CN110763037A - 钒基合金回转窑生产线的尾气处理方法、尾气处理装置及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种钒基合金回转窑生产线的尾气处理方法、尾气处理装置及其应用，涉及尾气处理技术领域，钒基合金回转窑生产线的尾气处理方法，包括：依次对尾气进行温度调控、除尘和燃烧处理，其中，所述温度调控包括将尾气的温度控制在120‑480℃。该方法处理的尾气可以满足环保要求，且利于减少***建设投资及物料损失，进而利于降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及尾气处理技术领域，尤其是涉及一种钒基合金回转窑生产线的尾气处理方法、尾气处理装置及其应用。
背景技术
采用回转窑装置进行钒基合金的生产，其原料主要采用V2O5和含C的还原剂及其它的配料，这些原料经过处理、混合并压制成球，该球料在不同温度条件下其电阻率不同，依据该特性，利用物料在回转窑的运动规律，设计出满足物料进行各种物理化学反应变化过程的窑体结构及运行参数，从而生产出合格的钒基合金。用于生产钒基合金的回转窑的尾气，为含有CO、CO2、N2、水蒸气、微量的其它气体成分以及与入炉料相同的固体粉尘。目前处理钒基合金回转窑生产线的尾气的处理方法处理气体量较大且连续性较差，导致投资较大且成本较高。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钒基合金回转窑生产线的尾气处理方法，该方法处理的尾气可以满足环保要求，且利于减少***建设投资及物料损失，生产连续性好，进而利于降低成本。
本发明提供的钒基合金回转窑生产线的尾气处理方法，包括：
依次对尾气进行温度调控、除尘和燃烧处理，
其中，所述温度调控包括将尾气的温度控制在120-480℃，优选为150-400℃。
进一步地，所述温度调控包括加热和/或第一冷却，优选包括加热和第一冷却；
优选地，所述第一冷却的方式包括直接换热和/或间接换热；
优选地，所述直接换热包括将水与尾气直接接触进行换热；
优选地，所述间接换热包括以空气和/或水为换热介质对尾气进行换热；
优选地，所述加热的方式包括电加热和/或气体加热。
进一步地，采用外加燃气和助燃空气的方式进行所述燃烧；
优选地，通过布袋除尘器和/或金属膜除尘器进行所述除尘处理。
进一步地，对所述燃烧处理后的尾气进行第二冷却处理；
优选地，经过所述第二冷却处理后的尾气的温度为小于360℃。
进一步地，出现(a)和(b)情况中的至少之一时，在所述温度调控前将尾气通入事故处理通道后排空：(a)开炉初期；(b)出现故障。
一种钒基合金回转窑生产线的尾气处理装置，包括：顺次连通的温度调控装置、除尘器和燃烧器，其中，在所述温度调控装置中将尾气的温度控制在120-480℃，优选为150-400℃。
进一步地，所述温度调控装置包括加热器和冷却器；
优选地，加热器气体出口和冷却器气体进口相连通；或者，
冷却器气体出口与加热器气体进口相连通；
优选地，所述加热器包括电加热装置和/或燃烧加热装置；
优选地，所述冷却器包括间接换热器和/或直接换热器；
优选地，所述间接换热器包括列管式换热器；
优选地，所述直接换热器包括喷雾装置。
进一步地，还包括：换热器，所述换热器包括燃烧后尾气进口和换热后尾气出口，所述燃烧器包括除尘后尾气进口和燃烧后尾气出口，所述燃烧后尾气进口与所述燃烧后尾气出口相连通；
优选地，所述换热器为列管自力式水循环换热器；
优选地，所述除尘器与所述燃烧器通过风机相连通。
进一步地，还包括事故处理通道，所述事故处理通道与所述温度调控装置之间设置有切换阀。
一种前面所述的尾气处理装置在钒基合金回转窑生产线的尾气处理中的应用。
与现有技术相比，本发明至少可以取得以下有益效果：
本发明的尾气处理方法中，将尾气的温度控制在120-480℃范围内利于后续除尘，可以确保进入除尘器的尾气温度始终处于合理的范围，减少操作事故、减少尾气因温度波动必须事故排放的概率、以及对于回转窑工序的生产参数等的限制，且使得除尘时进入除尘器的尾气量大幅度减少，利于减少***建设投资及物料损失；而且先对尾气进行除尘再对除尘后的尾气进行燃烧，可以避免低温或高温状态下尾气不能进入除尘***的问题，可大幅度降低除尘器的建设资金，减少物料粉尘损失、减轻尾气的控温难度，从而减少对环境的污染及物料损失，利于整个生产线的连续生产且降低生产成本。
除尘后的尾气也可根据需要，在进入燃烧器前设置引出管道，从而对含有CO的洁净尾气不在本***燃烧，而将洁净尾气另外加以利用，如用于干燥入炉原料等。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明一个实施方式中的尾气处理装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
在本发明的一个方面，本发明提供了一种钒基合金回转窑生产线的尾气处理方法，包括：
依次对尾气进行温度调控、除尘和燃烧处理，
其中，所述温度调控包括将尾气的温度控制在120-480℃。
本发明的尾气处理方法中，将尾气的温度控制在120-480℃范围内利于后续除尘，可以确保进入除尘器的尾气温度始终处于合理的范围，减少操作事故、减少尾气因温度波动必须事故排放的概率、以及对于回转窑工序的生产参数等的限制，使整个生产线保持较好的连续生产，且使得除尘时进入除尘器的尾气量大幅度减少，利于减少***建设投资及物料损失；而且先对尾气进行除尘再对除尘后的尾气进行燃烧，可以避免低温或高温状态下尾气不能进入除尘***的问题，可大幅度降低除尘器的建设资金，减少物料粉尘损失、减轻尾气的控温难度，从而减少对环境的污染及物料损失，利于整个生产线的连续生产且降低生产成本。
需要说明的是，钒基合金回转窑生产线的尾气指的是用于生产钒基合金的回转窑的尾气，为含有CO、CO2、N2、水蒸气、微量的其它气体成分和/或与入炉料相同的固体粉尘。
在本发明的一些优选实施方式中，将尾气的温度控制在150-400℃。
在本发明的一些实施方式中，所述温度调控包括加热和/或第一冷却。由此，当尾气的温度低于120℃时通过加热的方式将其温度提高至120-480℃范围内，当尾气的温度高于480℃时通过冷却的方式将其温度降低至120-480℃范围内，以利于后续步骤的进行。
在本发明的一些优选实施方式中，所述温度调控包括加热和第一冷却。由此，通过加热和冷却相结合，可以更加准确地将尾气的温度控制在120-480℃范围内。
需要说明的是，温度调控包括加热和第一冷却时，加热和冷却的先后顺序没有限制，可以先进行加热再进行第一冷却，也可以先进行第一冷却后进行加热，具体是根据尾气的实时温度确定，保证控制在120-480℃范围内即可。
在本发明的一些实施方式中，所述第一冷却的方式包括直接换热和/或间接换热(例如当包括直接换热和间接换热时，可以为先进行直接换热后进行间接换热或者先进行间接换热后进行直接换热)；优选地，所述直接换热包括将水与尾气直接接触进行换热；优选地，所述间接换热包括以空气和/或水为换热介质对尾气进行换热。由此，冷却方式多样，冷却效果较佳。
需要说明的是，直接换热可以为向尾气中直接喷水以使得尾气降温，间接换热可以为将尾气通入间接式换热器中，利用冷却水或者空气对尾气进行冷却。
在本发明的一些实施方式中，所述加热的方式包括电加热和/或气体加热。
需要说明的是，气体加热可以为使用燃气对气体进行加热，进而利用加热后的热气体对尾气进行加热。
可以理解的是，将温度调控在120-480℃的尾气进入后续除尘处理，例如进入除尘器中进行处理，可以确保进入除尘器的尾气温度始终处于合理的范围，减少操作事故、减少尾气因温度波动必须事故排放的概率、以及对于回转窑工序的生产参数等的限制，且使得除尘时进入除尘器的尾气量大幅度减少，利于减少***建设投资及物料损失。
在本发明的一些实施方式中，采用外加燃气和助燃空气的方式进行所述燃烧。由此，保证尾气中CO全部燃烧完毕，满足安全生产及环保要求。
在本发明的一些实施方式中，通过布袋除尘器和/或金属膜除尘器进行所述除尘处理。
在本发明的一些实施方式中，对所述燃烧处理后的尾气进行第二冷却处理。由此，利于将尾气通过管道排放至一定高度的大气中。
在本发明的一些实施方式中，经过所述第二冷却处理后的尾气的温度为小于360℃。
在本发明的一些实施方式中，出现(a)和(b)情况中的至少之一时，在所述温度调控前将尾气通入事故处理通道后排空：(a)开炉初期；(b)出现故障。
需要说明的是，故障包括短时故障和需要长时间处理的故障(例如洗***故障)；在本发明的一些具体实施方式中，在开炉初期，尾气直接排入大气，等待回转窑炉内温度达到设定值后切换到尾气处理通道(需要说明的是，尾气处理通道指的是对尾气进行处理的***，包括前面所述的温度调控、除尘、燃烧处理以及第二冷却，尾气经过上述处理程序所经过的区域形成了尾气处理通道)并按照前面所述的方法对尾气进行处理；出现短时故障时，将尾气由尾气处理通道切换到事故处理通道，尾气直接排入大气，然后完成事故处理，再将尾气由事故处理通道切换到尾气处理通道；出现需要长时间处理的故障时，则将尾气由尾气处理通道切换到事故处理通道，尾气直接排入大气，同时使生产***进入停机程序。其中，事故处理通道与尾气处理通道之间通过切换阀进行切换。可以理解的是，事故处理通道可以为可使尾气排入大气的管道，而此时，回转窑将停止加热，生产线进入故障处理程序。
在本发明的另一方面，本发明提供了一种钒基合金回转窑生产线的尾气处理装置，尾气处理装置包括：顺次连通的温度调控装置、除尘器和燃烧器，其中，在所述温度调控装置中将尾气的温度控制在120-480℃，优选为150-400℃。
需要说明的是，上述温度调控装置与前面所述的温度调控相对应，所述除尘器与前面所述的除尘相对应，所述燃烧器与前面所述的燃烧相对应，在此不再过多赘述。
在本发明的一些实施方式中，所述温度调控装置包括加热器和冷却器。
需要说明的是，加热器与前面所述的加热相对应，冷却器与前面所述的第一冷却相对应。加热器与冷却器的设置方式没有限制，可以将加热器设置在除尘器与冷却器之间，也可以将冷却器设置在除尘器与加热器之间。
在本发明的一些实施方式中，所述加热器气体出口和冷却器气体进口相连通；或者，所述冷却器气体出口与加热器气体进口相连通。
需要说明的是，当加热器气体出口与冷却器气体进口相连通时，冷却器设置在加热器与除尘器之间，冷却器与除尘器相连通，尾气先经过加热器加热后经过冷却器冷却后进入除尘器；当冷却器气体出口与加热器气体进口相连通时，加热器设置在冷却器与除尘器之间，加热器与除尘器相连通，尾气先经过冷却器冷却后经过加热器加热后进入除尘器。
在本发明的一些实施方式中，加热器包括电加热装置和/或燃烧加热装置，冷却器包括间接换热器和/或直接换热器，优选地，间接换热器包括列管式换热器，直接换热器包括喷雾装置。
在本发明的一些实施方式中，除尘器包括袋式除尘器，优选地，袋式除尘器包括布袋和/或金属膜除尘器。
可以理解的是，除尘器中含有灰斗，灰斗中灰尘逐渐富集，待灰尘富集到一定量时将灰尘从灰斗中排出，例如可以在除尘器灰斗中设置料位计，待料位计高料位信号发出后，***程序自动进行均压及上下排灰阀的操作，在其中设有卸灰时间，将除尘灰排入预先准备好的容器中。
在本发明的一些实施方式中，所述除尘器与所述燃烧器通过风机相连通。由此，可以利用风机调节***压力，使得尾气可顺利进入燃烧器。
在本发明的一些实施方式中，尾气处理装置还包括：换热器，所述换热器包括燃烧后尾气进口和换热后尾气出口，所述燃烧器包括除尘后尾气进口和燃烧后尾气出口，所述燃烧后尾气进口与所述燃烧后尾气出口相连通。在本发明的一些具体实施方式中，换热器包括列管式换热器或者其他带强制循环的水冷换热装置。
需要说明的是，换热器与前面所述的第二冷却相对应，可以实现对燃烧后的尾气的冷却，便于排空。在本发明的一些实施方式中，所述换热器为列管自力式水循环换热器。
在本发明的一些实施方式中，还包括事故处理通道，所述事故处理通道与所述温度调控装置之间设置有切换阀。需要说明的是，事故处理通道与前面的描述一致，在此不再过多赘述。
可以理解的是，当开炉初期或者出现故障时，通过切换阀将尾气与事故处理通道相连通而切断与温度调控装置的连通；除了开炉初期和出现故障的情况，尾气通过切换阀与温度调控装置连通进而通过前面所述的装置对尾气进行处理，而切断与事故处理通道的连通。事故处理通道可以为与切换阀相连通的管道以便于将尾气排空，在此不再过多赘述。
在本发明的一些实施方式中，尾气处理装置还包括控制柜，用于控制风机转速、阀门开闭以及本***的自动控制等。
在本发明的一些具体实施方式中，参照图1，尾气处理装置包括：
切换阀4，在开炉初期和出现故障时，尾气通过切换阀4排入事故处理通道500进而排空；在非开炉初期和非故障时，尾气通过切换阀4经过冷却器气体进口121进入冷却器120，尾气经过冷却后从冷却器气体出口122排出，并经过加热器气体进口111进入加热器110，尾气经过加热后从加热器气体出口112排出；尾气经过冷却器和换热器的换热，使其温度准确地调控在所需温度范围内，进而利于后续除尘处理；
从加热器气体出口112排出的尾气经过除尘器进口210进入除尘器200，尾气经过除尘之后，除尘净化后的尾气从除尘器出口220排出，而灰尘经过收集之后，经过灰尘出口230排出；
除尘净化后的尾气从除尘器出口220排出后经过风机入口11进入高温调频风机1，并从风机出口12排出后经过逆止阀入口21进入逆止阀2，并从逆止阀出口22排出；助燃空气从风机入口31进入风机3，并从风机出口32排出；外加燃气、从风机出口32排出的助燃空气以及从逆止阀出口22排出的除尘净化后的尾气在进口33处混合，混合气从除尘后尾气进口310进入燃烧器300，在燃烧器300中对尾气进行燃烧处理，燃烧处理后的产物从燃烧后尾气出口320排出；
从燃烧后尾气出口320排出的产物经过燃烧后尾气进口410进入换热器400，对尾气冷却且满足排放要求之后从换热后尾气出口420排出后经过排放管道直接排入大气中。
在本发明的一些实施方式中，尾气处理装置的工作原理如下：
***启动后，切换阀置于事故处理通道，等待回转窑炉内温度达到设定值后，进入尾气处理通道。当尾气温度低于除尘器的允许的下限温度值时(例如120℃)，启动加热器对尾气进行加热，加热到大于某个设定值为止。当尾气温度高于除尘器的允许的上限温度值(例如480℃)时，启动冷却器对尾气进行降温，降温到小于某个设定值为止。尾气温度处于除尘器的允许的上下限温度区间，则不启动相关加热器及冷却器，尾气进入除尘器进行除尘，灰尘进入除尘器灰斗，除尘器灰斗料位计高料位信号发出后，***程序自动进行均压及上下排灰阀的操作，在其中设有卸灰时间，将除尘灰排入预先准备好的容器中。当尾气进入尾气处理通道时，处理***的压力靠除尘器后的高温调频风机进行调节，其压力控制范围由人工在控制柜的PLC中设定。经除尘器的尾气进入燃烧器燃烧，燃烧器采用外加燃气和助燃空气的方式进行点火并辅助燃烧，以确保尾气中CO被消耗成CO2满足环保要求。燃烧后气体进入换热器后通过排放管排入大气。
在本发明的另一方面，本发明提供了一种前面所述的尾气处理装置在钒基合金回转窑生产线的尾气处理中的应用。
下面结合具体实施例，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例
实施例1
钒基合金回转窑生产线的尾气处理方法包括：
依次对尾气进行温度调控、除尘和燃烧处理以及故障处理。
其中，所述温度调控包括依次对尾气进行冷却和加热，使进入除尘器的尾气温度被调节到120-400℃之间后进入除尘器；经过除尘器的尾气经风机进入燃烧器燃烧，燃烧尾气经过换热器降温后通过管道排入大气。出现故障时，则回转窑尾气被切换到事故排放通道而不进入尾气处理***。
实施例2
钒基合金回转窑生产线的尾气处理方法同实施例1，不同之处在于温度调控包括将尾气的温度控制在120-250℃之间。
实施例3
钒基合金回转窑生产线的尾气处理方法同实施例1，不同之处在于温度调控包括将尾气的温度控制在120℃-200℃之间。
对比例1
钒基合金回转窑生产线的尾气处理方法包括：
燃烧回转窑尾气、换热降温、除尘、排放及故障处理。
所述燃烧，即由回转窑尾气出口排出的尾气，首先进行燃烧，燃烧后尾气通过换热器降温到120℃～400℃之间进入除尘器除尘，然后通过风机及管道排入大气。出现故障时，则回转窑尾气被切换到事故排放通道而不进入尾气处理***。
对比例2
钒基合金回转窑生产线的尾气处理方法同对比例1，不同之处在于将尾气的温度控制在120℃～250℃之间。
该对比例可使温度控制的难度降低，但需使用高温布袋。
对比例3
钒基合金回转窑生产线的尾气处理方法同对比例1，不同之处在于将尾气的温度控制在120℃～200℃之间。
该对比例可使温度控制的难度进一步降低，可使用普通低温布袋袋式除尘器。
实施例1-3以及对比例1-3的尾气处理方法的投资及特点见下表1：
表1
注：投资为：万元/处理每小时百标方尾气。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种钒基合金回转窑生产线的尾气处理方法，其特征在于，包括：
依次对尾气进行温度调控、除尘和燃烧处理，
其中，所述温度调控包括将尾气的温度控制在120-480℃，优选为150-400℃。
2.根据权利要求1所述的尾气处理方法，其特征在于，所述温度调控包括加热和/或第一冷却，优选包括加热和第一冷却；
优选地，所述第一冷却的方式包括直接换热和/或间接换热；
优选地，所述直接换热包括将水与尾气直接接触进行换热；
优选地，所述间接换热包括以空气和/或水为换热介质对尾气进行换热；
优选地，所述加热的方式包括电加热和/或气体加热。
3.根据权利要求1所述的尾气处理方法，其特征在于，采用外加燃气和助燃空气的方式进行所述燃烧；
优选地，通过布袋除尘器和/或金属膜除尘器进行所述除尘处理。
4.根据权利要求3所述的尾气处理方法，其特征在于，对所述燃烧处理后的尾气进行第二冷却处理；
优选地，经过所述第二冷却处理后的尾气的温度小于360℃。
5.根据权利要求1、2或4所述的尾气处理方法，其特征在于，出现(a)和(b)情况中的至少之一时，在所述温度调控前将尾气通入事故处理通道后排空：(a)开炉初期；(b)出现故障。
6.一种钒基合金回转窑生产线的尾气处理装置，其特征在于，包括：顺次连通的温度调控装置、除尘器和燃烧器，其中，在所述温度调控装置中将尾气的温度控制在120-480℃，优选为150-400℃。
7.根据权利要求6所述的尾气处理装置，其特征在于，所述温度调控装置包括加热器和冷却器；
优选地，加热器气体出口和冷却器气体进口相连通；或者，
冷却器气体出口与加热器气体进口相连通；
优选地，所述加热器包括电加热装置和/或燃烧加热装置；
优选地，所述冷却器包括间接换热器和/或直接换热器；
优选地，所述间接换热器包括列管式换热器；
优选地，所述直接换热器包括喷雾装置。
8.根据权利要求7所述的尾气处理装置，其特征在于，还包括：换热器，所述换热器包括燃烧后尾气进口和换热后尾气出口，所述燃烧器包括除尘后尾气进口和燃烧后尾气出口，所述燃烧后尾气进口与所述燃烧后尾气出口相连通；
优选地，所述换热器为列管自力式水循环换热器；
优选地，所述除尘器与所述燃烧器通过风机相连通。
9.根据权利要求6-8任一项所述的尾气处理装置，其特征在于，还包括事故处理通道，所述事故处理通道与所述温度调控装置之间设置有切换阀。
10.一种权利要求6-9任一项所述的尾气处理装置在钒基合金回转窑生产线的尾气处理中的应用。
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