CN103966425B - 高效炼钒脱碳焙烧锅炉 - Google Patents

Abstract

一种高效炼钒脱碳焙烧锅炉，包括炉膛、炉膛水冷壁，炉膛由隔墙管进行分隔，炉膛下部安装有埋管、布风板、风帽和风室，炉膛上部烟气出口、高温分离器、过热器、省煤器、多管分离器、空气预热器、除尘器、引风机、烟囱依次连接；在炉膛下方还安装有二次焙烧器，二次焙烧器由落渣管、链条、炉排、二次焙烧器风室、热风出口、冷渣出口和炉墙组成，炉膛底端的热渣出口通过热渣管与二次焙烧器的炉排热渣进口连接连通。本发明回收率高，提高了设备效率，能大幅降低投资及运行成本，极大地节约了能源，避免了环境污染。

Description

高效炼钒脱碳焙烧锅炉

技术领域

本发明涉及锅炉冶炼技术领域，具体是指一种高效炼钒脱碳焙烧锅炉。

背景技术

含钒石煤在提炼五氧化二钒时需进行脱碳及氧化焙烧。第一道工序脱碳目的主要是燃尽含钒石煤中的碳，老式生产工艺采用露天堆烧，现在已发展到循环流化床锅炉脱碳。第二道工序氧化焙烧，目的主要是要低价钒氧化为高价钒，生成可溶性组分，老式生产工艺堆烧区浓烟滚滚，不但极大的浪费能源，而且污染环境。虽然现在许多钒厂脱碳采用循环流化床锅炉脱碳，但氧化焙烧投资大，转化率低，浪费能源。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对上述现有技术存在的问题，而提供一种高效炼钒脱碳焙烧锅炉，实现石煤型钒矿脱碳、焙烧工序在一个设备中同时进行，充分利用低热值石煤在脱碳过程中产生的热量，节约能源，避免环境污染，回收率高，提高设备效率，大幅降低投资及运行成本。

本发明采用的技术方案是：

一种高效炼钒脱碳焙烧锅炉，包括炉膛、炉膛水冷壁，炉膛由隔墙管进行分隔，炉膛下部安装有埋管、布风板、风帽和风室，炉膛上部烟气出口、高温分离器、过热器、省煤器、多管分离器、空气预热器、除尘器、引风机、烟囱依次连接；在炉膛下方还安装有二次焙烧器，二次焙烧器由落渣管、链条、炉排、二次焙烧器风室、热风出口、冷渣出口和炉墙组成，炉膛底端的热渣出口通过热渣管与二次焙烧器的炉排热渣进口连接连通，二次焙烧器底下连接安装二次焙烧器风室及冷却风入口，二次焙烧器上端的热风出口通过返料***连接连通炉膛及燃料预热器，炉排冷渣出口端连接输送带，输送带连接浸出工艺段。

上述技术方案中，炉膛一侧还安装有依次连接的燃料细粉料仓、燃料预热器和风力给料管，风力给料管与炉膛下部的炉膛密相区连接连通。

上述技术方案中，炉膛上部为炉膛稀相区，炉膛下部为炉膛密相区。

***流程：

磨机将原矿磨成一定粒度细粉后：

1、原矿细粉和冷空气经预热到一定温度后进入风力给料器再进入炉膛燃烧：

原矿细粉—燃料预热器—风力给料器--炉膛(流化床)；

冷空气—空气预热器—风室—炉膛(流化床)；

冷空气—二次焙烧器—二次风***—炉膛(流化床)。

2、烟气流程：

烟气从炉膛上部进入高温分离器—过热器—省煤器—多管分离器—空气预热器—除尘器—引风机—烟囱。

3、汽水流程：

软水—省煤器—锅筒—水冷***（埋管、水冷壁、隔墙管）—锅筒—过热器—用热设备。

4、渣流程：

热渣—二次焙烧器—浸出工序段。

本发明技术特点如下：

1、流化床燃烧。底部密相区采用低风速。有利于粒子的富积，热容量大。在密相区适当少量布置受热面（埋管）以调整平衡密相区的放热量。

2、高风温。一次风占总风量的80%，利用尾部空气预热器将空气温度加热到较高温度，有利于床料中石煤着火，床温容易稳定。运行中床温在800~950℃范围内。

3、高料温。利用烟气余热加热给料。

4、在炉膛下方增设二次焙烧器，利用炉膛底端出口的热渣进入二次焙烧器焙烧，实现石煤型钒矿的脱碳、焙烧两个工序在一个设备中同时进行，节约能源，避免环境污染，回收率高达80%，极大地提高了设备效率，大幅度降低投资及运行成本。

附图说明

图1为本发明剖面示意图。

附图标注说明：

1-炉膛稀相区，2-炉膛水冷壁，3-隔墙管，4-炉膛密相区，5-埋管，6-布风板，7-风室，8-烟气出口，9-锅筒，10-高温分离器，11-过热器，12-省煤器，13-多管分离器，14-返料器，15-空气预热器，16-二次焙烧器，17-链条炉排，18-二次焙烧器风室，19-热风出口，20-冷渣出口，21-风力给料器，22-燃料预热器，23-染料细粉料仓。

具体实施方式

参见图1，本发明的一种高效炼钒脱碳焙烧锅炉，包括炉膛、炉膛水冷壁2，炉膛由隔墙管3进行分隔，炉膛下部安装有埋管5、布风板6、风帽和风室7，炉膛上部烟气出口8、高温分离器10、过热器11、省煤器12、多管分离器13、空气预热器15、除尘器、引风机、烟囱依次连接；在炉膛下方还安装有二次焙烧器16，二次焙烧器16由落渣管、链条、炉排、二次焙烧器风室、热风出口19、冷渣出口20和炉墙组成，炉膛底端的热渣出口通过热渣管与二次焙烧器的炉排热渣进口连接连通，二次焙烧器底下连接安装二次焙烧器风室及冷却风入口，二次焙烧器上端的热风出口通过返料***连接连通炉膛及燃料预热器，炉排冷渣出口端连接输送带，输送带连接浸出工艺段。

上述技术方案中，炉膛一侧还安装有依次连接的燃料细粉料仓23、燃料预热器22和风力给料器21，风力给料器与炉膛下部的炉膛密相区连接连通。

上述技术方案中，炉膛上部为炉膛稀相区1，炉膛下部为炉膛密相区4。

焙烧是炼钒工艺中的重要工序，直接关系到金属回收率，且技术难度大，设备投资多。焙烧工艺已成为钒厂成败的关键，传统技术采用平窑、立窑或回转窑焙烧，成本较高，且生产率极低。

本发明的高效炼钒脱碳焙烧锅炉进行了一系列实验，在炉内进行脱碳、焙烧实验，焙烧转化率达80%。证明本发明锅炉内脱碳、焙烧可同步进行，即在一个设备中完成原炼钒工艺中的两个工序。

用洪江石煤型钒矿细粉在本发明的20吨高效炼钒脱碳、焙烧锅炉进行脱碳碚烧工序合一工业实验。

实验基础及根据

脱碳、焙烧均为氧化反应。

本发明的高效炼钒脱碳焙烧锅炉的脱碳、焙烧小试实验

实验原理

氧化焙烧机理

老工艺窑炉中氧化焙烧过程：

焙烧前先将脱碳后的石煤矿与原矿按一定比例配料，再经过破碎球磨至一定细度，然后制球，再在窑中焙烧，氧化过程控制温度为800～850℃，将低价钒氧化为高价钒，有利于钒的浸出。

本发明新工艺炉中脱碳氧化焙烧过程：

将原矿经过破碎球磨至一定细度，然后直接送入本发明的高效炼钒脱碳焙烧锅炉，通过适当的运行调整，使脱碳焙烧氧化反应同步进行，氧化过程控制温度为800~850℃，既达到脱碳目的又将低价钒氧化为高价钒，生成可溶性组分。

焙烧化学反应原理：

空白焙烧是依据含钒石煤特定的冶化性能决定的，当石煤中的钒主要以“钒云母”的形式存在时，并且在焙烧时无负面干扰的情况下，钒云母发生热分解和氧化反应，钒便生成可溶性组分。

脱碳原理主要是碳的氧化反应，空白焙烧有碳的氧化反应，更希望有低价钒氧化为高价钒生成可溶性组分的氧化反应。除了足够的温度，氧化性气氛是脱碳、焙烧成功的关键。而本发明锅炉很好的解决了这一问题。满足高温度，高氧化性气氛，高停留时间（高氧化反应速度）。

结论：

将设计的一台1m2高效炼钒脱碳焙烧锅炉进行实验，将细粉直接送入炉内，在炉内进行脱碳、焙烧同步进行实验，焙烧转化率达到80%，证明在高效炼钒脱碳焙烧锅炉内脱碳、焙烧可同步进行，在一个设备中成功地完成了原炼钒工艺中的两个工序。

Claims (3)

1.一种高效炼钒脱碳焙烧锅炉，其特征在于：包括炉膛、炉膛水冷壁，炉膛由隔墙管进行分隔，炉膛下部安装有埋管、布风板、风帽和风室，炉膛上部烟气出口、高温分离器、过热器、省煤器、多管分离器、空气预热器、除尘器、引风机、烟囱依次连接；在炉膛下方还安装有二次焙烧器，二次焙烧器由落渣管、链条、炉排、二次焙烧器风室、热风出口、冷渣出口和炉墙组成，炉膛底端的热渣出口通过热渣管与二次焙烧器的炉排热渣进口连接连通，二次焙烧器底下连接安装二次焙烧器风室及冷却风入口，二次焙烧器上端的热风出口通过返料***连接连通炉膛及燃料预热器，炉排冷渣出口端连接输送带，输送带连接浸出工艺段。

2.根据权利要求1所述的高效炼钒脱碳焙烧锅炉，其特征在于：炉膛一侧还安装有依次连接的燃料细粉料仓、燃料预热器和风力给料管，风力给料管与炉膛下部的炉膛密相区连接连通。

3.根据权利要求1所述的高效炼钒脱碳焙烧锅炉，其特征在于：炉膛上部为炉膛稀相区，炉膛下部为炉膛密相区。