CN103836948B - 一种高碳钼镍矿用的沸腾焙烧炉及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于高碳钼镍矿冶炼技术领域，尤其涉及一种高碳钼镍矿用的沸腾焙烧炉及系统。一种高碳钼镍矿用的沸腾焙烧炉，包括气室及沸腾焙烧炉本体，所述气室设置空气进气管道，所述沸腾焙烧炉本体包括设置在所述沸腾焙烧炉本体底部的板状的空气分布装置、设置在中部的炉壁、设置在顶部的炉顶，所述空气分布装置、炉壁、炉顶紧密连接，并合围成沸腾炉燃烧室，所述沸腾炉燃烧室包括下部的镍钼矿沸腾燃烧室及上部的沸腾炉上部燃烧室。本发明所提供的沸腾焙烧炉沸腾状态良好，操作稳定，沸腾焙烧炉底、中、上、各层温度均衡。
Description
技术领域
本发明属于高碳钼镍矿冶炼技术领域，尤其涉及一种高碳钼镍矿用的沸腾焙烧炉及系统。
背景技术
在高碳镍钼矿冶炼行业，较大企业一直以来采用回转窑来实现镍钼矿的氧化焙烧过程。采用此种设备的生产工艺，存在技术含量比较低，单窑焙烧强度太小，生产能力(即钼精矿或镍钼矿的单位面积炉日处理量)小，矿渣中残S较高，废气量大，二氧化硫浓度低难以回收，设备投资和占地面积大等一系列缺点。而对于小型企业基本上全部使用推板隧道窑生产，由于推板隧道窑在生产过程中存在间歇式的开炉→加料→焙烧→停炉等操作过程，而且这些操作程序呈现周期性的往复，造成工作环境非常恶劣，主要表现在车间操作环境SO2气体四处飘逸，环境污染严重。因受此两种工艺和设备的限制，生产中还需外供热能，消耗能量较多，生产成本很大。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，特别是针对因采用现有工艺进行镍钼矿的氧化焙烧所带来的焙烧后出回转窑SO2气体浓度很低(一般只有2%～3%)，回收不了烟气中的硫，无法实现硫酸工业化生产而只好采用现有的吸收工艺进行吸收（即一般用两级石灰乳或一级碱吸收，其吸收率仅为70～80%，排放尾气中SO2含量达到6000～7000PPm，远远超过国家环保要求排放标准的十几倍乃至几十倍（国家放空尾气标准为GB26132-2010，SO2≤400mg/m3。）），从而不仅造成了对环境的影响，更造成了对资源的浪费。本发明具有创造性的提供了一种高碳钼镍矿用的沸腾焙烧炉成套用的沸腾炉焙烧处理镍钼矿的系统。同时，通过本发明所提供的系统处理后的低浓度二氧化硫烟气可以进一步采用一转一吸制酸工艺生产工业硫酸。
一种高碳钼镍矿用的沸腾焙烧炉，包括气室及沸腾焙烧炉本体，所述气室设置空气进气管道，所述沸腾焙烧炉本体包括设置在所述沸腾焙烧炉本体底部的板状的空气分布装置、设置在中部的炉壁、设置在顶部的炉顶，所述空气分布装置、炉壁、炉顶紧密连接，并合围成沸腾炉燃烧室，所述沸腾炉燃烧室包括下部的镍钼矿沸腾燃烧室及上部的沸腾炉上部燃烧室，其中：
所述空气进气管道的入口端伸出到所述气室的外部，所述空气进气管道的出口端连接所述空气分布装置，所述沸腾焙烧炉本体设置镍钼矿入口，其连接所述镍钼矿沸腾燃烧室；所述沸腾焙烧炉本体设置炉气出口，其连接所述沸腾炉上部燃烧室；所述沸腾焙烧炉本体在其下部设置钼焙砂排出口，所述钼焙砂排出口连接所述镍钼矿沸腾燃烧室。
优选的，所述空气分布装置包括分布板及风帽，所述风帽包括风帽座、风帽管、圆形或椭圆形的风帽头，所述风帽座为通孔气管，所述风帽头上设置有空气出风小孔，所述风帽头紧密连接所述风帽管，并一起套设在所述风帽座的管身上，其中：
所述风帽座贯穿所述分布板，其一端连接所述空气进气管道的出口端，其另一端连接所述空气出风小孔；所述风帽头伸入到所述镍钼矿沸腾燃烧室内，所述空气出风小孔设置在所述风帽头的伸入到所述镍钼矿沸腾燃烧室内的部分上。
优选的，所述分布板包括上层及下层，所述上层连接所述镍钼矿沸腾燃烧室，其中：
所述上层为耐火泥抹面层，其材料的组成及各组份的重量份数为：密度为42°Be、比重为1.38的水玻璃350～400份，氟硅酸钠20份，粒度小于0.088mm的颗粒的重量百分数不小于70%的熟粘土粉500份，粒度为0.5～1mm的耐火粘砖砂750份，粒度为1～5mm的耐火粘土碎块500份；
所述下层为耐火砖碎块固定层，其材料的组成及各组份的重量百分数为：粒度为1～5mm的耐火砖碎块70%，硅藻土30%。
优选的，所述炉壁包括外层、中间层的保温材料层、内层的耐火材料层。
优选的，所述炉顶包括拱顶、顶部保温层、顶盖。
优选的，所述拱顶的材质为低钙铝酸盐耐热混凝土。
优选的，所述炉壁外侧设置保温层。
本发明所提供的沸腾焙烧炉的设备壳体按JB2880-81《钢制焊接常压容器技术条件》，内衬按GBJ211-87工业炉砌筑工程施工及验收规范》的规定进行制造、施工、试验和验收。
壳体焊接采用电焊，焊接接头按GB950-80之规定，法兰焊接按相应法兰标准的规定执行。
壳体制造完毕后，应将内部毛刺、油污等杂物清理干净，进行煤油渗漏试验，合格后方可进行内部工序。
砌砖前，壳体内壁涂刷两遍石墨粉水玻璃防腐层，第一层干后再涂刷第二层，当第二层涂刷完毕后，立即贴3mm石棉板，石墨粉水玻璃配比为：石墨粉（100目）：水玻璃（42°Be）=1:2.5。
砌筑完毕，在砌体内壁涂刷两遍磷酸盐防磨涂料，磷酸盐防磨涂料配比为：高铝热料粉100kg，牛皮胶2.5kg，工业磷酸（浓度80%）20kg，水40kg。
风帽安装时，孔眼标高误差小于1mm，风帽必须垂直板面，相邻两个风帽的孔眼应错开。
拱顶为整体浇铸，材质为低钙铝酸盐耐热混凝土。
制定科学的烘炉曲线并严格执行。
壳体外保温，采用T-800轻质海泡石硅酸盐材质。
一种高碳钼镍矿用的沸腾焙烧系统，包括权利要求1至7任一所述的沸腾焙烧炉、炉气冷却器、旋风除尘器、电除尘器、输送机、冷却滚筒以及向所述沸腾焙烧炉提供进料的进料装置，所述炉气冷却器包括设置在自身上部的炉气冷却器进气口、设置在自身中部的炉气冷却器出气口、设置在自身底部的炉气冷却器烟尘收集斗，所述炉气冷却器烟尘收集斗设置有炉气冷却器尘砂出口；所述旋风除尘器包括设置在自身上部的旋风除尘器进气口、设置在自身上部的旋风除尘器出气口、设置在自身底部的旋风除尘器烟尘收集斗，所述旋风除尘器烟尘收集斗设置有旋风除尘器尘砂出口；所述电除尘器设置有电除尘器进气口、电除尘器出气口、电除尘器底部灰斗，所述电除尘器底部灰斗设置有电除尘器底部灰斗出口；所述冷却滚筒包括钼焙砂冷却滚筒、钼尘砂冷却滚筒，其中：
所述沸腾焙烧炉本体的炉气出口连接所述炉气冷却器的炉气冷却器进气口，所述炉气冷却器的炉气冷却器出气口连接所述旋风除尘器的进气口，所述旋风除尘器的旋风除尘器出气口连接所述电除尘器的电除尘器进气口；
所述输送机设置在所述炉气冷却器尘砂出口、所述旋风除尘器尘砂出口、所述电除尘器底部灰斗的下方；
所述钼焙砂冷却滚筒连接所述钼焙砂排出口，钼尘砂冷却滚筒连接所述输送机。
优选的，所述炉气冷却器还设置有炉气冷却管道，所述炉气冷却管道分别连接所述设置在上部的炉气冷却器进气口、设置在中部的炉气冷却器出气口、设置在底部的炉气冷却器烟尘收集斗。
优选的，所述旋风除尘器的中部还设置有气体烟尘分离锥体，所述气体烟尘分离锥体分别连接所述设置在上部的旋风除尘器进气口、设置在上部的旋风除尘器出气口、设置在底部的旋风除尘器烟尘收集斗。
以本发明所提供的高碳钼镍矿用的沸腾焙烧炉进行镍钼矿的沸腾氧化焙烧工艺的说明：
镍钼矿氧化焙烧是将镍钼矿中以MoS2形态存在的钼转化成三氧化钼。焙烧在物料的熔点以下进行。
此种工艺采用的氧化焙烧设备为沸腾炉。沸腾焙烧这种方法在化学工业和冶金工业中广泛应用于焙烧硫化物精矿。焙烧过程中，空气自下向上流动，向上流动的气流使炉料颗粒处于沸腾状态或所谓的流态化状态。颗粒的沸腾状态由气流速度确定。当气流速度低于最小某临界速度时，颗粒层基本处于不动状态；当气流速度达到某一临界速度时，料层开始膨胀，气流中的颗粒剧烈地运动，其外观像沸腾的液体；当气流超过最大临界速度时，颗粒处于漂浮状态而被气流带走。
本发明所提供的沸腾焙烧炉的炉身由耐火材料砌成，底部有空气分布板，空气经过分布板的风帽进入炉内，矿粒经过加料器进入炉内，矿粒在空气流的作用下形成沸腾层。沸腾层的高度由溢流口高度来确定。
对于镍钼矿的氧化焙烧过程，因为其中碳的含量比较高，在工业规模下不仅能自热进行，而且要采取适当的散热措施，才能够保证不会过热。为导出沸腾层多余的热量，在沸腾层内设有水冷却器。焙烧温度过高，一方面造成物料损失太大，另外一方面因MoO3与钼酸盐的共晶温度低，物料的局部熔化会使物料烧结成块，不仅不利于操作，更重要的是被烧结的物料内部不能够充分氧化，含硫量和MoO2高，同时烧结过程中MoO3与其它各种钼酸盐的含量增加，故一般温度不宜太高。但过低反应速度小，因此它的焙烧温度范围较窄，在焙烧过程中必须有良好的通风条件和加强热交换时的温度控制。用沸腾焙烧炉进行镍钼矿的焙烧能够很好的满足其反应过程，本设计焙烧温度控制700～750℃，焙烧采用的镍钼矿矿粒径大小小于2mm。
高碳钼镍矿用的沸腾焙烧系统可以分为以下几个部份：炉料加料系统；沸腾焙烧炉系统；炉气冷却及收尘系统；排料系统；送风系统。
炉料加料系统：炉料加料系统可用加料装置来实现，本系统的沸腾焙烧炉的加料方式采用干法，即镍钼矿经过破碎到2mm以下以后送入矿仓，然后由输送机送入中间料仓，从中间料仓经计量皮带机加入沸腾焙烧炉内。
沸腾焙烧炉系统：沸腾焙烧炉系统可由本发明所提供的沸腾焙烧炉来实现，准备好的炉料经下料管，进入炉内，焙烧好的固体物料-焙砂由溢流口流出。本沸腾焙烧炉设计考虑到炉床面积比较大，物料在炉内停留时间长，没有设计加料前室。空气由鼓风机经风管、风箱、分布板，通过风帽均匀分布于沸腾层，保持一定的床层风速，使矿粒在炉内呈沸腾状态焙烧，控制炉内温度为700～750℃。焙烧的余热由冷却水带走，炉气由上部出口排出。沸腾层上部炉墙上可设置四个低压燃油喷嘴，供开炉时预热炉料用。
炉气冷却及收尘系统：炉气冷却及收尘系统可由炉气冷却器和旋风收尘器来实现，大约700～750℃的炉气由炉上部出口进入炉气冷却器，进行烟气的余热回收和烟气的除尘处理。烟气经过烟气冷却器进行余热回收和除尘处理以后，温度降低到约300℃左右。烟气含有一定的粉尘，因此进入旋风收尘器进一步除去粉尘。粉尘经过冷却以后和焙砂一起进入脱硫焙烧库。
来自旋风除尘器的炉气，含尘量约为20g/Nm3左右，温度在250～300℃之间，进入电收尘器。经过4个电场的连续作用，使炉气中的含尘量降低到120mg/Nm3以下，除下的灰尘沉积在电除尘器的底部灰斗内，由冷却输送机与前面干法除尘所收集到的尘一起送入脱硫焙烧库。
排料系统：沸腾焙烧所得的焙砂自溢流口排出，其温度大约为600～650℃，这样高温的焙砂不便于输送与储存，先进行冷却。采用冷却筒对焙砂进行冷却，使焙砂的温度降低到100℃左右。
鼓风系统：鼓风是固体流态化的一个必要条件，而且必须具有一定的压力，用以克服送风系统及炉内的各种阻力，采用的风机压头为29800Pa。
沸腾焙烧炉的工作参数：
制酸生产工艺说明
焙烧后烟气采用干法收尘-封闭稀酸洗净化-一转一吸-尾气吸收装置等处理工艺完成二氧化硫烟气生产工业硫酸。采用碱法对制酸尾气进行吸收，以确保在制酸装置非正常生产期间，特别是系统开车初期及停车前期状态下，放空尾气中SO2≤400mg/Nm3，符合国家GB26132-2010排放标准。
沸腾焙烧炉烟气的净化流程，采用封闭稀酸洗涤流程。即来自沸腾焙烧干法收尘工序电除尘器的烟气，进入动力波洗涤器，填料塔洗涤器，电除雾器等设备除尘、降温和除雾以后进入干燥塔，通过干燥塔用浓硫酸进行气体的除水处理，使烟气纯净度能够达到转化工序所需的工艺要求。
在文氏管（或动力波）洗涤器和填料塔内，烟气被冷却，喷洒的稀酸被加热并同时被部分蒸发，烟气中的热量，一部分由显热变为潜热随烟气带出，一部分使循环稀酸温度升高随酸液带出。
炉气中的矿尘及金属氧化物，大部分被洗涤到酸液中，少部分随烟气带出，烟气中含尘量减少，酸液中含尘量升高。
烟气中的三氧化硫和水蒸气结合成硫酸蒸汽，大部分由于温度降低冷凝成酸雾随炉气带走，小部分被酸液捕集。
由于喷洒酸中的水份被烟气加热蒸发，同时又吸收了炉气中的少部分三氧化硫，酸浓度提高了，但是体积却变小了。
烟气中的杂质，少部分溶解在酸液中，大部分冷凝成固体微粒成为酸雾的凝结核心。这样使得气体中酸雾粒子带有一定量的杂质，同时稀酸中的杂质含量越来越高。
烟气进入第二洗涤塔-填料塔时，气体中的一些杂质大部分含于酸雾中，因含尘量较低，不容易堵塞，采用填料塔。烟气经过动力波洗涤器和填料塔洗涤器以后，烟气进一步被冷却，一般温度降低到40℃以下；烟气中的矿尘、金属氧化物进一步被洗涤除去。
由于烟气温度降低，使气体中的水蒸汽在酸雾粒子表面冷凝而使酸雾颗粒增大，为提高第一级电除雾器效率创造了条件。同时由于气体温度降低，水的饱和蒸汽压相应降低，烟气中的水份部分冷凝。
烟气进入第一级电除雾器以后，炉气中90%以上的酸雾被除去，残存的极少量矿尘将几乎被完全除尽，为了确保除雾效果，使烟气净化能够达到工艺要求，采用两级除雾，即第一级电除雾器和第二级电除雾器。
稀酸洗涤流程，各个洗涤设备都有各自的循环系统，采用逆流洗涤的方式。动力波洗涤器循环酸中含有大量的矿尘和三氧化二砷等杂质，从塔中出来以后，先流入沉降槽，沉淀下来的酸泥从底部间断放出，经过沉淀后的酸液由沉降槽上部溢流出来，进入循环。
从填料洗涤塔出来的酸液，因为含尘量较少，不会堵塞设备，所以无需沉淀，直接进入板式换热器冷却，然后经过循环槽直接打入塔顶喷淋，循环使用。电除雾器除下的酸液，因为其情况和填料洗涤塔喷淋酸液条件相当，因此进入填料洗涤塔循环槽。
新水加入填料洗涤塔循环槽，动力波洗涤塔的补充水由填料洗涤塔循环槽补充进入动力波洗涤器循环系统。
净化以后的炉气，因为含有水份，因此先要经过干燥处理，除去其中的水份。干燥所用的介质是浓硫酸，利用其吸水性质对气体进行干燥，干燥在干燥塔中进行。
干燥塔为填料塔，塔壳是一直立圆筒，由钢板焊制而成，并设有气体进出口。塔壁上设计有防腐蚀衬里，塔上部设计有高位槽和分酸装置。分酸装置以下到气体进口以上为填料层。
干燥塔出来的硫酸，因为吸收了炉气中的水份，浓度下降，温度增高，体积增大，流入循环酸槽与串入的97～98%的酸混合依然配成92.5～93%的硫酸，经过冷却器，由泵打到塔顶淋洒，循环使用，增加的硫酸，由循环酸泵出口引出，作为成品酸。
烟气经过干燥塔的干燥处理以后，由鼓风机送往转化工序，采用四段触媒一次转化工艺完成二氧化硫氧化成三氧化硫的过程，二氧化硫的氧化反应为放热反应，其化学方程式为：
SO2+1/2O2＝SO3＋Q
二氧化硫氧化为三氧化硫以五氧化二钒作催化剂，采用四段转化，各段在合适的反应温度下，保证最好的转化效果。
从转化器出来的三氧化硫气体经过换热器降温以后进入吸收塔，在吸收塔中完成SO3的吸收过程，尾气达标排放。转化吸收流程采用一转一吸的方式。
转化后气体送入吸收塔，完成三氧化硫的吸收，三氧化硫吸收塔为填料塔，塔壳是一直立圆筒，由钢板焊制而成，并设有气体进出口。塔壁上设计有防腐蚀衬里，塔上部设计有分酸装置。分酸装置以下到气体进口以上为填料层。吸收酸液浓度为98.3％左右的浓硫酸。
硫酸生产主要工艺参数
干燥酸浓度：≈93％；
第一吸收塔酸浓：97.5～98.5％；
干燥塔进口温度：≤40℃；
转化器第一段进口温度:410℃；
转化器第一段出口温度:517℃；
转化器第二段进口温度:460℃；
转化器第二段出口温度:481℃；
转化器第三段进口温度:415℃；
转化器第三段出口温度:436℃；
转化器第四段进口温度:405℃；
转化器第四段出口温度:409℃；
触媒层温度：＜600℃；
吸收酸温：55～65℃；
干燥酸温：＜50℃；
硫酸生产主要指标
净化率：99％；
转化率：96～97％；
吸收率：99.98％。
附图说明
图1为本发明所提供的高碳钼镍矿用的沸腾焙烧炉的结构示意图。
图2为本发明所提供的高碳钼镍矿用的沸腾焙烧炉的风帽部分的局部放大图。
图3为本发明所提供的高碳钼镍矿用的沸腾焙烧炉系统的结构示意图。
图4为本发明所提供的高碳钼镍矿用的沸腾焙烧炉系统的炉气冷却器的结构示意图。
图5为本发明所提供的高碳钼镍矿用的沸腾焙烧炉系统的旋风除尘器的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件如下：
1、空气进气管道，2、空气分布装置，3、炉壁，4、炉顶，5、镍钼矿沸腾燃烧室，6、沸腾炉上部燃烧室，7、镍钼矿入口，8、炉气出口，9、钼焙砂排出口，10、分布板，11、风帽，12、风帽座，13、风帽管，14、风帽头，15、空气出风小孔，16、外层，17、保温材料层，18、内层的耐火材料层，19、拱顶，20、顶部保温层，21、顶盖，31、沸腾焙烧炉，32、炉气冷却器，33、旋风除尘器，34、电除尘器，35、输送机，36、冷却滚筒，37、进料装置，321、炉气冷却器进气口，322、炉气冷却器出气口，323、炉气冷却器烟尘收集斗，324、炉气冷却管道，331、旋风除尘器进气口，332、旋风除尘器出气口，333、旋风除尘器烟尘收集斗，334、气体烟尘分离锥体，361、钼尘砂冷却滚筒，362、钼焙砂冷却滚筒。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
在一个具体的实施方式中，如图1所述，一种高碳钼镍矿用的沸腾焙烧炉包括气室及沸腾焙烧炉本体，所述气室设置空气进气管道1，所述沸腾焙烧炉本体包括设置在所述沸腾焙烧炉本体底部的板状的空气分布装置2、设置在中部的炉壁3、设置在顶部的炉顶4，所述空气分布装置2、炉壁3、炉顶4紧密连接，并合围成沸腾炉燃烧室，所述沸腾炉燃烧室包括下部的镍钼矿沸腾燃烧室5及上部的沸腾炉上部燃烧室6，其中：
所述空气进气管道1的入口端伸出到所述气室的外部，所述空气进气管道1的出口端连接所述空气分布装置2，所述沸腾焙烧炉本体设置镍钼矿入口7，其连接所述镍钼矿沸腾燃烧室5；所述沸腾焙烧炉本体设置炉气出口8，其连接所述沸腾炉上部燃烧室6；所述沸腾焙烧炉本体在其下部设置钼焙砂排出口9，所述钼焙砂排出口连接所述镍钼矿沸腾燃烧室5。
其中，如图2所示，所述空气分布装置2包括分布板10及风帽11，所述风帽包括风帽座12、风帽管13、圆形或椭圆形的风帽头14，所述风帽座为通孔的气管，所述风帽头14上设置的空气出风小孔15，所述风帽头14紧密连接所述风帽管13，并一起套设在所述风帽座12上，其中：所述风帽座12贯穿所述分布板10，其一端连接所述空气进气管道1的出口端，其另一端连接所述空气出风小孔15；所述风帽头14伸入到所述镍钼矿沸腾燃烧室5内，所述空气出风小孔15设置在所述风帽头14的伸入到所述镍钼矿沸腾燃烧室5内的部分上。
所述分布板10包括上层及下层，所述上层连接所述镍钼矿沸腾燃烧室，其中：
所述上层为耐火泥抹面层，可设置为50mm，其材料的组成及各组份的重量可选择：密度为42°Be、比重为1.38的水玻璃350～400kg，氟硅酸钠20kg，粒度小于0.088mm的颗粒的重量百分数不小于70%的熟粘土粉500kg，粒度为0.5～1mm的耐火粘砖砂750kg，粒度为1～5mm的耐火粘土碎块500kg，各个组分混合后制备得到。
所述下层为耐火砖碎块固定层，可设置为180mm，其材料的组成及各组份的重量百分数可选择为：粒度为1～5mm的耐火砖碎块70%，硅藻土30%，各个组分混合后制备得到。
所述炉壁3包括外层16、中间层的保温材料层17、内层的耐火材料层18。
所述炉顶4包括拱顶19、顶部保温层20、顶盖21。所述拱顶19的材质为低钙铝酸盐耐热混凝土。
所述炉壁外侧还可以设置保温层，选用T-800轻质海泡石硅酸盐材质。
在一个具体的实施方式中，如图3所示，一种高碳钼镍矿用的沸腾焙烧系统，包括本发明所提供的沸腾焙烧炉31、炉气冷却器32、旋风除尘器33、电除尘器34、输送机35、冷却滚筒36以及向所述沸腾焙烧炉提供进料的进料装置37，所述炉气冷却器32包括设置在上部的炉气冷却器进气口321、设置在中部的炉气冷却器出气口322、设置在底部的炉气冷却器烟尘收集斗323，所述炉气冷却器烟尘收集斗设置有炉气冷却器尘砂出口；所述旋风除尘器33包括设置在上部的旋风除尘器进气口331、设置在上部的旋风除尘器出气口332、设置在底部的旋风除尘器烟尘收集斗333，所述旋风除尘器烟尘收集斗设置有旋风除尘器尘砂出口；所述电除尘器34设置有电除尘器进气口、电除尘器出气口、电除尘器底部灰斗，所述电除尘器底部灰斗设置有电除尘器底部灰斗出口；所述冷却滚筒包括钼焙砂冷却滚筒361、钼尘砂冷却滚筒362，其中：
所述沸腾焙烧炉本体的炉气出口8连接所述炉气冷却器的炉气冷却器进气口321，所述炉气冷却器的炉气冷却器出气口322连接所述旋风除尘器的进气口331，所述旋风除尘器的旋风除尘器出气口332连接所述电除尘器的电除尘器进气口。所述输送机35设置在所述炉气冷却器尘砂出口、所述旋风除尘器尘砂出口、所述电除尘器底部灰斗的下方。所述钼焙砂冷却滚筒361连接所述钼焙砂排出口9，钼尘砂冷却滚筒362连接所述输送机35。
如图4所示，所述炉气冷却器32还设置有炉气冷却管道324，所述炉气冷却管道324分别连接所述设置在上部的炉气冷却器进气口321、设置在中部的炉气冷却器出气口322、设置在底部的炉气冷却器烟尘收集斗323。
如图5所示，所述旋风除尘器33的中部还设置有气体烟尘分离锥体334，所述气体烟尘分离锥体334分别连接所述设置在上部的旋风除尘器进气口331、设置在上部的旋风除尘器出气口332、设置在底部的旋风除尘器烟尘收集斗333。
实施例1
贮存在料斗内的高碳镍钼矿用皮带喂料机加入沸腾焙烧炉，入炉后与鼓风机送入的空气中氧气燃烧，进行脱硫、脱碳主反应。带宽650mm皮带机均匀加料，沸腾炉面积5～12m2，每小时投料2～4t，焙烧温度700～750℃，炉内停留时间2～3h，含硫从26%左右降至2.8%（砂）～3.8%（尘）。
沸腾焙烧炉顶部出SO2炉气依次经炉气冷却器、旋风除尘器、电收尘器除尘、降温后去制酸装置（SO2浓度达7%），生产工业硫酸。除下的烟尘用埋刮板机汇集，再进入冷却滚筒排渣机。
沸腾焙烧炉排出的高温镍钼焙砂及埋刮板机收集的高温烟尘采用淋降或浸没式冷却滚筒排渣机降温，出口温度≤60℃；焙砂占比70%，烟尘占比30%。焙砂、烟尘金属含量及粒度不同，可用不同湿法冶炼工艺处理。
实施例2
贮存在料斗内高碳镍钼矿用皮带喂料机加入沸腾焙烧炉，入炉后与鼓风机送入的空气中氧气燃烧，进行脱硫、脱碳主反应。带宽650皮带机均匀加料，沸腾焙烧炉面积5～12m2，每小时投料2～4t，焙烧温度700～750℃，炉内停留时间3～4h,含硫从26%左右降至2.5%（砂）～3.5%（尘）。
沸腾焙烧炉顶部出SO2炉气依次经炉气冷却器、旋风除尘器、电收尘器除尘、降温后去制酸装置（SO2浓度达7%），生产工业硫酸。除下的烟尘用埋刮板机汇集，再进入冷却滚筒排渣机。
沸腾焙烧炉排出的高温镍钼焙砂及埋刮板机收集的高温烟尘采用淋降或浸没式冷却滚筒排渣机降温，出口温度≤60℃；焙砂占比70%，烟尘占比30%。焙砂、烟尘金属含量及粒度不同，可用不同湿法冶炼工艺处理。
实施例3
在贵州省织金县贵州华挂钼镍股份有限公司，设计并建设了一套日处理量42吨钼镍矿(即年处理钼镍矿量约为1.4万吨)的沸腾炉焙烧及其焙烧尾气制酸系统。设计技术指标为：焙砂产量约10150t/a，焙砂中残S量约3%，回收沸腾焙烧炉出口的高温SO2炉气，年副产93%硫酸约1万吨（折100%，设计时装置己预留10%生产中余量）。2012年4月中旬开车试生产，经过近一个月的生产运行表明：主要技术指标及装置能力基本都达到了设计要求和预期目标。硫烧出率达到92%左右。
贵州织金钼镍矿基本成份如下：
主要成份为：钼5.5%；镍3%；硫24%；磷1%；砷～0.7%；钙9%；碳11%；铁3.5%；二氧化硅13.5%；含水份～5%；粒度-80目。
该实施以本发明所提供的高碳钼镍矿用的沸腾焙烧炉及系统来实现，结合一转一吸常规制酸工艺。
主要工艺指标：
净化SO2收率≥98.5%；
净化气酸雾≤0.005g/m3；
净化气含尘≤0.003g/m3；
净化气含砷≤0.001g/m3；
净化气含氟≤0.003g/m3；
干燥气含水量≤0.1g/m3；
转化率～90%；
总吸收率～99.9%；
稀酸（泥）量≤350Kg/h；
尾气中SO20.23～0.26；
三废排放符合GB26132-2010国家标准；
主要核心设备沸腾焙烧炉的结构、材质及特点：
沸腾焙烧炉的炉体为钢壳内衬石棉板、保温砖、耐火砖；炉顶采用耐火砖拱顶。本装置沸腾焙烧炉有关主要技术参数列表如下，风帽选用耐热耐磨合金风帽，材质为ZGCr28。
钼镍矿沸腾焙烧炉技术特性表
| 序号 | 名称(设计技术参数) | 单位 | 数量 | 备注 |
| 1 | 投干矿量(含S24.26%) | t/d | 48 | |
| 2 | 焙烧强度 | t/㎡·d | 6.8 | 以干矿计9 --> |
| 3 | 沸腾层面积 | ㎡ | 7.07 | |
| 4 | 扩大部炉膛面积 | ㎡ | 15.9 | |
| 5 | 炉膛容积 | m3 | 119 | |
| 6 | 沸腾层高度 | mm | 1000 | |
| 7 | 沸腾焙烧炉温度 | ℃ | 700-750 | |
| 8 | 炉气出口温度 | ℃ | 700-750 | |
| 9 | 鼓风量 | Nm3/h | 4500 | |
| 10 | 风帽孔速 | m/s | 60.8 | |
| 11 | 沸腾层操作气速 | m/s | 0.63 | |
| 12 | 炉气停留时间 | S | 26 | |
| 13 | 冷却水箱面积 | ㎡ | 8.8 |
本发明所提供的沸腾焙烧炉沸腾状态良好，操作稳定，沸腾焙烧炉底、中、上、各层温度均衡，各点温差不超过20℃；生产便于调节，灵敏度较高，可操作性强；镍钼矿采用沸腾焙烧，其炉子焙烧强度远超过单膛、多膛和回转窑设备，更是落后的反射炉所无法比拟的，更重要的是生产系统连续性大大提高；生产现场的环境好，操作工人基本上没有什么劳动量；沸腾焙烧炉出口的SO2气体浓度有较大提高，为烟气脱硫后硫的回收利用创造了良好的条件，配置四段一次转化工艺后，可生产出合格的工业硫酸产品，在达到环保效益的同时，还创造出了良好的社会效益。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种高碳钼镍矿用的沸腾焙烧炉，包括气室及沸腾焙烧炉本体，所述气室设置空气进气管道，所述沸腾焙烧炉本体包括设置在所述沸腾焙烧炉本体底部的板状的空气分布装置、设置在中部的炉壁、设置在顶部的炉顶，所述空气分布装置、炉壁、炉顶紧密连接，并合围成沸腾炉燃烧室，所述沸腾炉燃烧室包括下部的镍钼矿沸腾燃烧室及上部的沸腾炉上部燃烧室，其中：
所述空气进气管道的入口端伸出到所述气室的外部，所述空气进气管道的出口端连接所述空气分布装置，所述沸腾焙烧炉本体设置镍钼矿入口，其连接所述镍钼矿沸腾燃烧室；所述沸腾焙烧炉本体设置炉气出口，其连接所述沸腾炉上部燃烧室；所述沸腾焙烧炉本体在其下部设置钼焙砂排出口，所述钼焙砂排出口连接所述镍钼矿沸腾燃烧室；
所述空气分布装置包括分布板及风帽，所述分布板包括上层及下层，所述上层连接所述镍钼矿沸腾燃烧室，其中：所述上层为耐火泥抹面层，其材料的组成及各组份的重量份数为：密度为42°Be、比重为1.38的水玻璃350～400份，氟硅酸钠20份，粒度小于0.088mm的颗粒的重量百分数不小于70％的熟粘土粉500份，粒度为0.5～1mm的耐火粘砖砂750份，粒度为1～5mm的耐火粘土碎块500份；所述下层为耐火砖碎块固定层，其材料的组成及各组份的重量百分数为：粒度为1～5mm的耐火砖碎块70％，硅藻土30％。
2.根据权利要求1所述高碳钼镍矿用的沸腾焙烧炉，所述风帽包括风帽座、风帽管、圆形或椭圆形的风帽头，所述风帽座为通孔气管，所述风帽头上设置有空气出风小孔，所述风帽头紧密连接所述风帽管，并一起套设在所述风帽座的管身上，其中：
所述风帽座贯穿所述分布板，其一端连接所述空气进气管道的出口端，其另一端连接所述空气出风小孔；所述风帽头伸入到所述镍钼矿沸腾燃烧室内，所述空气出风小孔设置在所述风帽头的伸入到所述镍钼矿沸腾燃烧室内的部分上。
3.根据权利要求1所述高碳钼镍矿用的沸腾焙烧炉，其特征在于：所述炉壁包括外层、中间层的保温材料层、内层的耐火材料层。
4.根据权利要求1所述高碳钼镍矿用的沸腾焙烧炉，其特征在于：所述炉顶包括拱顶、顶部保温层、顶盖。
5.根据权利要求4所述高碳钼镍矿用的沸腾焙烧炉，其特征在于：所述拱顶的材质为低钙铝酸盐耐热混凝土。
6.根据权利要求1所述高碳钼镍矿用的沸腾焙烧炉，其特征在于：所述炉壁外侧设置保温层。
7.一种高碳钼镍矿用的沸腾焙烧系统，包括权利要求1至6任一所述的沸腾焙烧炉、炉气冷却器、旋风除尘器、电除尘器、输送机、冷却滚筒以及向所述沸腾焙烧炉提供进料的进料装置，所述炉气冷却器包括设置在自身上部的炉气冷却器进气口、设置在自身中部的炉气冷却器出气口、设置在自身底部的炉气冷却器烟尘收集斗，所述炉气冷却器烟尘收集斗上设置有炉气冷却器尘砂出口；所述旋风除尘器包括设置在自身上部的旋风除尘器进气口、设置在自身上部的旋风除尘器出气口、设置在自身底部的旋风除尘器烟尘收集斗，所述旋风除尘器烟尘收集斗设置有旋风除尘器尘砂出口；所述电除尘器设置有电除尘器进气口、电除尘器出气口、电除尘器底部灰斗，所述电除尘器底部灰斗设置有电除尘器底部灰斗出口；所述冷却滚筒包括钼焙砂冷却滚筒、钼尘砂冷却滚筒，其中：
所述沸腾焙烧炉本体的炉气出口连接所述炉气冷却器的炉气冷却器进气口，所述炉气冷却器的炉气冷却器出气口连接所述旋风除尘器的进气口，所述旋风除尘器的旋风除尘器出气口连接所述电除尘器的电除尘器进气口；
所述输送机设置在所述炉气冷却器尘砂出口、所述旋风除尘器尘砂出口、所述电除尘器底部灰斗的下方；
所述钼焙砂冷却滚筒连接所述钼焙砂排出口，钼尘砂冷却滚筒连接所述输送机。
8.根据权利要求7所述的高碳钼镍矿用的沸腾焙烧系统，其特征在于：所述炉气冷却器还设置有炉气冷却管道，所述炉气冷却管道分别连接所述设置在上部的炉气冷却器进气口、设置在中部的炉气冷却器出气口、设置在底部的炉气冷却器烟尘收集斗。
9.根据权利要求7或8所述的高碳钼镍矿用的沸腾焙烧系统，其特征在于：所述旋风除尘器的中部还设置有气体烟尘分离锥体，所述气体烟尘分离锥体分别连接所述设置在上部的旋风除尘器进气口、设置在上部的旋风除尘器出气口、设置在底部的旋风除尘器烟尘收集斗。
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