CN110902717B - 降低回转窑煅烧钛白粉尾气氮氧化物含量的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了降低回转窑煅烧钛白粉尾气氮氧化物含量的方法，属于化工领域。本发明提供降低回转窑煅烧钛白粉尾气氮氧化物的方法，将偏钛酸输送至回转窑进行煅烧，调节一次风量使燃烧介质与一次风充分燃烧，调节二次风量控制燃烧温度并输送热量，使偏钛酸通过脱水、脱硫、晶型转化变成金红石型钛白粉，其中二次风与一次风的流量比例控制在1.3:1～2.1:1。本发明可实现对燃烧室温度控制，使燃烧后氮氧化物含量降低，有效解决窑尾尾气散漏情况，改善现场环境。

Description

降低回转窑煅烧钛白粉尾气氮氧化物含量的方法
技术领域
本发明属于化工领域，具体涉及降低回转窑煅烧钛白粉尾气氮氧化物含量的方法。
背景技术
回转窑煅烧是硫酸法钛白生产过程中的重要环节，其目的是将偏钛酸经压滤脱水后输送至回转窑内，与燃烧介质燃烧后产生的热量在回转窑内逆向换热，分别经过脱水、脱硫、晶型转化，粒子成长等区域，变成适合晶型及粒度大小的钛白粉颗粒。目前，常规的硫酸法钛白生产回转窑煅烧工艺一般采用一次风与燃烧介质燃烧，再通过二次风将热量输送至回转窑煅烧，尾气氮氧化物偏高时采用后续窑尾脱销装置进行处理，传统的工艺存在以下问题：①在回转窑中空气与燃烧介质混合后燃烧产生热量，通过二次风将热量输送至回转窑煅烧，燃烧室温度控制过高，空气燃烧后产生的氮氧化物会急剧增高，尾气氮氧化物达到240mg/Nm3以上，不能达到环保排放要求；②若通过后续窑尾脱销装置处理，新增投资较大，同时运行成本偏高，影响生产成本；③若仅通过加大一次风量降低燃烧室温度，需要的一次风量较大，导致大量热量从尾气带走，热利用效率降低，燃烧介质耗量增大，吨钛白天然气单耗≥220m3/t，成本急剧增加；④一次风风量偏大后，因其风速较快，在煅烧过程中晶型转化、粒子成长的区域的分区较困难，影响产品质量，同时窑尾负压控制难度大，存在尾气散漏现象，影响现场环境。
发明内容
为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供降低回转窑煅烧钛白粉尾气氮氧化物含量的方法，将偏钛酸输送至回转窑进行煅烧，调节一次风量使燃烧介质与一次风充分燃烧，调节二次风量控制燃烧温度并输送热量，使偏钛酸通过脱水、脱硫、晶型转化变成金红石型钛白粉，其中其中二次风与一次风的流量比例控制在1.3:1～2.1:1。
其中，一次风量与燃烧介质流量比例控制在9:1～15:1。
其中，燃烧温度控制在1100～1350℃；优选为1150～1250℃。
其中，偏钛酸进料量以TiO2计为4～7t/h；优选的进料量为6～6.5t/h。
其中，一次风量为10000～20000m3/h，二次风量为10000～40000m3/h。
优选的，一次风量为12000～15000m3/h，二次风量优选为20000～30000m3/h。
其中，一次风机频率为20～50Hz，二次风机频率为10～50Hz。
优选的，一次风机频率优选为36～42Hz，二次风机频率优选为15～25Hz。
其中，燃烧介质为天然气或煤气；优选为天然气。
其中，本发明还包括控制窑尾冷风机频率，保持回转窑负压，通过窑尾冷风机将燃烧后剩余尾气输送至尾气装置处理。
其中，冷风机频率为10～30Hz，窑尾负压为-120～-20pa。
其中，冷风机频率优选为20～25Hz，窑尾负压优选为-70～-40pa。
其中，偏钛酸固含量为55％～65％。
本发明的有益效果：
本发明通过控制一次风量使燃烧介质充分燃烧，通过调节二次风量输送热量，并实现对燃烧室温度的控制，更有利于转窑煅烧区域分区，使燃烧后氮氧化物含量降低；本发明不需要通过转窑尾气脱销装置处理，尾气氮氧化物含量可控，同时实现降低燃气消耗，尾气氮氧化物含量可稳定控制在≤240mg/Nm3，吨钛白天然气消耗≤220m3/t；本发明通过窑尾冷风机控制负压，有效解决窑尾尾气散漏情况，改善现场环境。
具体实施方式
本发明降低回转窑煅烧钛白粉尾气氮氧化物含量的方法，具体可按如下步骤进行：
a、将偏钛酸经窑前压榨至一定固含量的滤饼送入回转窑煅烧；
b、控制一次风机频率，在回转窑燃烧室内将燃烧介质通过燃烧器与一次风混合燃烧；
c、控制二次风机频率，保证燃烧室温度，通过二次风将回转窑将燃烧室内燃烧产生的热量输送至回转窑筒体内；
d、控制回转窑转动速度，使偏钛酸在回转窑筒体内通过脱水、脱硫、晶型转化变成金红石型钛白粉；
e、控制窑尾冷风机频率，保持回转窑负压，同时通过窑尾冷风机将燃烧后剩余尾气输送至尾气装置处理；
f、煅烧合格的钛白粉通过窑头翻板阀落入冷却窑后输送至后工序。
为了更好的实现本发明，步骤d回转窑转动速度控制在3～8min/转，较佳的转动速度为 4～6min/转。
本发明中频率和风量是两个关联的工艺参数，主要是通过风机频率来控制风量，风量受风机频率影响，控制风机频率在一定范围是为了更好的控制风量。
本发明首次提出通过风量配比来解决回转窑煅烧钛白粉尾气氮氧化物问题，主要措施在于对一次风和二次风的风量控制，而不局限回转窑的类型，针对硫酸法钛白粉煅烧使用的各种型号的回转窑作适当常规调整均可采用本发明的方法。
以下通过实施例和性能例本发明作进一步的解释和说明。
实施例1
偏钛酸经板框压榨后固含量57％，通过螺旋输送至回转窑窑尾进料口，进料速度为6.0t/h，天然气与一次风在燃烧室内混合燃烧，调节二次风流量将热量输送至回转窑内，与偏钛酸逆向换热，天然气流量为1200m3/h，一次风机频率35Hz，风量为12000m3/h，二次风机频率为 22Hz，风量为24800m3/h，燃烧室温度为1248℃，窑尾冷风机频率20HZ，窑尾负压为-54pa，此时吨钛白天然气单耗为200m3/t，转窑尾气氮氧化物NOx为204mg/Nm3，窑尾无气体散漏现象。
实施例2
偏钛酸经板框压榨后固含量57％，通过螺旋输送至回转窑窑尾进料口，进料速度为6.0t/h，天然气与一次风在燃烧室内混合燃烧，调节二次风流量将热量输送至回转窑内，与偏钛酸逆向换热，天然气流量为1260m3/h，一次风机频率42Hz，风量为15000m3/h，二次风机频率为 16Hz，风量为20000m3/h，燃烧室温度为1225℃，窑尾冷风机频率20Hz，窑尾负压为-42pa，此时吨钛白天然气单耗为210m3/t，转窑尾气氮氧化物NOx为186mg/Nm3，窑尾无气体散漏现象。
实施例3
偏钛酸经板框压榨后固含量59％，通过螺旋输送至回转窑窑尾进料口，进料速度为6.5t/h，天然气与一次风在燃烧室内混合燃烧，调节二次风流量将热量输送至回转窑内，与偏钛酸逆向换热，天然气流量为1290m3/h，一次风机频率36Hz，风量为12000m3/h，二次风机频率为 22Hz，风量为24800m3/h，燃烧室温度为1252℃，窑尾冷风机频率20Hz，窑尾负压为-52pa，此时吨钛白天然气单耗为198.5m3/t，转窑尾气氮氧化物NOx为206mg/Nm3，窑尾无气体散漏现象。
实施例4
偏钛酸经板框压榨后固含量59％，通过螺旋输送至回转窑窑尾进料口，进料速度为6.5t/h，天然气与一次风在燃烧室内混合燃烧，调节二次风流量将热量输送至回转窑内，与偏钛酸逆向换热，天然气流量为1320m3/h，一次风机频率42Hz，风量为15000m3/h，二次风机频率为 16Hz，风量为20000m3/h，燃烧室温度为1236℃，窑尾冷风机频率20Hz，窑尾负压为-58pa，此时吨钛白天然气单耗为203m3/t，转窑尾气氮氧化物NOx为196mg/Nm3，窑尾无气体散漏现象。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (14)

1.降低回转窑煅烧钛白粉尾气氮氧化物含量的方法，其特征在于包括如下步骤：将偏钛酸输送至回转窑进行煅烧，调节一次风量使燃烧介质与一次风充分燃烧，调节二次风量控制燃烧温度并输送热量，使偏钛酸通过脱水、脱硫、晶型转化变成金红石型钛白粉，其中二次风与一次风的体积流量比例控制在1.3:1~2.1:1；所述一次风量与燃烧介质的体积流量比例控制在9:1~15:1；所述燃烧温度控制在1100~1350℃。
2.根据权利要求1所述的降低回转窑煅烧钛白粉尾气氮氧化物含量的方法，其特征在于：所述燃烧温度控制在1150~1250℃。
3.根据权利要求1所述的降低回转窑煅烧钛白粉尾气氮氧化物含量的方法，其特征在于：所述偏钛酸进料量以TiO2计为4~7t/h。
4.根据权利要求3所述的降低回转窑煅烧钛白粉尾气氮氧化物含量的方法，其特征在于：所述偏钛酸进料量以TiO2计为6~6.5t/h。
5.根据权利要求1所述的降低回转窑煅烧钛白粉尾气氮氧化物含量的方法，其特征在于：所述一次风量为10000~20000m3/h，二次风量为10000~40000m3/h。
6.根据权利要求5所述的降低回转窑煅烧钛白粉尾气氮氧化物含量的方法，其特征在于：所述一次风量为12000～15000m3/h，二次风量为20000~30000m3/h。
7.根据权利要求1至6任一项所述的降低回转窑煅烧钛白粉尾气氮氧化物含量的方法，其特征在于：一次风机频率为20~50Hz，二次风机频率为10~50Hz。
8.根据权利要求7所述的降低回转窑煅烧钛白粉尾气氮氧化物含量的方法，其特征在于：一次风机频率为36~42Hz，二次风机频率为15~25Hz。
9.根据权利要求1所述的降低回转窑煅烧钛白粉尾气氮氧化物含量的方法，其特征在于：所述燃烧介质为天燃气或煤气。
10.根据权利要求9所述的降低回转窑煅烧钛白粉尾气氮氧化物含量的方法，其特征在于：所述燃烧介质为天燃气。
11.根据权利要求1所述的降低回转窑煅烧钛白粉尾气氮氧化物含量的方法，其特征在于：还包括控制窑尾冷风机频率，保持回转窑负压，通过窑尾冷风机将燃烧后剩余尾气输送至尾气装置处理。
12.权利要求11所述的降低回转窑煅烧钛白粉尾气氮氧化物含量的方法，其特征在于：所述冷风机频率为10~30Hz，窑尾负压为-120～-20pa。
13.根据权利要求12所述的降低回转窑煅烧钛白粉尾气氮氧化物含量的方法，其特征在于：所述冷风机频率为20~25Hz，窑尾负压为-70～-40pa。
14.根据权利要求1所述的降低回转窑煅烧钛白粉尾气氮氧化物含量的方法，其特征在于：所述偏钛酸固含量以TiO2计为55%～65%。
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