CN102409159B

CN102409159B - 粉末脱碳系统

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Publication number: CN102409159B
Application number: CN2011102622335A
Authority: CN
Inventors: 单文奎
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-09-06
Filing date: 2011-09-06
Publication date: 2013-01-16
Anticipated expiration: 2031-09-06
Also published as: CN102409159A

Abstract

本发明公开了一种粉末脱碳系统，包括脱碳炉、进料斗、旋转及提升执行器、集料斗、燃烧器、布料器、高温除尘器和进风总管；进料斗设在脱碳炉的顶部；脱碳炉的顶部设有烟气出口，底部设有气固换热器；脱碳炉内设有集料斗，内壁上均布设有布风管；燃烧器设在最下的集料斗与气固换热器之间；气固换热器的出风口与进风总管连通，布风管与进风总管连通；进料斗和集料斗的出口下方设有布料器；布料器由旋转及提升执行器驱动。本发明采用粉状脱碳，矿料通过集料斗逐级向下，脱碳产生的热量预热矿料，通过气固换热器预热空气以及高温矿料的余热来预热空气，燃烧后的烟气经高温除尘器后部分循环到炉内调节温度，达到在脱碳炉内瞬间脱碳，精确控制脱碳温度。

Description

粉末脱碳系统

技术领域

本发明涉及一种脱碳系统，尤其涉及一种从含碳的钒矿土中提取五氧化二钒的生产工艺中使用的粉末脱碳系统。

背景技术

钒作为一种具有特殊性能的材料以合金形式加入金属建材中能显著提高金属材料的强度和抗氧化性等特性。目前在五氧化二钒行业中，钒和碳大多为共生矿，在提钒过程中由于碳的存在，提钒温度无法控制。

现有技术中，采用的脱碳装置主要有两种，一种为隧道块状脱碳，另一种为流化床颗粒脱碳，但在含碳的钒矿土中提取钒时，因碳的燃烧温度在650℃左右，提取钒的温度在850℃～900℃，在含碳的钒矿土提取钒时首先必须进行脱碳处理，但往往在脱碳时脱碳的温度很难精确的控制，因此在含碳的钒矿土中提取钒都未成功。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明提供了一种可在不影响提钒的情况下精确控制碳含量的粉末脱碳系统。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：本发明提供的粉末脱碳系统，包括脱碳炉、进料斗、旋转及提升执行器、集料斗、燃烧器、布料器和进风总管；

所述进料斗设置在脱碳炉的顶部，进料斗出料口伸进脱碳炉内；

所述脱碳炉的顶部设有烟气出口，底部设有气固换热器；

所述气固换热器包括密封壳体和密封壳体内竖直设置的数个矿料流通管；所述密封壳体上设有进风口和出风口，矿料流通管与脱碳炉内相通，矿料流通管之间以及矿料流通管与密封壳体之间为空气流通通道；

所述脱碳炉内、且位于烟气出口与气固换热器之间从上向下设有多个集料斗；所述脱碳炉的内壁上、且位于烟气出口与气固换热器之间均布设有多个布风管；

所述燃烧器设在最下的集料斗与气固换热器之间；

所述气固换热器的出风口与进风总管内连通，所述布风管与进风总管连通；

所述进料斗的出口和集料斗的出口正下方均设有布料器，布料器为锥形结构，布料器的顶尖向上；所述布料器由旋转及提升执行器驱动可转动或/和上下移动。

作为本发明的一种优选方案，每个所述的集料斗内设有搅料器。

作为本发明的另一种优选方案，在布料器对应的脱碳炉的内壁圆周上均布设有多个布料风管，所述布料风管的一端与进风总管连接，另一端伸向布料器的底部。

作为本发明的又一种优选方案，还包括矿料提升机，所述矿料提升机的出料口位于进料斗的正上方。

作为本发明的一种改进，还包括灰斗和输料装置，所述灰斗设置在气固换热器的正下方，灰斗的出口位于输料装置的正上方。

作为本发明的另一种改进，还包括高温除尘器、高温风机和排烟管，所述脱碳炉上的烟气出口通过管道与高温除尘器的烟气进口连通，所述高温除尘器的净烟气出口通过管道与高温风机的进风口连通，高温风机的出风口连接排烟管。

作为本发明的进一步改进，还包括循环风机，所述循环风机的进风口通过管道与排烟管内相通，循环风机的进风口通过管道与气固换热器的进风口相通。

与现有技术相比，本发明的粉末脱碳系统具有如下优点：

1、本发明采用粉状脱碳，首先启动燃烧器，脱碳炉内的温度达到设定温度后，将矿料由进料斗加入，然后通过集料斗逐级向下，在下落的过程中，脱碳产生的热量预热矿料，同时通过气固换热器预热空气以及通过高温矿料的余热来预热空气，燃烧后的烟气经高温除尘器后由高温风机排出，部分由循环风机抽回用于控制脱碳炉内的温度，可达到在脱碳炉内瞬间脱碳，精确控制温度。

2、燃烧后的烟气经高温除尘器后由高温风机排出，部分由循环风机抽回用于控制脱碳炉内的温度，使燃烧后的烟气的热量也达到有效地利用。

3、矿料通过集料斗逐级向下时，通过布料器将矿料向四周散开，与进入的空气有效地混合，有利于矿料在燃烧器处瞬间脱碳。

附图说明

图1为粉末脱碳系统的结构示意图。

附图中：1—脱碳炉； 2—进料斗； 3—旋转及提升执行器； 4—集料斗； 5—燃烧器； 6—布料器； 7—进风总管； 8—烟气出口； 9—气固换热器； 91—密封壳体； 92—矿料流通管； 10—进风口； 11—布风管； 12—搅拌器； 13—布料风管； 14—灰斗； 15—输料装置； 16—高温除尘器； 17—高温风机； 18—排烟管； 19—烟气进口； 20—净烟气出口； 21—循环风机； 22—矿料提升机； 23—布风进料阀； 24—助燃风进风阀。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地描述。

图1为粉末脱碳系统的结构示意图，如图所示。粉末脱碳系统包括脱碳炉1、进料斗2、旋转及提升执行器3、集料斗4、燃烧器5、布料器6、进风总管7、矿料提升机22、灰斗14、输料装置15、高温除尘器16、高温风机17、排烟管18和循环风机21。

其中，进料斗2设置在脱碳炉1的顶部，进料斗2出料口伸进脱碳炉1内。矿料提升机22的出料口位于进料斗2的正上方。

脱碳炉1的顶部设有烟气出口8，底部设有气固换热器9。气固换热器9包括密封壳体91和密封壳体91内竖直设置的数个矿料流通管92；密封壳体91上设有进风口10和出风口，矿料流通管92的内孔与脱碳炉1内相通，矿料流通管92之间以及矿料流通管92与密封壳体91之间为空气流通通道，气固换热器9的出风口与进风总管7内连通，布风管11通过助燃风进风阀24与进风总管7连通，调节助燃风进风阀24便可调节布风管11的进风量。

脱碳炉1内、且位于烟气出口8与气固换热器9之间从上向下设有多个集料斗4（本实施例中，仅画出了三个集料斗，集料斗的数量可根据实际需要而定）。每个集料斗4内设有搅料器12，通过搅料器12驱动集料斗4内的矿料的流动，便于矿料从集料斗4的出口中滑出。脱碳炉1的内壁上、且位于烟气出口8与气固换热器9之间均布设有多个布风管11，所有的布风管11与内壁的切线成45℃设置，且斜向在同一个方向上，使空气在脱碳炉1内形成气体旋流，增强与矿料的混合。

燃烧器5设在最下的集料斗4与气固换热器9之间，矿料经过该燃烧器5的燃烧区内时，使矿料瞬间进行脱碳处理。

进料斗2的出口和集料斗4的出口正下方均设有布料器6（本实施例中，布料器为四个），布料器6为锥形结构，布料器6的顶尖向上，矿料通过集料斗逐级向下时，通过布料器将矿料向四周散开，与进入的空气有效地混合。布料器6由旋转及提升执行器3驱动可转动或/和上下移动。旋转及提升执行器3驱动布料器6转动时，有利于布料器6上的矿料从布料器6上甩出；而旋转及提升执行器3驱动布料器6向上或向下移动时，可调节集料斗4的出口的大小，从而调节矿料前进速度。

在布料器6对应的脱碳炉1的内壁圆周上均布设有多个布料风管13，布料风管13的一端通过布风进料阀23与进风总管7连接，另一端伸向布料器6的底部。该布料风管13吹出的空气使从布料器6上甩出的矿料进一步分散开，调节布风进料阀23便可调节布料风管13内的风量大小，从而调节矿料的分散程度。

灰斗14设置在气固换热器9的正下方，灰斗14的出口位于输料装置15的正上方；脱碳炉1内燃烧后的矿料通过气固换热器9的矿料流通管92进入灰斗14内，再由灰斗14的出口排到输料装置15上，由输料装置15输送到下一工位进行提钒处理。

脱碳炉1上的烟气出口8通过管道与高温除尘器16的烟气进口19连通，高温除尘器16的净烟气出口20通过管道与高温风机17的进风口连通，高温风机17的出风口连接排烟管18。循环风机21的进风口通过管道与排烟管18内相通，循环风机21的进风口通过管道与气固换热器的进风口10相通。

使用该粉末脱碳系统时，首先开启燃烧器5，脱碳炉内的温度达到设定温度（一般设定在650℃左右）后，矿料由矿料提升机22输送到进料斗2内，进料斗2内的矿料通过其上的出口下落到布料器6上，旋转的布料器6将其上的矿料向外甩出，布料风管13内的空气将矿料吹散，吹散后的矿料与通过布风管11进入脱碳炉1内的空气进一步混合；矿料再向下落入集料斗4内，在搅拌器12的搅拌作用下从集料斗4的出料口坠入布料器6上，并逐级通过集料斗4和布料器6，并与脱碳炉1内与高温烟气进行热交换，通过旋转及提升执行器调节矿料前进的速度，矿料到达脱碳段已接近脱碳温度，在燃烧器5处瞬间脱碳。脱碳燃烧的烟气通过烟气出口8、管道和烟气进口19进入高温除尘器16内，经高温除尘后的净烟气由高温除尘器16的净烟气出口20排入高温风机17，由高温风机17抽入排烟管18内，在排烟管18内的烟气部分排放，另一部分烟气通过循环风机21抽入气固换热器9的空气流通通道内，循环风机21同时也将一部分空气抽入气固换热器9的空气流通通道内；而脱碳后的矿料进入气固换热器9的矿料流通管92内，并与空气流通通道内的空气进行热交换，热交换后的空气通过进风总管7后分别再通过布料风管13和布风管11进入脱碳炉1内；而矿料流通管92内矿料落入灰斗14内，通过灰斗14的出料口进入输料装置15上，并输送到下一工位进行提钒处理。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种粉末脱碳系统，其特征在于，包括脱碳炉（1）、进料斗（2）、旋转及提升执行器（3）、集料斗（4）、燃烧器（5）、布料器（6）和进风总管（7）；

所述进料斗（2）设置在脱碳炉（1）的顶部，进料斗（2）出料口伸进脱碳炉（1）内；

所述脱碳炉（1）的顶部设有烟气出口（8），底部设有气固换热器（9）；

所述气固换热器（9）包括密封壳体（91）和密封壳体（91）内竖直设置的数个矿料流通管（92）；所述密封壳体（91）上设有进风口（10）和出风口，矿料流通管（92）与脱碳炉（1）内相通，矿料流通管（92）之间以及矿料流通管（92）与密封壳体（91）之间为空气流通通道；

所述脱碳炉（1）内、且位于烟气出口（8）与气固换热器（9）之间从上向下设有多个集料斗（4）；所述脱碳炉（1）的内壁上、且位于烟气出口（8）与气固换热器（9）之间均布设有多个布风管（11）；

所述燃烧器（5）设在最下的集料斗（4）与气固换热器（9）之间；

所述气固换热器（9）的出风口与进风总管（7）内连通，所述布风管（11）与进风总管（7）连通；

所述进料斗（2）的出口和集料斗（4）的出口正下方均设有布料器（6），布料器（6）为锥形结构，布料器（6）的顶尖向上；所述布料器（6）由旋转及提升执行器（3）驱动可转动或/和上下移动。

2.根据权利要求1所述的粉末脱碳系统，其特征在于：每个所述的集料斗（4）内设有搅料器（12）。

3.根据权利要求1所述的粉末脱碳系统，其特征在于：在布料器（6）对应的脱碳炉（1）的内壁圆周上均布设有多个布料风管（13），所述布料风管（13）的一端与进风总管（7）连接，另一端伸向布料器（6）的底部。

4.根据权利要求1所述的粉末脱碳系统，其特征在于：还包括矿料提升机（22），所述矿料提升机（22）的出料口位于进料斗（2）的正上方。

5.根据权利要求1所述的粉末脱碳系统，其特征在于：还包括灰斗（14）和输料装置（15），所述灰斗（14）设置在气固换热器（9）的正下方，灰斗（14）的出口位于输料装置（15）的正上方。

6.根据权利要求1至5中任一项权利要求所述的粉末脱碳系统，其特征在于：还包括高温除尘器（16）、高温风机（17）和排烟管（18），所述脱碳炉（1）上的烟气出口（8）通过管道与高温除尘器（16）的烟气进口（19）连通，所述高温除尘器（16）的净烟气出口（20）通过管道与高温风机（17）的进风口连通，高温风机（17）的出风口连接排烟管（18）。

7.根据权利要求6所述的粉末脱碳系统，其特征在于：还包括循环风机（21），所述循环风机（21）的进风口通过管道与排烟管（18）内相通，循环风机（21）的进风口通过管道与气固换热器的进风口（10）相通。