CN102628098A - 一种用于提炼五氧化二钒脱碳及焙烧工艺的锅炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于提炼五氧化二钒脱碳及焙烧工艺的锅炉，包括石灰石料仓（1）、含钒石煤料仓（2）、炉膛（3）、高温分离器（5）和烟道（7）；高温分离器（5）的下方设置焙烧室（6）；焙烧室（6）内安装能够直接焙烧从高温分离器（5）中落下的高温粉末状的含钒石煤的脱碳渣的焙烧装置（18），其下方设置物料出口（17）；焙烧装置（18）顺序连接气源控制装置（15）和有压气源（14）；有压气源（14）为有压普通空气和/或有压富氧气体。另外，焙烧室（6）能够并联设置，或者炉膛（3）能够串联设置；本发明具有以下优点：结构简单合理，能够节省能源，提高生产效率和钒转换率，能够显著降低生产成本。

Description

一种用于提炼五氧化二钒脱碳及焙烧工艺的锅炉

技术领域

本发明涉及一种用于提炼五氧化二钒脱碳及焙烧工艺的锅炉。

背景技术

目前用于提炼五氧化二钒脱碳工艺的装置，是常用的沸腾炉或循环流化床锅炉，锅炉排出来的脱碳料冷却后，再配以一定比例的原矿和/或添加剂以常温进入回转窑、立窑、平窑、遂道窑等焙烧装置进行焙烧。其不足之处：前工序装置如锅炉排出来的脱碳料冷却后再升温焙烧，热能消耗大，生产周期长，生产效率低，生产成本低，钒的转换率低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种直接利用脱碳工序装置如锅炉的高温脱碳料的、能够节省能源的、能够提高钒的转换率的用于提炼五氧化二钒脱碳及焙烧工艺的锅炉。能够使脱碳及焙烧工序在一套设备内完成。

本发明的目的通过下述技术方案予以实现：包括石灰石料仓、含钒石煤料仓、炉膛、高温分离器和烟道；所述高温分离器的下方设置焙烧室；所述焙烧室内安装能够直接焙烧从高温分离器中落下的高温粉末状的含钒石煤的脱碳渣的焙烧装置，其下方设置物料出口；所述焙烧装置顺序连接气源控制装置和有压气源；所述有压气源为有压普通空气和/或有压富氧气体。

所述焙烧装置包括至少一组安装在焙烧室的、带喷气孔的或/和带喷气嘴的管道。

所述烟道上安装能够将有压气源的气体在进入焙烧装置之前被烟道内的高温烟气加热的气源加热装置。

所述炉膛的出渣口与焙烧室之间设置能够将高温或常温脱碳渣送入焙烧室的装置或者通道。

本发明的目的还可以通过下述技术方案予以实现：包括石灰石料仓、含钒石煤料仓、炉膛、高温分离器和烟道；所述炉膛与高温分离器之间设置焙烧室，焙烧室的顶部安装垂帘式的隔墙；所述焙烧室内安装能够直接焙烧从高温分离器中落下的高温粉末状的含钒石煤的脱碳渣的焙烧装置，其下方设置物料出口；所述焙烧装置顺序连接气源控制装置和有压气源；所述有压气源为有压普通空气和/或有压富氧气体。

所述焙烧装置包括至少一组安装在焙烧室的、带喷气孔的或/和带喷气嘴的管道。

所述烟道上安装能够将有压气源的气体在进入焙烧装置之前被烟道内的高温烟气加热的气源加热装置。

所述炉膛的出渣口与焙烧室之间设置能够将高温或常温脱碳渣送入焙烧室的装置或者通道。

本发明的目的还可以通过下述技术方案予以实现：包括石灰石料仓、含钒石煤料仓、炉膛、高温分离器和烟道；所述炉膛至少为两个，顺序呈阶梯型布置；第一个炉膛配置石灰石料仓和含钒石煤料仓；从第二个炉膛开始，其进料口与前一个炉膛的出料口连接，其出料口与后一个炉膛的进料口连接；每个炉膛独立连接一个高温分离器；高温分离器的下方设置能够将高温粉末状的含钒石煤的脱碳渣送回到本级炉膛的通道；单个炉膛及其高温分离器构成局部循环流化焙烧装置；多个炉膛串联构成多级流化焙烧装置。

所叙炉膛下部锥形流化部分，其高度与小端的直径之比为1.5-5倍。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：结构简单合理，能够节省能源，提高生产效率和钒转换率，能够显著降低生产成本。

附图说明

图1为本发明第一实施例结构示意图。

图2为本发明第二实施例结构示意图。

图3本发明第三实施例结构示意图。

图4为图3的俯视放大结构示意图。

图中：1-石灰石料仓，2-含钒石煤料仓，3-炉膛，4-气泡，5-高温分离器，6-焙烧室，7-烟道，8-锅炉进风加热器，9-二次风机，10-一次风机，11-烟囱，12-电除尘器，13-引风机，14-有压气源，15-气源控制装置，16-气源加热装置，17-物料出口，18-焙烧装置，19-一次风主管，20-一次风室，21-出渣口，22-隔墙，23-阀门。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

技术方案一，参见图1：包括石灰石料仓1、含钒石煤料仓2、炉膛3、高温分离器5和烟道7；所述高温分离器5的下方设置焙烧室6；所述焙烧室6内安装能够直接焙烧从高温分离器5中落下的高温粉末状的含钒石煤的脱碳渣的焙烧装置18，其下方设置物料出口17；所述焙烧装置18顺序连接气源控制装置15和有压气源14；所述有压气源14为有压普通空气和/或有压富氧气体。

所述焙烧装置18包括至少一组安装在焙烧室6的、带喷气孔的或/和带喷气嘴的管道。

所述烟道7上安装能够将有压气源14的气体在进入焙烧装置18之前被烟道7内的高温烟气加热的气源加热装置16。

所述炉膛3的出渣口21与焙烧室6之间设置能够将高温或常温脱碳渣送入焙烧室6的装置或者通道。所述的装置或者通道采用公知技术制作。

在图1所示的本技术方案中，采用了常规流化床的一些成熟的技术：如在炉膛3的顶部与烟道7的入口之间设置气泡4；炉膛3设置一次风机10和二次风机9，一次风机10和二次风机9的风源经过锅炉进风加热器8加热，锅炉进风加热器8安装在烟道7上；烟道7后顺序安装电除尘器12、引风机13和烟囱11。一次风主管19连接炉膛3的底部的一次风室20。

技术方案二，参见图2：包括石灰石料仓1、含钒石煤料仓2、炉膛3、高温分离器5和烟道7；所述炉膛3与高温分离器5之间设置焙烧室6，焙烧室6的顶部安装垂帘式的隔墙22；所述焙烧室6内安装能够直接焙烧从高温分离器5中落下的高温粉末状的含钒石煤的脱碳渣的焙烧装置18，其下方设置物料出口17；所述焙烧装置18顺序连接气源控制装置15和有压气源14；所述有压气源14为有压普通空气和/或有压富氧气体。

所述焙烧装置18包括至少一组安装在焙烧室6的、带喷气孔的或/和带喷气嘴的管道。

所述烟道7上安装能够将有压气源14的气体在进入焙烧装置18之前被烟道7内的高温烟气加热的气源加热装置16。

所述炉膛3的出渣口21与焙烧室6之间设置能够将高温或常温脱碳渣送入焙烧室6的装置或者通道。

在图2所示的技术方案中，省略图1的其他部分，仅仅画出了主体部分，因此，本技术方案中仍然采用了常规流化床的一些成熟的技术：如在炉膛3的顶部与烟道7的入口之间设置气泡4；炉膛3设置一次风机10和二次风机9，一次风机10和二次风机9的风源经过锅炉进风加热器8加热，锅炉进风加热器8安装在烟道7上；烟道7后顺序安装电除尘器12、引风机13和烟囱11。一次风主管19连接炉膛3的底部的一次风室20。

技术方案三，参见图3-4：包括石灰石料仓1、含钒石煤料仓2、炉膛3、高温分离器5和烟道7；所述炉膛3至少为两个，顺序呈阶梯型布置；第一个炉膛3配置石灰石料仓1和含钒石煤料仓2；从第二个炉膛3开始，其进料口与前一个炉膛3的出料口连接，其出料口与后一个炉膛3的进料口连接；每个炉膛3独立连接一个高温分离器5；高温分离器5的下方设置能够将高温粉末状的含钒石煤的脱碳渣送回到本级炉膛3的通道；单个炉膛3及其高温分离器5构成局部循环流化焙烧装置；多个炉膛3串联构成多级流化焙烧装置。

所叙炉膛3下部锥形流化部分，其高度与小端的直径之比为1.5-5倍。

在图3-4所示的技术方案中，省略图1的其他部分，仅仅画出了主体部分，因此，本技术方案中仍然采用了常规流化床的一些成熟的技术：如在炉膛3的顶部与烟道7的入口之间设置气泡4；炉膛3设置一次风机10和二次风机9，一次风机10和二次风机9的风源经过锅炉进风加热器8加热，锅炉进风加热器8安装在烟道7上；烟道7后顺序安装电除尘器12、引风机13和烟囱11。一次风主管19连接炉膛3的底部的一次风室20。

实施例1：

含钒石煤发热量为850大卡/公斤，将原矿破碎为粒度4mm以下的破碎料，采用如图一所示循环流化床锅炉作为其脱碳焙烧装置。锅炉每小时产灰渣总量为20吨。原矿破碎到粒径4mm以下时，70%左右的细小颗粒会从高温分离器进入焙烧室6；从出渣口排出的脱碳渣经冷却后磨粉成40目以下的粉料，通入焙烧室6上设置的密封进料装置进入焙烧室6。密封进料装置采用公知技术。

焙烧室6有效容积为60立方米，设置二组带喷气孔的管道。第一组布置在有效容积上半部，管道贯穿焙烧室内腔，分层水平布置；每层中心距25厘米，同层管道净间距20厘米。同一根管道上每间距10厘米，在其二侧和下方共设置三个直径2毫米的喷气孔。

第二组布置在有效容积下半部，布置方式类似，只是每层中心距为40厘米，同层管道净间距30厘米。高温物料进入焙烧室6后，第一组管道即按工艺要求的气量向物料中喷入空气，使物料进一步脱碳，并维持物料温度在摄氏850-870度。通过料位观察器观察到物料填满焙烧室6下部一半的有效容积后，即通过第二组气管向物料中按工艺要求的气量喷入含氧量40%的富氧气体，并控制物料的焙烧温度在摄氏850-870度。

通过另一个料位观察器观察到物料填满焙烧室6的有效容积后，打开出料口17上设置的排料阀，以与进料相同的速度排料。这时物料焙烧了近三个小时。

实施例2：

与实施例一基本相同，只是焙烧室6设置在炉膛3与高温分离器5之间，并向下增加长度，使得从炉膛3出渣口排出的高温物料能够通过返料管直接高温进入焙烧室6。其有效容积为焙烧室6内炉膛3返料管进口以下部分。

实施例3：

整个锅炉有4级炉膛3，每级炉膛结构基本相同，炉床直径为4米，其锥形流化区域垂直高度16米，锥度0.25。床料厚度1.5-2.5米。

物料进入含钒石煤料仓2前，先磨粉制成粒度小于60目的粉料。粉料进入炉膛3后，控制调节一次风量，使得大部分床料能够以流化状态停留在炉膛3内30分钟，再通过出渣口进入下一级炉膛3。

每级炉膛3配置独立的高温气固分离器5及一次二次风供风系统，分离出的物料返回对应炉膛3，分离器5高温烟气出口通道上安装调节烟气量的阀门23，与各级炉膛3的一次风配合，调节各级炉膛3内的风量及风速；

上一级炉膛3出渣口通过传料管与下一级炉膛3进料口连接，上一级炉膛3的高温粗粉及从分离器5返回炉膛3的高温细粉经出渣口通过传料管直接高温进入下一级炉膛3密相区与过渡区交接处或偏下一点。

调节一次风量及风温，减少二次风量、直致停止二次风，使得床料在上一级炉膛3内燃烧并不充分，进入下一级炉膛3仍有足够的发热量、结合一、二次风的温度，维持炉膛3内摄氏800-900度的焙烧温度。第一级炉膛3一、二次风预热到摄氏200度以上，第二、三、四级炉膛3一、二次风预热到摄氏400度以上。

物料经4级炉膛3流化焙烧，总焙烧时间120分钟，经第四级炉膛3出渣冷却后进入下一道工序。

Claims (10)

1.一种用于提炼五氧化二钒脱碳及焙烧工艺的锅炉，包括石灰石料仓（1）、含钒石煤料仓（2）、炉膛（3）、高温分离器（5）和烟道（7）；其特征在于：所述高温分离器（5）的下方设置焙烧室（6）；所述焙烧室（6）内安装能够直接焙烧从高温分离器（5）中落下的高温粉末状的含钒石煤的脱碳渣的焙烧装置（18），其下方设置物料出口（17）；所述焙烧装置（18）顺序连接气源控制装置（15）和有压气源（14）；所述有压气源（14）为有压普通空气和/或有压富氧气体。

2.根据权利要求1所述的锅炉，其特征在于：所述焙烧装置（18）包括至少一组安装在焙烧室（6）的、带喷气孔的或/和带喷气嘴的管道。

3.根据权利要求1或2所述的锅炉，其特征在于：所述烟道（7）上安装能够将有压气源（14）的气体在进入焙烧装置（18）之前被烟道（7）内的高温烟气加热的气源加热装置（16）。

4.根据权利要求1或2所述的锅炉，其特征在于：所述炉膛（3）的出渣口（21）与焙烧室（6）之间设置能够将高温或常温脱碳渣送入焙烧室（6）的装置或者通道。

5.一种用于提炼五氧化二钒脱碳及焙烧工艺的锅炉，包括石灰石料仓（1）、含钒石煤料仓（2）、炉膛（3）、高温分离器（5）和烟道（7）；其特征在于：所述炉膛（3）与高温分离器（5）之间设置焙烧室（6），焙烧室（6）的顶部安装垂帘式的隔墙（22）；所述焙烧室（6）内安装能够直接焙烧从高温分离器（5）中落下的高温粉末状的含钒石煤的脱碳渣的焙烧装置（18），其下方设置物料出口（17）；所述焙烧装置（18）顺序连接气源控制装置（15）和有压气源（14）；所述有压气源（14）为有压普通空气和/或有压富氧气体。

6.根据权利要求4所述的锅炉，其特征在于：所述焙烧装置（18）包括至少一组安装在焙烧室（6）的、带喷气孔的或/和带喷气嘴的管道。

7.根据权利要求4或5所述的锅炉，其特征在于：所述烟道（7）上安装能够将有压气源（14）的气体在进入焙烧装置（18）之前被烟道（7）内的高温烟气加热的气源加热装置（16）。

8.根据权利要求4或5所述的锅炉，其特征在于：所述炉膛（3）的出渣口（21）与焙烧室（6）之间设置能够将高温或常温脱碳渣送入焙烧室（6）的装置或者通道。

9.一种用于提炼五氧化二钒脱碳及焙烧工艺的锅炉，包括石灰石料仓（1）、含钒石煤料仓（2）、炉膛（3）、高温分离器（5）和烟道（7）；其特征在于：所述炉膛（3）至少为两个，顺序呈阶梯型布置；第一个炉膛（3）配置石灰石料仓（1）和含钒石煤料仓（2）；从第二个炉膛（3）开始，其进料口与前一个炉膛（3）的出料口连接，其出料口与后一个炉膛（3）的进料口连接；每个炉膛（3）独立连接一个高温分离器（5）；高温分离器（5）的下方设置能够将高温粉末状的含钒石煤的脱碳渣送回到本级炉膛（3）的通道；单个炉膛（3）及其高温分离器（5）构成局部循环流化焙烧装置；多个炉膛（3）串联构成多级流化焙烧装置。

10.根据权利要求7所述的锅炉，其特征在于：所叙炉膛（3）下部锥形流化部分，其高度与小端的直径之比为1.5-5倍。

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