CN107022675A - 一种焙烧/蒸馏系统及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种焙烧/蒸馏系统及其应用，该焙烧/蒸馏系统包括：焙烧/蒸馏炉壳体，设置于焙烧/蒸馏炉壳体外的进料装置、焙烧/蒸馏渣出料装置和第二排出管，以及纵向设置于焙烧/蒸馏炉壳体内的焙烧/蒸馏单元。本发明提供的焙烧/蒸馏系统具有结构简单、焙烧/蒸馏效率高、可实现连续生产，且工艺生产成本低、绿色环保等优点。

Description

一种焙烧/蒸馏系统及其应用
技术领域
本发明属于化工冶金技术领域，具体涉及一种焙烧/蒸馏系统及其应用。
背景技术
目前用于保护气氛焙烧的设备主要是回转窑、隧道窑和真空炉，但是回转窑和隧道窑采用较为低成本的煤、煤气或其他燃料时，其燃料加热气流必须与焙烧或蒸馏物料接触，必然造成焙烧或蒸馏物料蒸发或挥发物与加热气流中的氧和碳发生反应，因此，回转窑和隧道窑的使用范围有限。另外回转窑由于需要动力和保温较差，消耗了大量的电力和热能；对于一些需要使用回转窑球进行球团焙烧的工艺，一方面由于回转窑需要将焙烧物料不断抛落，造成部分球团破碎，影响了工艺指标；另一方面由于回转窑的单位生产能力较小，所以使得工厂的焙烧设备投资巨大。真空炉虽然能实现保护气氛焙烧，但是存在不能连续生产和能耗高的问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明的一个目的在于提供一种焙烧/蒸馏系统。
本发明的另一目的在于提供上述焙烧/蒸系统的应用。
为达上述目的，一方面，本发明提供了一种焙烧/蒸馏系统，该系统包括：
焙烧/蒸馏炉壳体，设置于焙烧/蒸馏炉壳体外的进料装置、焙烧/蒸馏渣出料装置和第二排出管，以及纵向设置于焙烧/蒸馏炉壳体内的焙烧/蒸馏单元；
所述焙烧/蒸馏单元包括物料通道、热气流通道以及若干第一排出管；所述物料通道的上端口与进料装置连通，下端口与焙烧/蒸馏渣出料装置连通；所述热气流通道贴合于物料通道设置，用于向物料通道传递进行焙烧/蒸馏的热量；所述第一排出管的一端与物料通道连通，另一端伸入焙烧/蒸馏炉壳体内的空腔处，用于将物料通道中的挥发物排入焙烧/蒸馏炉腔内；
在上述焙烧/蒸馏系统中，第一排出管将所有物料通道中的挥发物排到焙烧/蒸馏炉腔内，而不是直接外排到焙烧/蒸馏炉外；所有内排到焙烧/蒸馏炉腔中的挥发物，通过连接在焙烧/蒸馏炉壳体上的第二排出管外排到焙烧/蒸馏炉外。第一排出管一般设置为多个，并且均匀布置于物料通道上。
在上述焙烧/蒸馏系统中，焙烧/蒸馏单元的大小和具体位置可根据焙烧/蒸馏炉壳体内部空间和生产要求进行确定。另外，焙烧/蒸馏单元与焙烧/蒸馏炉壳体内壁之间需要有适当的空间，以使第一排出管引出的挥发物都能从第二排出管顺利排出焙烧/蒸馏炉壳体外。
在上述焙烧/蒸馏系统中，优选地，该系统中的焙烧/蒸馏单元为多个，优选为1-20个。在本发明提供的一种优选实施方式中，该系统配制有与焙烧/蒸馏单元相对应数目的进料装置和焙烧/蒸馏渣出料装置。这些进料装置也可以是由一个总的进料设备供料，而多个焙烧/蒸馏渣出料装置也可以汇集到一个总的出料设备统一出料。
在上述焙烧/蒸馏系统中，进料装置除了向物料通道输送待焙烧/蒸馏物料外，必要时还可以引入气体，例如保护气体或反应气体等。
在上述焙烧/蒸馏系统中，优选地，焙烧/蒸馏单元中的物料通道和热气流通道以相互间隔排布方式设置。在本发明提供的一种优选实施方式中，焙烧/蒸馏单元由一个物料通道和两个热气流通道组成，两个热气流通道分别设置于物料通道两侧。在本发明提供的另一种优选实施方式中，所述焙烧/蒸馏单元由两个物料通道和三个热气流通道组成。以上方式中，第一排出管在连通物料通道和焙烧/蒸馏炉壳体空腔的同时，需要穿过热气流通道，此时要注意穿设孔的密封，防止热气流通道与焙烧/蒸馏炉内腔相通。
在上述焙烧/蒸馏系统中，优选地，所述焙烧/蒸馏单元整体为一上下贯通的矩形容器，所述矩形容器的内部设置有若干垂向隔板，所述垂向隔板将矩形容器的内部空间分隔出间隔排布的物料通道和热气流通道；所述物料通道的侧壁上均匀分布有若干第一排出管。这种设置方式可以大大简化设备构造，既有利于降低设备成本也有利于使用过程中设备的维护和清洁，且更适用于固体物料的焙烧工艺。
在上述焙烧/蒸馏系统中，优选地，该系统还包括设置于焙烧/蒸馏炉壳体外的冷却器和负压装置，其中，所述冷却器的一端与第二排出管连通，另一端与负压装置连通；优选地，所述负压装置包括真空泵或抽风机。负压装置可根据需要将焙烧/蒸馏炉腔内形成负压；其负压真空度可根据工艺需要确定。
在上述焙烧/蒸馏系统中，优选地，该系统还包括设置于焙烧/蒸馏炉壳体外的加热装置，所述加热装置用于对热气流通道中的加热气体进行加热，或直接产生热气流进入热气流通道。进一步优选地，所述热气流通道的出口端设置于焙烧/蒸馏炉壳体侧壁上部。
在上述焙烧/蒸馏系统中，优选地，所述进料装置设置于焙烧/蒸馏炉壳体顶部，所述出料装置设置于焙烧/蒸馏炉壳体侧壁的下部，所述加热装置设置于焙烧/蒸馏炉壳体底部。
在上述焙烧/蒸馏系统中，优选地，所述进料装置由给料斗和进料斗组成，二个斗上部均装有锁紧阀门；锁紧阀门定时开启，以避免进料时外部气体进入焙烧/蒸馏炉壳体内腔；所述焙烧/蒸馏渣出料装置由集料斗和排料斗组成，二个斗下部均装有锁紧阀门；锁紧阀门定时开启，以避免出料时外部气体进入焙烧/蒸馏炉壳体内腔。这种设置可以使焙烧/蒸馏系统实现安全化的连续生产作业。
在上述焙烧/蒸馏系统中，优选地，所述焙烧/蒸馏炉壳体为刚性结构，内壁衬有耐温层，外壁有保温层。进一步优选地，所述物料通道的通道壁由具有耐热防腐不锈钢材料制成；物料通道的通道壁衬有耐热耐磨防腐材料层；所述耐热耐磨防腐材料包括氧化铝、氧化锆、碳化硅或铸石。
在上述焙烧/蒸馏系统中，各装置的连接部位设置有必要的密封件，焙烧/蒸馏炉壳体内部还可设置加固件，以满足真空环境下(相对真空度大于-0.097兆帕或绝对真空度小于0.003兆帕)的作业要求。
另一方面，本发明提供了上述焙烧/蒸馏系统在焙烧脱硫工艺或蒸馏脱硫工艺中的应用；优选地，所述焙烧脱硫工艺包括：硫铁矿脱硫焙烧工艺或硫化铜矿脱硫焙烧工艺；所述蒸馏脱硫工艺包括：氧化铁和单质硫混合物蒸馏脱硫工艺或硫化亚铜与氧化铁以及单质硫混合物蒸馏脱硫工艺。
在上述焙烧/蒸馏系统在焙烧脱硫工艺或蒸馏脱硫工艺中的应用中，优选地，在所述硫铁矿脱硫焙烧工艺中，焙烧条件为：445-1100℃下焙烧10分钟至120分钟。
在上述焙烧/蒸馏系统在焙烧脱硫工艺或蒸馏脱硫工艺中的应用中，优选地，在所述硫化铜矿脱硫焙烧工艺中，焙烧条件为：500-1100℃下焙烧10分钟至150分钟。
在上述焙烧/蒸馏系统在焙烧脱硫工艺或蒸馏脱硫工艺中的应用中，优选地，在所述氧化铁和单质硫混合物蒸馏脱硫工艺中，蒸馏条件为：160-290℃下蒸馏为10分钟至120分钟。
在上述焙烧/蒸馏系统在焙烧脱硫工艺或蒸馏脱硫工艺中的应用中，优选地，在所述硫化亚铜和氧化铁以及单质硫混合物蒸馏脱硫工艺中，蒸馏条件为：160-290℃下蒸馏为10分钟至120分钟。
利用本发明提供的焙烧/蒸馏系统进行焙烧/蒸馏操作时，物料所需的焙烧/蒸馏温度和时间，可根据物料特性和工艺需要进行确定；通过调节物料通道的长度和物料通道底部下端口的大小可以确定和满足物料的焙烧/蒸馏时间；通过增加焙烧/蒸馏单元或单元组的数量可以增加焙烧/蒸馏系统的能力。通过调节热气流的温度和流速，可以调节物料的焙烧/蒸馏温度。
本发明提供的焙烧/蒸馏系统的主要优点在于：
(1)采用本发明提供的焙烧/蒸馏系统进行物料焙烧/蒸馏，可实现加热气流与焙烧/蒸馏的隔离，避免了加热气流中的氧、碳与焙烧/蒸馏物料和焙烧/蒸馏挥发物发生反应，可有效实现焙烧/蒸馏物料的隔绝焙烧/蒸馏。
(2)采用本发明提供的焙烧/蒸馏系统，由于可实现加热气流与焙烧/蒸馏挥发物气流分隔，因此，可以使加热气流中的余热更容易回收利用，降低工厂的能耗。
(3)采用本发明提供的焙烧/蒸馏系统，可以实现和采用真空形式进行物料的焙烧/蒸馏，可大幅度降低所需的焙烧/蒸馏时间；采用焙烧/蒸馏系统进行氧化铁与单质硫混合物真空蒸馏脱硫，可以在较低温度下，实现单质硫的分离。由于焙烧/蒸馏时间大幅度降低，其焙烧/蒸馏工艺将更加简单；采用焙烧/蒸馏方式进行物料的焙烧/蒸馏，没有粉尘飘扬，因此不需要除尘设备，产品质量将更好；生产成本也大幅度降低。
(4)采用本发明提供的焙烧/蒸馏系统其焙烧/蒸馏炉没有运动部件，因此，不但可以节省大量电力，还可以提高设备的效率。同时在焙烧/蒸馏炉内可以安装多个的焙烧/蒸馏单元或单元组，有利于提高焙烧/蒸馏炉的产量，降低能耗。
(5)焙烧/蒸馏系统相对简单，运动部件少，并且工艺设备中涉及的装置大多为常规装置，项目投资较低；因此，在技术上和经济上均具有可行性，并具有较强的可实施性。
附图说明
图1为实施例1中焙烧/蒸馏系统的正视图；
图2为实施例1中焙烧/蒸馏系统的侧视图B-B；
图3为实施例1中焙烧/蒸馏系统的立体图；
图4为实施例1中焙烧/蒸馏系统中焙烧/蒸馏单元的立体图。
附图标号说明：
1—焙烧/蒸馏炉壳体，2—物料通道，3—热气流通道，4—冷却器，5—真空泵，6—加热装置，7—进料装置，8—焙烧/蒸馏渣出料装置，9—第一排出管，10—出料通道，11—热气流排出管，12—第二排出管。
具体实施方式
以下通过具体实施例详细说明本发明的实施过程和产生的有益效果，旨在帮助阅读者更好地理解本发明的实质和特点，不作为对本案可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供了一种焙烧/蒸馏系统(正视图见图1，侧视图B-B见图2，立体图见图3)，该系统包括：
焙烧/蒸馏壳体，垂直布置的互相平行的两个焙烧/蒸馏单元，焙烧/蒸馏单元(立体图见图4)垂直设置于焙烧/蒸馏炉壳体1内；焙烧/蒸馏单元的为一上下贯通的狭长矩形，焙烧/蒸馏单元由两个物料通道2和三个热气流通道3组成；在两个物料通道2之间有一个热气流通道3；两个物料通道2的外侧各布置有一个热气流通道3；在物料通道2的上端口和下端口分别与进料装置7和焙烧/蒸馏渣出料装置8连通；热气流通道的下端口和上端口分别与加热装置6和热气流排出管11连通；物料通道的内壁/外壁具有耐热耐磨防腐材料层；若干第一排气管9均匀布置于物流通道2上，其中，第一排气管9一端与物流通道2连通，另一端穿过热气流通道3后延伸至焙烧/蒸馏炉腔；
两个进料装置7设置于焙烧/蒸馏炉壳体1外的顶壁，进料装置7分别与焙烧/蒸馏单元中物料通道2的上端口连通；进料装置由给料斗和进料斗组成，二个斗上部均装有锁紧阀门；锁紧阀门定时开启，以避免进料时外部气体进入焙烧/蒸馏炉壳体1内腔；
两个焙烧/蒸馏渣出料装置8，焙烧/蒸馏渣出料装置8设置于焙烧/蒸馏炉壳体1外侧壁的底部，并通过出料通道10与物料通道2的下端口连通；焙烧/蒸馏渣出料装置由集料斗和排料斗组成，二个斗下部均装有锁紧阀门；锁紧阀门定时开启，以避免出料时外部气体进入焙烧/蒸馏炉壳体1内腔；
第二排出管12设置在焙烧/蒸馏炉壳体上，一端与焙烧/蒸馏炉壳体内部连通，另一端与设置在焙烧/蒸馏炉壳体外部的挥发物冷却器相连，冷却器另一端与真空泵或抽风机连通；
加热装置6，加热装置6位于焙烧/蒸馏炉壳体1外的底壁，并与热气流通道3的下端口连通，用于加热热气流。
利用上述焙烧/蒸馏系统进行焙烧的工艺流程为：进料装置7将物料给入焙烧/蒸馏炉内的物料通道2内；物料在物料通道2内由上向下滑动；焙烧/蒸馏炉底部的加热装置6产生的高温气体从热气流通道3的底部进入，沿热气流通道3向上流动，并从热气流排出管11排出，从而实现对物料通道2内物料的加热焙烧/蒸馏；抽风机或真空泵将焙烧/蒸馏产出的气相挥发物料(如硫等)从物料通道2上布置的第一排气管9进入焙烧/蒸馏炉的炉腔，然后通过第二排出管12被抽风机或真空泵排出炉外，同时被炉外的冷却器4回收；焙烧后的固相物料从物料通道2的下端进入焙烧/蒸馏渣出料装置8，进而通过焙烧/蒸馏渣出料装置8排出焙烧/蒸馏系统。使用真空泵时会将焙烧/蒸馏炉的封闭空间抽成真空。

Claims (10)

1.一种焙烧/蒸馏系统，其特征在于，该系统包括：
焙烧/蒸馏炉壳体，设置于焙烧/蒸馏炉壳体外的进料装置、焙烧/蒸馏渣出料装置和第二排出管，以及纵向设置于焙烧/蒸馏炉壳体内的焙烧/蒸馏单元；所述焙烧/蒸馏单元包括物料通道、热气流通道以及若干第一排出管；所述物料通道的上端口与进料装置连通，下端口与焙烧/蒸馏渣出料装置连通；所述热气流通道贴合于物料通道设置，用于向物料通道传递进行焙烧/蒸馏的热量；所述第一排出管的一端与物料通道连通，另一端伸入焙烧/蒸馏炉壳体内的空腔处，用于将物料通道中的挥发物排入焙烧/蒸馏炉腔内；
所述第二排出管用于将第一排出管排入焙烧/蒸馏炉腔中的挥发物排出焙烧/蒸馏炉壳体外。
2.根据权利要求1所述的焙烧/蒸馏系统，其特征在于，该系统中的焙烧/蒸馏单元为1-20个；
优选地，该系统配制有与焙烧/蒸馏单元相对应数目的进料装置和焙烧/蒸馏渣出料装置。
3.根据权利要求1所述的焙烧/蒸馏系统，其特征在于，焙烧/蒸馏单元中的物料通道和热气流通道以相互间隔排布方式设置；
优选地，所述焙烧/蒸馏单元由一个物料通道和两个热气流通道组成，两个热气流通道分别设置于物料通道两侧；
进一步优选地，所述焙烧/蒸馏单元由两个物料通道和三个热气流通道组成。
4.根据权利要求1所述的焙烧/蒸馏系统，其特征在于，所述焙烧/蒸馏单元整体为一上下贯通的矩形容器，所述矩形容器的内部设置有若干垂向隔板，所述垂向隔板将矩形容器的内部空间分隔出间隔排布的物料通道和热气流通道；所述物料通道的侧壁上均匀分布有若干第一排出管。
5.根据权利要求1所述的焙烧/蒸馏系统，其特征在于，该系统还包括设置于焙烧/蒸馏炉壳体外的冷却器和负压装置，其中，所述冷却器的一端与第二排出管连通，另一端与负压装置连通；优选地，所述负压装置包括真空泵或抽风机。
6.根据权利要求1所述的焙烧/蒸馏系统，其特征在于，该系统还包括设置于焙烧/蒸馏炉壳体外的加热装置，所述加热装置用于对进入热气流通道中的加热气体进行加热，或直接产生热气流进入热气流通道；
进一步优选地，所述热气流通道的出口端设置于焙烧/蒸馏炉壳体侧壁上部。
7.根据权利要求6所述的焙烧/蒸馏系统，其特征在于，所述进料装置设置于焙烧/蒸馏炉壳体顶部，所述出料装置设置于焙烧/蒸馏炉壳体侧壁的下部，所述加热装置设置于焙烧/蒸馏炉壳体底部。
8.根据权利要求1所述的焙烧/蒸馏系统，其特征在于，所述进料装置由给料斗和进料斗组成，二个斗上部均装有锁紧阀门；锁紧阀门定时开启，以避免进料时外部气体进入焙烧/蒸馏炉壳体内腔；
所述焙烧/蒸馏渣出料装置由集料斗和排料斗组成，二个斗下部均装有锁紧阀门；锁紧阀门定时开启，以避免出料时外部气体进入焙烧/蒸馏炉壳体内腔。
9.根据权利要求1所述的焙烧/蒸馏系统，其特征在于，所述焙烧/蒸馏炉壳体为刚性结构，内壁衬有耐温层，外壁有保温层；
优选地，所述物料通道的通道壁由具有耐热防腐不锈钢材料制成；物料通道的通道壁衬有耐热耐磨防腐材料层；所述耐热耐磨防腐材料包括氧化铝、氧化锆、碳化硅或铸石。
10.权利要求1-9任一项所述的焙烧/蒸馏系统在焙烧脱硫工艺或蒸馏脱硫工艺中的应用；
优选地，所述焙烧脱硫工艺包括：硫铁矿脱硫焙烧工艺或硫化铜矿脱硫焙烧工艺；所述蒸馏脱硫工艺包括：氧化铁和单质硫混合物蒸馏脱硫工艺或硫化亚铜与氧化铁以及单质硫混合物蒸馏脱硫工艺；
优选地，在所述硫铁矿脱硫焙烧工艺中，焙烧条件为：445-1100℃下焙烧10分钟至120分钟；
在所述硫化铜矿脱硫焙烧工艺中，焙烧条件为：500-1100℃下焙烧10分钟至150分钟；
在所述氧化铁和单质硫混合物蒸馏脱硫工艺中，蒸馏条件为：160-290℃下蒸馏为10分钟至120分钟；
在所述硫化亚铜和氧化铁以及单质硫混合物蒸馏脱硫工艺中，蒸馏条件为：160-290℃下蒸馏为10分钟至120分钟。
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