比并干燥后进入粒度为10目的活性炭固定床，经催化还原生成单质硫，制备的硫磺纯度达到98％，采用微波加热，将附着在活性炭固定床上的硫磺蒸发，在收集装置中冷却收集。将在回转窑产生的硫铝酸盐熟料，经过篦式冷却机冷却，使硫铝酸盐水泥熟料得以快速冷却，冷却后的烧成后的熟料主要物相为硫铝酸钙、硅酸二钙和铁相，含量分别为40％、40％和4％，属于高硅高铁型硫铝酸盐水泥。
[0067] 经水泥标准胶砂强度试验(GB/T 17671-1999)，3天和28天抗压强度分别为53.4Mpa和75.2Mpa。
[0068] 实施例2
[0069] 将铝灰、脱硫石膏分别送入烘干器内，以经过烘干后的固体物质计，脱硫石膏：66％，铝灰：33％，活性炭占1％。直接输送入中空回转窑中煅烧，煅烧温度为1250℃，煅烧时间为50分钟。产生的高温窑气经过余热回收设备，副产的高温蒸汽及热水，对原始铝灰，脱硫石膏进行间接烘干。出余热回收设备的窑气，气体温度降低到855℃，在经除尘、除湿净化、补充空气调节氧硫比并干燥后进入粒度为10目的活性炭固定床，经催化还原生成单质硫，制备的硫磺纯度达到99％，采用微波加热，将附着在活性炭固定床上的硫磺蒸发，在收集装置中冷却收集。将在回转窑产生的硫铝酸盐熟料，经过篦式冷却机冷却，使硫铝酸盐水泥熟料得以快速冷却，冷却后的烧成后的熟料主要物相为硫铝酸钙、硅酸二钙和铁相，含量分别为50％、45％和3％，属于高硅高铁型硫铝酸盐水泥。
[0070] 经水泥标准胶砂强度试验(GB/T 17671-1999)，3天和28天抗压强度分别为55.4Mpa和80.2Mpa。
[0071] 实施例3
[0072] 如图2所示，将铝灰、脱硫石膏分别送入烘干器内，以经过烘干后的固体物质计，脱硫石膏：65％，铝灰：34％，活性炭占1％。直接输送入中空回转窑中，并向回转窑中通入煤气煅烧，煅烧温度为1300℃，煅烧时间为30分钟。产生的高温窑气经过余热回收设备，副产的高温蒸汽及热水，对原始铝灰，脱硫石膏进行间接烘干。出余热回收设备的窑气，气体温度降低到860℃，在经除尘、除湿净化、补充空气调节氧硫比并干燥后进入两段式反应器，每个反应器中都装填Cu/Al2O3催化剂，并向两段式反应器中通入煤气，经催化还原生成单质硫，制备的硫磺纯度达到98％，采用微波加热，将附着在活性炭固定床上的硫磺蒸发，在收集装置中冷却收集。将在回转窑产生的硫铝酸盐熟料，经过篦式冷却机冷却，使硫铝酸盐水泥熟料得以快速冷却，冷却后的烧成后的熟料主要物相为硫铝酸钙、硅酸二钙和铁相，含量分别为50％、40％和4％，属于高硅高铁型硫铝酸盐水泥。
[0073] 经水泥标准胶砂强度试验(GB/T 17671-1999)，3天和28天抗压强度分别为53.4Mpa和75.2Mpa。
[0074] 本发明具有以下显著的特点：
[0075] (1)本发明创造的生产工艺与以往的生产硫磺联产水泥生产技术不同，本发明所制备的水泥产品属于硫铝酸盐水泥，而不是常规的硅酸盐水泥。硫铝酸盐水泥矿物成分不同于普通硅酸盐水泥，它以硫铝酸钙(3CaO·3Al2O3·CaSO4)、硅酸二钙(2CaO·SiO2)和铁相为主要矿物物相，在1250-1350℃下低温烧成，是一种早强、高强、快硬的胶凝材料，具有高抗渗、高抗冻、耐腐蚀和低碱性等优秀特性；
[0076] (2)生产具有易操作性，用石膏类原料生产硫酸并联产硅酸盐水泥时，因为不能够使熟料中含有较高的SO3，需要严格控制石膏的分解率，需要添加还原剂并控制煅烧过程为弱还原气氛，否则就会造成窑况不稳或熟料质量不合格的问题；而联产硫铝酸盐水泥时，因为熟料本身要求较高的SO3含量，所以不需要刻意控制煅烧气氛，于是生产的可操作性大大提高。
[0077] (3)由于煅烧硫铝酸盐水泥熟料所需温度为1250～1300℃之间，低于煅烧硅酸盐水泥的温度100℃，在回转窑的尾部加装余热回收利用设备，对进入窑的生料进行烘干，较大幅度的减少煤炭、电能的使用量，从而能在根本上实现节能降耗。
[0078] (4)由于在产品生产过程中的原料完全来自于工业固废，生产的原料成本较低，而制备的高性能硫铝酸盐胶凝材料市场价值较高，同时联产单质硫磺，使整个生产的产品附加值较高。
[0079] 鉴于以上多方面的技术优势，本发明利用铝灰与脱硫石膏生产特种硫铝酸盐水泥并联产硫磺，具有显著的应用价值，其实施可形成突出的经济效益和环境效益。将窑气制备成硫磺的方法可以有效解决制酸工业中较难解决的硫酸的储存和运输的问题。
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