CN105603177B - 一种劣质煤提钒富氧焙烧的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明一种劣质煤提钒富氧焙烧的方法及装置，通过采用一次富氧、二次富氧及二次富氧入口向下倾斜的焙烧方法，实现调节进入竖式移动床内富氧量及其流动状态的目的，确保将劣质煤中三价钒完全氧化为可溶于酸的五价钒。富氧氧化焙烧产生的800℃高温烟气余热采用余热锅炉生产蒸汽的方法回收，保证了高温烟气余热资源的高效利用。与余热锅炉换热后的烟气进一步用于物料的预热，实现余热资源的合理分配和梯级利用。竖式移动床一次富氧入口和煤渣出口的相邻设置，一次富氧和煤渣进行气固换热实现了一次富氧预热和煤渣降温的双重目的。

Description

一种劣质煤提钒富氧焙烧的方法及装置

技术领域

本发明涉及钒主要以类质同象形式存在于硅酸盐晶格中的劣质煤提钒生产领域，尤其涉及一种劣质煤提钒富氧焙烧的方法及装置。

背景技术

劣质煤提钒技术难点就是尽可能将矿物中的三价低价钒氧化成五价的高价钒，选择劣质煤提钒的生产工艺主要取决于钒在劣质煤矿石中的赋存状况。若劣质煤中的钒主要以吸附形式存在，则可选用湿法工艺提钒，通过对劣质煤用酸或碱溶液直接浸出可使钒以各种钒酸根离子的形式溶解在溶液中；若劣质煤中的钒主要以类质同相形式存在于硅酸盐矿物晶格中，此类劣质煤矿石很难直接用湿法工艺浸出钒，可采用火法工艺通过氧化焙烧的方法破坏晶体结构，使赋存于晶格中的五价钒转化为易浸出的钒酸盐，达到含钒化合物从固体形态当中转移到溶液的目的。

现有的富氧焙烧提钒技术普遍存在燃烧不充分、氧化不彻底的情况。同时对高温余热不能高效的利用，浪费余热资源。

发明内容

本发明的目的是提供一种劣质煤提钒富氧焙烧的方法及装置，通过采用一次富氧、二次富氧及二次富氧入口向下倾斜的焙烧方法，实现调节进入竖式移动床内富氧量及其流动状态的目的，确保将劣质煤中三价钒完全氧化为可溶于酸的五价钒。富氧氧化焙烧产生的800℃高温烟气余热采用余热锅炉生产蒸汽的方法回收，保证了高温烟气余热资源的高效利用。与余热锅炉换热后的烟气进一步用于物料的预热，实现余热资源的合理分配和梯级利用。竖式移动床一次富氧入口和煤渣出口的相邻设置，一次富氧和煤渣进行气固换热实现了一次富氧预热和煤渣降温的双重目的。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种劣质煤提钒富氧焙烧的方法，采用双通道的方式向竖式移动床内吹氧，使竖式移动床内部的富氧形成流动状态进行燃烧，使移动床内劣质煤中的三价钒充分氧化；对产生的高温烟气的余热进行梯级再利用，实现余热资源的合理分配；对高温煤渣的余热进行再利用，通过一次富氧和高温煤渣进行气固换热来实现一次富氧预热和煤渣降温的双重目的；具体如下：

1)在竖式移动床的底部和侧面分别设置一个吹氧通道：占总吹氧量60％-70％的一次富氧从竖式移动床的底部均匀吹入，为氧化焙烧提供主要燃烧介质，30％-40％的二次富氧从竖式移动床的侧面向下倾斜吹入，为氧化焙烧提供辅助燃烧介质，同时向下倾斜吹入的气流会加速竖式移动床内的气体流动，保证劣质煤能充分燃烧，使劣质煤中的三价钒充分氧化；

2)焙烧产生的800℃的高温烟气经一次除尘后进入到余热锅炉，余热锅炉利用高温烟气的余热生产蒸汽进行热能再利用；

3)与余热锅炉换热后的烟气经二次除尘后，烟气被输送至竖式移动床的下料通道，对物料进行预热；

4)高温煤渣从与一次富氧入口相邻的煤渣出口排出，排出过程中与一次富氧进行气固换热，提高进入竖式移动床的一次富氧的温度，同时降低排出煤渣的温度。

一种劣质煤提钒富氧焙烧的方法采用的装置，包括空气系统、氧气系统、混合器、竖式移动床、一次除尘器、余热锅炉、二次除尘器、引风机；所述空气系统与氧气系统分别连接混合器，混合器的出口通过两个设置有流量调节阀的管道分别连接竖式移动床底部的一次富氧入口和侧面的二次富氧入口，竖式移动床的烟气出口通过烟气主管道与一次除尘器烟气入口连接，一次除尘器烟气出口通过烟气主管道与余热锅炉烟气入口连接，余热锅炉烟气出口通过烟气管道与二次除尘器烟气入口相连，二次除尘器烟气出口经过引风机和烟气管道连接竖式移动床的炉料预热烟气入口。

所述竖式移动床包括下料装置、一次富氧入口、二次富氧入口、炉篦、煤渣出口、烟气出口，下料装置设置在竖式移动床顶部，一次富氧入口设置在竖式移动床底部，二次富氧入口设置在竖式移动床靠近混合器一侧的中部侧壁上，烟气出口设置在竖式移动床靠近一次除尘器一侧的上部侧壁上，炉篦安装在竖式移动床的底部，与一次富氧入口相连通，煤渣出口设置在竖式移动床底部、一次富氧入口的外周。

在所述的下料装置上设置有炉料预热烟气入口和炉料预热烟气出口。

所述二次富氧入口向下成30°—60°角倾斜。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

一种劣质煤提钒富氧焙烧的方法及装置，竖式移动床采用一次富氧、二次富氧及二次富氧入口向下倾斜的焙烧方法，确保将劣质煤中三价钒完全氧化为可溶于酸的五价钒；余热锅炉回收焙烧产生的800℃高温烟气的余热生产蒸汽，避免余热资源的浪费；与余热锅炉换热后的烟气进一步预热物料、进入一次富氧入口的富氧与正在排出的煤渣之间的气固换热，均有利于降低富氧消耗量和烟气产生量，实现余热资源的合理分配和梯级利用。

附图说明

图1是本发明一种劣质煤提钒富氧焙烧装置的结构示意图；

图2是本发明中竖式移动床的结构示意图；

图中：1-储料仓、2-下料装置、3-炉料预热烟气入口、4-竖式移动床、5-竖式移动床烟气出口、6-一次富氧入口、7-炉篦、8-煤渣出口、9-二次富氧入口、10-炉料预热烟气出口、11-空气系统、12-混合器空气入口、13-混合器、14-混合器氧气入口、15-氧气系统、16-一次除尘器烟气入口、17-一次除尘器、18-一次除尘器烟气出口、19-一次除尘器粉尘出口、20-余热锅炉烟气入口、21-余热锅炉、22-余热锅炉热水出口、23-汽水分离器热水入口、24-汽水分离器、25-汽水分离器冷水出口、26-余热锅炉冷水入口、27-汽水分离器蒸汽出口、28-余热锅炉烟气出口、29-二次除尘器烟气入口、30-二次除尘器、31-二次除尘器烟气出口、32-二次除尘器粉尘出口、33-引风机烟气入口、34-引风机、35-引风机烟气出口、36-混合器出口、37-烟气主管道、38-一次富氧调节阀、39-二次富氧调节阀。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的实施方式进一步说明：

一种劣质煤提钒富氧焙烧的方法，采用双通道的方式向竖式移动床内吹氧，使竖式移动床内部的富氧形成流动状态进行燃烧，使移动床内劣质煤中的三价钒充分氧化；对产生的高温烟气的余热进行梯级再利用，实现余热资源的合理分配；对高温煤渣的余热进行再利用，通过一次富氧和高温煤渣进行气固换热来实现一次富氧预热和煤渣降温的双重目的；具体如下：

1)在竖式移动床的底部和侧面分别设置一个吹氧通道：占总吹氧量60％-70％的一次富氧从竖式移动床的底部均匀吹入，为氧化焙烧提供主要燃烧介质，30％-40％的二次富氧从竖式移动床的侧面向下倾斜吹入，为氧化焙烧提供辅助燃烧介质，同时向下倾斜吹入的气流会加速竖式移动床内的气体流动，保证劣质煤能充分燃烧，使劣质煤中的三价钒充分氧化；

2)焙烧产生的800℃的高温烟气经一次除尘后回收到余热锅炉中，余热锅炉利用高温烟气的余热生产蒸汽进行热能再利用；

3)与余热锅炉换热后的烟气经二次除尘后，烟气被输送至竖式移动床的下料通道，对物料进行预热；

4)高温煤渣从与一次富氧入口相邻的煤渣出口排出，排出过程中与一次富氧进行气固换热，提高进入竖式移动床的一次富氧的温度，同时降低排出煤渣的温度。

如图1所示，一种劣质煤提钒富氧焙烧的方法采用的装置，包括空气系统11、氧气系统15、混合器13、竖式移动床4、一次除尘器17、余热锅炉21、二次除尘器30、引风机34；所述空气系统11与氧气系统15分别连接混合器13，混合器13的出口通过两个设置有流量调节阀38、39的管道分别连接竖式移动床4底部的一次富氧入口6和侧面的二次富氧入口9，竖式移动床4的烟气出口5通过烟气主管道37与一次除尘器烟气入口16连接，一次除尘器烟气出口18通过烟气主管道与余热锅炉烟气入口20连接，余热锅炉烟气出口28通过烟气管道与二次除尘器烟气入口29相连，二次除尘器烟气出口31经过引风机34和烟气管道连接竖式移动床的炉料预热烟气入口3。

如图2所示，所述竖式移动床4包括下料装置2、一次富氧入口6、二次富氧入口9、炉篦7、煤渣出口8、烟气出口5；下料装置2设置在竖式移动床4顶部，一次富氧入口6设置在竖式移动床4底部，二次富氧入口9设置在竖式移动床4靠近混合器13一侧的中部侧壁上，烟气出口5设置在竖式移动床4靠近一次除尘器17一侧的上部侧壁上，炉篦7安装在竖式移动床4的底部，与一次富氧入口6相连通，炉篦7可确保一次富氧进入竖式移动床4内底部时的均匀性，煤渣出口8设置在竖式移动床4底部、一次富氧入口6的外周。

在所述的下料装置2上设置有炉料预热烟气入口3和炉料预热烟气出口10。炉料预热烟气入口3、炉料预热烟气出口10分别设置在下料装置2靠近一次除尘器17一侧的底部和顶部。在下料装置2的顶端设置有储料仓1。

所述二次富氧入口向下成30°-60°角倾斜。

空气系统11提供的空气与氧气系统15提供的氧气在混合器13中混合均匀，混合器13均匀混合的富氧经过混合器出口36，在一次富氧调节阀38、二次富氧调节阀39的控制下分别有60％-70％的富氧经富氧主管道进入一次富氧入口6，30％-40％的富氧经富氧支管道进入二次富氧入口9。从一次富氧入口6进入的富氧经过炉篦7均匀地从竖式移动床4的底部向上喷出，经过二次富氧入口9的富氧斜向下方直接吹向竖式移动床4内炉底的位置。一次富氧为竖式移动床4的氧化焙烧提供主要燃烧介质，二次富氧为竖式移动床4的氧化焙烧提供辅助燃烧介质。

储料仓1中的劣质煤粒通过控制阀进入到下料装置2，下料装置2中的劣质煤粒经烟气预热后进入竖式移动床4散落在炉篦7上，一次富氧与劣质煤粒在炉篦7上均匀分布经人工点火进行氧化焙烧。二次富氧入口9向下倾斜设置，使得二次富氧可以直接喷向炉篦7上正在氧化焙烧的劣质煤粒，搅动富氧流动，充分燃烧氧化。

氧化焙烧产生的800℃的高温烟气经一次除尘器17除尘、余热锅炉21换热、二次除尘器30进一步除尘、引风机34引风后进入炉料预热烟气入口3，进入下料装置2的烟气预热炉料后从炉料预热烟气出口10排出。引风机34为回流入下料装置2的烟气提供流动动力。

余热锅炉21通过管道连接汽水分离器24，余热锅炉21与高温烟气换热产生的热水经余热锅炉热水出口22、热水管道进入汽水分离器。汽水分离器分离出来的冷水重新进入余热锅炉21进行换热。汽水分离器24内产生的蒸汽从汽水分离器蒸汽出口27处引出，进行热资源再利用。

氧化焙烧产生的煤渣经煤渣出口8排出，由于煤渣出口8与一次富氧入口6相邻设置，排出的煤渣与一次富氧之间会进行气固换热，对进入竖式移动床4的一次富氧进行预热，同时会降低排出煤渣的温度。

一次除尘器17内产生的粉尘从一次除尘器粉尘出口19处流出。二次除尘器30内产生的粉尘从二次除尘器粉尘出口32处流出。

上面所述仅是本发明的基本原理，并非对本发明作任何限制，凡是依据本发明对其进行等同变化和修饰，均在本专利技术保护方案的范畴之内。

Claims (3)

1.一种劣质煤提钒富氧焙烧的方法，其特征在于，采用双通道的方式向竖式移动床内吹氧，使竖式移动床内部的富氧形成流动状态进行燃烧，使移动床内劣质煤中的三价钒充分氧化；对产生的高温烟气的余热进行梯级再利用，实现余热资源的合理分配；对高温煤渣的余热进行再利用，通过一次富氧和高温煤渣进行气固换热来实现一次富氧预热和煤渣降温的双重目的；具体如下：

1)在竖式移动床的底部和侧面分别设置一个吹氧通道：占总吹氧量60％-70％的一次富氧从竖式移动床的底部均匀吹入，为氧化焙烧提供主要燃烧介质；二次富氧入口向下成30°—60°角倾斜，30％-40％的二次富氧从竖式移动床的侧面向下倾斜吹入，为氧化焙烧提供辅助燃烧介质，同时向下倾斜吹入的气流会加速竖式移动床内的气体流动，保证劣质煤能充分燃烧，使劣质煤中的三价钒充分氧化；

2)焙烧产生的800℃的高温烟气经一次除尘后进入到余热锅炉，余热锅炉利用高温烟气的余热生产蒸汽进行热能再利用；

3)在下料装置上设置有炉料预热烟气入口和炉料预热烟气出口，与余热锅炉换热后的烟气经二次除尘后，烟气被输送至竖式移动床的下料通道，对物料进行预热；

4)煤渣出口设置在竖式移动床底部、一次富氧入口的外周，高温煤渣从与一次富氧入口相邻的煤渣出口排出，排出过程中与一次富氧进行气固换热，提高进入竖式移动床的一次富氧的温度，同时降低排出煤渣的温度。

2.一种如根据权利要求1所述的劣质煤提钒富氧焙烧的方法采用的装置，其特征在于，包括空气系统、氧气系统、混合器、竖式移动床、一次除尘器、余热锅炉、二次除尘器、引风机；所述空气系统与氧气系统分别连接混合器，混合器的出口通过两个设置有流量调节阀的管道分别连接竖式移动床底部的一次富氧入口和侧面的二次富氧入口，竖式移动床的烟气出口通过烟气主管道与一次除尘器烟气入口连接，一次除尘器烟气出口通过烟气主管道与余热锅炉烟气入口连接，余热锅炉烟气出口通过烟气管道与二次除尘器烟气入口相连，二次除尘器烟气出口经过引风机和烟气管道连接竖式移动床的炉料预热烟气入口。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述竖式移动床包括下料装置、一次富氧入口、二次富氧入口、炉篦、煤渣出口、烟气出口，下料装置设置在竖式移动床顶部，一次富氧入口设置在竖式移动床底部，二次富氧入口设置在竖式移动床靠近混合器一侧的中部侧壁上，烟气出口设置在竖式移动床靠近一次除尘器一侧的上部侧壁上，炉篦安装在竖式移动床的底部，与一次富氧入口相连通，煤渣出口设置在竖式移动床底部、一次富氧入口的外周。