CN108373173A - 一种干法氧化锰生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种干法氧化锰生产工艺，具体包括以下步骤：1)将预处理后的锰矿粉和煤粉混合，得到混合物，装入反应回转窑内；2)能源通过燃烧炉加热，高温气体进入气体混合器，对反应回转窑进行加热，通过反应回转窑的烟气，分别进入步骤1)的预处理、进入燃烧炉及气体混合器循环利用；3)将步骤2)反应回转窑内反应得到的物料，送入油冷回转窑内降温，反应所得热油用于余热利用；4))将步骤3)反应得到的物料，送入水冷回转窑内降温，得到产品，反应所得热水用于余热利用。

Description

一种干法氧化锰生产工艺

技术领域

本发明属于化工原料还原技术领域，涉及一种干法氧化锰生产工艺，具体涉及用锰矿粉还原生产氧化锰。

背景技术

目前氧化锰(MnO)行业常用的还原设备以回转窑为主，而回转窑主要分内热式和外热式，内热式的特点是：以煤基燃烧直接还原，产能大，但还原气氛不可控、还原氛围差，还原率低，且环保很难达标；外热式回转窑相较于内热式，还原氛围更好，还原率高，但反应供热需要的能源过高，同时生产过程中存在大量热烟气无法利用直接排空的情况。

目前MnO行业常用的冷却设备有闷罐式冷却出料或回转窑外冷式出料两种，闷罐式冷却出料是将物料直接导入闷罐中自然冷却，间歇式出料；回转窑外冷式出料是将反应后的产品导入回转窑，回转窑外部依靠冷却水水淋降温，此两种出料方式均热量散失严重，无法得到有效利用。总体而言，生产及出料过程中，大量烟气携带热量逃逸，同时物料降温过程中能量损失。

目前行业用的还原型回转窑普遍存在着以下缺点：系统的设备机械密封性难把控，生产过程中窑体容易受温度影响变形，以及反应物料和氛围腐蚀，导致窑体使用寿命变短，能耗过高；造成还原率低，操作技术难度大，前期投资大，维护、生产成本高，产能小，很难大型化生产，再加上回转窑飞灰损失以及热损失大，所以单位产品所消耗的原料和燃料量更多，并且涉及到的除尘问题不易解决，飞灰损失大，使周围环境受到污染。

发明内容

为了改善上述现有技术的不足，本发明提供一种干法氧化锰生产工艺，可以提高高温烟气利用效率，降低能耗，生产工艺节能环保，操控简单。

一种干法氧化锰生产工艺，向反应回转窑内装入预处理的锰矿粉及煤粉混合物，此混合物在回转窑内由窑头至窑尾的输送过程中，外部供热将其加热到反应温度，此反应阶段中煤粉作为还原剂在高温的环境下与粉状的MnO₂反应生成MnO，产品经过油冷回转窑及水冷回转窑降温后收集。

一种干法氧化锰生产工艺，具体包括以下步骤：

1)将预处理后的锰矿粉和煤粉混合，得到混合物，装入反应回转窑内；

2)能源通过燃烧炉加热，高温气体进入气体混合器，对反应回转窑进行加热，通过反应回转窑的烟气，分别进入步骤1)的预处理、进入燃烧炉及气体混合器循环利用；

3)将步骤2)反应回转窑内反应得到的物料，送入油冷回转窑内降温，反应所得热油用于余热利用；

4))将步骤3)反应得到的物料，送入水冷回转窑内降温，得到产品，反应所得热水用于余热利用。

本发明步骤1)所述的预处理是指用烘干设备干燥加热煤粉，预热温度为300-400℃；所述的锰矿粉和煤粉混合，优选按照1-2：1-3质量比混合。

步骤2)所述的能源，优选天然气，尾气无需脱硫脱硝；

步骤2)所述的燃烧炉仅提供反应所需和排走的烟气所需的热量；

步骤2)所述的加热，温度700-800℃，时间60-90min。

步骤2)所述的反应回转窑采用外热式，高温烟气不与物料接触。

步骤3)所述的降温，优选降低至300℃以下。

步骤4)所述的降温，优选降低至80℃以下。

步骤3)所述的油冷回转窑和步骤4)所述的水冷回转窑，优选采用换热管式降温，冷却介质不与产品接触。

本发明所述的反应回转窑、油冷回转窑、水冷回转窑设备及设备之间均采用密封，锰矿粉在生成MnO时并降温至80℃以下之前均隔绝空气。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明整个工艺过程烟气循环利用。物料加热所需热量由燃料经燃烧炉燃烧所产生高温烟气提供，当高温烟气经反应回转窑后，分别去往三个设备：①循环至燃烧炉控制燃烧氧含量，提高燃烧炉耐材使用寿命；②循环至气体混合器与燃烧炉尾气掺混，控制高温烟气氧含量，将循环烟气作为能量载体去往回转窑；③多余尾气进入预处理烘干设备利用。

2、本发明中因大部分烟气用于循环使用，燃烧炉仅提供反应所需和排走的烟气所需的少部分热量；油冷回转窑及水冷回转窑对固体MnO的热量进行收集，将冷却油及冷却水预热至中温进行余热利用。

3、本发明将生产流程中的热量充分利用，降低尾气排放，物料纯度高，节能环保，最终改善工艺和提高经济性。

附图说明

图1是本工艺的流程示意图。

具体实施方式

下面以实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。

实施例1：

1)预处理：用烘干设备干燥加热煤粉预热温度300-400℃，锰矿粉和煤粉混合，按照1：1质量比混合，得到混合物，装入反应回转窑内；

2)天然气通过燃烧炉加热，高温气体进入气体混合器，然后以外热式对反应回转窑进行加热，加热时间60-90min，使温度达到700-800℃通过反应回转窑的烟气，分别进入步骤1)的预处理、进入燃烧炉及气体混合器循环利用；

3)将步骤2)反应回转窑内反应得到的物料，送入油冷回转窑内采用换热管式降温至300℃以下，反应所得热油用于余热利用；

4))将步骤3)反应得到的物料，送入水冷回转窑内采用换热管式降温至80℃以下，得到产品，反应所得热水用于余热利用。

实施例2：

1)燃烧炉产生的高温烟气经与回转窑循环回来的低温烟气充分混合后进入气体混合器，再次与循环回来的烟气掺混，并将此烟气送入反应回转窑内用于加热原料；

2)反应回转窑的部分循环烟气进入烘干设备烘干并加热煤粉，提高煤粉温度至约100℃；

3)煤粉及矿粉原料利用混合设备搅拌混合后送入反应回转窑内部；

4)反应回转窑的高温产品经油冷回转窑及水冷回转窑降温至80℃以下，油冷回转窑及水冷回转窑回收的热量用做厂区内部热源，获得产品。

对比例：

某锰矿加工厂采用传统外套式间接加热窑生产氧化锰与我公司使用的干法氧化锰生产工艺。

其锰矿加工厂使用的锰粉与煤粉都是没有经过预热进窑反应，高温尾气没有返回燃烧体系二次利用，因此相较于本发明，天然气用量增加 40-50％，生产运行成本偏高35-45％。

以上所述，仅为本发明专利较佳的具体实施方法，但本专利的保护范围并不局限于此，对于本领域普通技术人员来讲，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应该涵盖在本发明的保护范围之内，因此本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种干法氧化锰生产工艺，其特征在于，具体包括以下步骤：

1)将预处理后的锰矿粉和煤粉混合，得到混合物，装入反应回转窑内；

2)能源通过燃烧炉加热，高温气体进入气体混合器，对反应回转窑进行加热，通过反应回转窑的烟气，分别进入步骤1)的预处理、进入燃烧炉及气体混合器循环利用；

3)将步骤2)反应回转窑内反应得到的物料，送入油冷回转窑内降温，反应所得热油用于余热利用；

4))将步骤3)反应得到的物料，送入水冷回转窑内降温，得到产品，反应所得热水用于余热利用。

2.根据权利要求1所述的一种干法氧化锰生产工艺，其特征在于：本发明步骤1)所述的预处理是指用烘干设备干燥加热煤粉，预热温度为300-400℃，所述的锰矿粉和煤粉混合，按照1-2：1-3质量比混合。

3.根据权利要求1所述的一种干法氧化锰生产工艺，其特征在于：步骤2)所述的能源，是指天然气。

4.根据权利要求1所述的一种干法氧化锰生产工艺，其特征在于：步骤2)所述的加热，温度700-800℃，时间60-90min。

5.根据权利要求1所述的一种干法氧化锰生产工艺，其特征在于：步骤2)所述的反应回转窑，采用外热式。

6.根据权利要求1所述的一种干法氧化锰生产工艺，其特征在于：步骤3)所述的降温，是降低至300℃以下。

7.根据权利要求1所述的一种干法氧化锰生产工艺，其特征在于：步骤4)所述的降温，是降低至80℃以下。

8.根据权利要求1所述的一种干法氧化锰生产工艺，其特征在于：步骤3)所述的油冷回转窑和步骤4)所述的水冷回转窑，采用换热管式降温。