CN110559778A - 稀土精矿浓硫酸法焙烧烟气的干湿法结合处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例涉及一种稀土精矿浓硫酸法焙烧烟气的干湿法结合处理系统，包括：粗除尘设备、余热锅炉、酸回收设备和湿法除氟除尘设备；粗除尘设备的输入端与外部的烟气管道连接，粗除尘设备的第一输出端与余热锅炉的输入端连接；余热锅炉的第一输出端与湿法除氟除尘设备连接，余热锅炉的第二输出端与酸回收设备连接；采用干湿法相结合的烟气处理技术，在高温段利用烟气‑水换热蒸发原理回收烟气余热，替换现有喷淋塔在高温段直接水洗技术，集烟气降温、除尘、脱酸，高浓度氟酸和硫酸回收为一体，相比原工艺设备，设备更加简单、工艺流程缩短降低了低浓度酸处理和污水处理等的固定投资成本、能耗相对降低、功能更加集中，同时减少了后期污水的处理量。

Description

稀土精矿浓硫酸法焙烧烟气的干湿法结合处理系统
技术领域
本发明实施例涉及烟气处理领域，尤其涉及一种稀土精矿浓硫酸法焙烧烟气的干湿法结合处理系统。
背景技术
稀土精矿的冶炼目前主要采用三代酸法高温焙烧生产工艺，在一条内径1.5m～2.2m，长度25m～35m的单级回转焙烧窑中完成，窑头燃烧天然气使窑头温度达到600～800℃，窑尾烟气温度达到300℃。该工艺不可避免的产生大量含有氟化氢、二氧化硫、硫酸的高温强酸性尾气，现有技术通常采用水喷淋烟气降温、除尘、回收混酸工艺对尾气进行治理，其技术关键主要包括以下几点：1、采用多级循环除尘、降温、脱酸喷淋塔；2、喷淋塔的酸水经过多级换热降温，冷源为循环冷却水；3、采用蒸汽加热的方式对混酸进行分离，然后通过冷却循环水冷凝实现氟酸和硫酸的回收再利用。
然而，该工艺的喷淋过程不仅消耗大量冷却水，而且所回收的废酸液为低浓度混合酸，需要通过蒸发器和冷凝器(三效蒸发)采用进一步的浓缩和分离工艺处理才能回收再利用，且高温烟气携带的大量余热资源白白浪费，因此存在着能耗高、工艺复杂、处理时间长、水资源浪费等诸多问题。
发明内容
鉴于此，为解决上述技术问题或部分技术问题，本发明实施例提供一种稀土精矿浓硫酸法焙烧烟气的干湿法结合处理系统。
第一方面，本发明实施例提供一种稀土精矿浓硫酸法焙烧烟气的干湿法结合处理系统，包括：
粗除尘设备、余热锅炉、酸回收设备和湿法除氟除尘设备；
所述粗除尘设备的输入端与外部的烟气管道连接，所述粗除尘设备的第一输出端与所述余热锅炉的输入端连接；所述余热锅炉的第一输出端与所述湿法除氟除尘设备连接，所述余热锅炉的第二输出端与所述酸回收设备连接。
在一个可能的实施方式中，所述粗除尘设备包括：粗除尘装置和渣回收装置；
所述粗除尘装置的输入端与外部的烟气管道连接，所述粗除尘装置的第一输出端与所述余热锅炉的输入端连接，所述粗除尘装置的第二输出端与所述渣回收装置连接；
其中，所述粗除尘装置通过高效惯性除尘，将速处在13～18m/s的稀土精矿浓硫酸高温焙烧尾气冲击在挡板上，烟气流向发生急剧转变，借助尘粒本身的惯性力作用使尘与气流分离。
在一个可能的实施方式中，所述酸回收设备包括：硫酸回收装置和氟酸回收装置；
所述余热锅炉的第二输出端分别于所述硫酸回收装置和所述氟酸回收装置连接；
其中，通过对余热锅炉多级换热设备出口温度的调控，采用干法冷凝通过所述硫酸回收装置对氟酸进行分级回收，以及通过所述氟酸回收装置对硫酸进行分级回收。
在一个可能的实施方式中，所述湿法除氟除尘设备，包括：
顺次连接的湿法除氟除尘装置和精除尘装置；
所述湿法除氟除尘装置通过喷淋除氟除尘，借助喷淋塔进行喷淋水，使所述烟气与喷淋水接触，以使所述烟气中的氟化物溶于水。
在一个可能的实施方式中，所述余热锅炉通过多级换热设备通过耐高温玻璃钢管道与所述酸回收设备连接。
在一个可能的实施方式中，所述管道为弯管。
在一个可能的实施方式中，所述余热锅炉，包括：烟气-水换热设备。
在一个可能的实施方式中，所述烟气-水换热设备内部设置有耐温耐磨腐蚀内涂层。
在一个可能的实施方式中，所述处理系统还包括：脱硫塔；
所述湿法除氟除尘设备的输出端与所述脱硫塔的输入端连接。
在一个可能的实施方式中，所述处理系统还包括：烟囱；
所述脱硫塔的输出端与所述烟囱连接。
本发明实施例提供的稀土精矿浓硫酸法焙烧烟气的干湿法结合处理系统，采用干湿法相结合的烟气处理技术，在高温段利用烟气-水换热蒸发原理回收烟气余热，替换现有喷淋塔在高温段直接水洗技术，集烟气降温、除尘、脱酸，高浓度氟酸和硫酸回收为一体，相比原工艺设备，设备更加简单、工艺流程缩短降低了低浓度酸处理和污水处理等的固定投资成本、能耗相对降低、功能更加集中，同时减少了后期污水的处理量；有效利用高温烟气大量余热，实现稀土精矿浓硫酸高温焙烧工艺副产蒸汽；采用两级除尘技术，对烟气先后进行粗除尘和精除尘，除尘效率高；通过降温冷凝实现高浓度酸回收，硫酸回收浓度可达65％，氟酸回收浓度可达14％。相比原工艺，年处理精矿量10800吨的冶炼生产线每小时可节约蒸酸用蒸汽0.64吨；采用湿法脱氟除尘技术，除氟除尘效率高，设备简单。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种稀土精矿浓硫酸法焙烧烟气的干湿法结合处理系统结构示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种稀土精矿浓硫酸法焙烧烟气的干湿法结合处理系统结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例做进一步的解释说明，实施例并不构成对本发明实施例的限定。
图1为本发明实施例提供的一种稀土精矿浓硫酸法焙烧烟气的干湿法结合处理系统结构示意图；
粗除尘设备、余热锅炉、酸回收设备和湿法除氟除尘设备；
所述粗除尘设备的输入端与外部的烟气管道连接，所述粗除尘设备的第一输出端与所述余热锅炉的输入端连接；所述余热锅炉的第一输出端与所述湿法除氟除尘设备连接，所述余热锅炉的第二输出端与所述酸回收设备连接。
进一步地，所述粗除尘设备包括：粗除尘装置和渣回收装置；
所述粗除尘装置的输入端与外部的烟气管道连接，所述粗除尘装置的第一输出端与所述余热锅炉的输入端连接，所述粗除尘装置的第二输出端与所述渣回收装置连接；
其中，所述粗除尘装置通过高效惯性除尘，将速处在13～18m/s的稀土精矿浓硫酸高温焙烧尾气冲击在挡板上，烟气流向发生急剧转变，借助尘粒本身的惯性力作用使尘与气流分离。
具体地，参照图2，粗除尘装置1是窑尾高温烟气引出后的第一道工序，对高温烟气进行粗除尘，初步将高温烟气中的大量灰尘除去，以减少烟气中大量灰尘对后续设备的损害。该装置采用高效惯性除尘技术，流速处在13～18m/s的稀土精矿浓硫酸高温焙烧尾气冲击在挡板上，烟气流向发生急剧转变，借助尘粒本身的惯性力作用使其与气流分离，可实现95％以上的除尘效率，尘粒沿粗除尘装置1下锥体进入到渣回收装置4。
进一步地，所述余热锅炉通过多级换热设备通过耐高温玻璃钢管道与所述酸回收设备连接。
进一步地，所述管道为弯管。
进一步地，所述余热锅炉，包括：烟气-水换热设备。
进一步地，所述烟气-水换热设备内部设置有耐温耐磨腐蚀内涂层。
具体地，参照图2，余热锅炉2作为本系统的核心装置，起到对高温烟气余热进行回收利用的作用。余热锅炉2采用烟气-水换热技术，由多级“烟气-水换热设备”组成。其内部采用耐温耐磨耐腐蚀内涂层。
将通过粗除尘装置1的高温烟气引入余热锅炉2，通过其内的余热回收装置，对高温烟气进行降温，同时将回收的余热用于对水进行闪蒸产生蒸汽，可实现最大效益利用余热。高温烟气经过余热锅炉后，温度从300℃降至60℃左右，大量余热被回收用于产生蒸汽，通过蒸汽管道进行回收。
进一步地，所述酸回收设备包括：硫酸回收装置5和氟酸回收装置6；
所述余热锅炉2的第二输出端分别于所述硫酸回收装置5和所述氟酸回收装置6连接；
其中，通过对余热锅炉多级换热设备出口温度的调控，采用干法冷凝通过所述硫酸回收装置对氟酸进行分级回收，以及通过所述氟酸回收装置对硫酸进行分级回收。
具体地，烟气在经过余热锅炉降温的同时酸性气体释放潜热凝为液态，形成混酸，通过酸回收系统收集、处理后送至下料口循环利用。该工序采用干法酸回收技术，根据不同酸冷凝方式和冷凝温度不一样的特点，通过余热锅炉对温度进行调控，分级对硫酸和氟酸进行冷凝回收，回收率达到90％。由于采用干法冷凝，氟酸回收浓度高达到14％，硫酸回收浓度高达65％。
进一步地，所述湿法除氟除尘设备3，包括：
顺次连接的湿法除氟除尘装置(图2未示出)和精除尘装置(图2未示出)；
所述湿法除氟除尘装置通过喷淋除氟除尘，借助喷淋塔进行喷淋水，使所述烟气与喷淋水接触，以使所述烟气中的氟化物溶于水。
具体地，湿法除氟除尘设备主体设备采用喷淋除氟除尘技术，喷淋水由喷淋塔顶部向塔内喷洒，烟气由下而上与喷淋水逆向接触，增大接触面积，可以除去烟气中的剩余氟化物和尘粒。烟气中氟化物可降至20mg/Nm3以下，含尘量低于10mg/Nm3。
进一步地，所述处理系统还包括：脱硫塔7；
所述湿法除氟除尘设备的输出端与所述脱硫塔的输入端连接。
进一步地，所述处理系统还包括：烟囱8；
所述脱硫塔的输出端与所述烟囱连接。
本发明实施例提供的稀土精矿浓硫酸法焙烧烟气的干湿法结合处理系统，采用干湿法相结合的烟气处理技术，在高温段利用烟气-水换热蒸发原理回收烟气余热，替换现有喷淋塔在高温段直接水洗技术，集烟气降温、除尘、脱酸，高浓度氟酸和硫酸回收为一体，相比原工艺设备，设备更加简单、工艺流程缩短降低了低浓度酸处理和污水处理等的固定投资成本、能耗相对降低、功能更加集中，同时减少了后期污水的处理量；有效利用高温烟气大量余热，实现稀土精矿浓硫酸高温焙烧工艺副产蒸汽；采用两级除尘技术，对烟气先后进行粗除尘和精除尘，除尘效率高；通过降温冷凝实现高浓度酸回收，硫酸回收浓度可达65％，氟酸回收浓度可达14％。相比原工艺，年处理精矿量10800吨的冶炼生产线每小时可节约蒸酸用蒸汽0.64吨；采用湿法脱氟除尘技术，除氟除尘效率高，设备简单。
专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种稀土精矿浓硫酸法焙烧烟气的干湿法结合处理系统，其特征在于，包括：
粗除尘设备、余热锅炉、酸回收设备和湿法除氟除尘设备；
所述粗除尘设备的输入端与外部的烟气管道连接，所述粗除尘设备的第一输出端与所述余热锅炉的输入端连接；所述余热锅炉的第一输出端与所述湿法除氟除尘设备连接，所述余热锅炉的第二输出端与所述酸回收设备连接。
2.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述粗除尘设备包括：粗除尘装置和渣回收装置；
所述粗除尘装置的输入端与外部的烟气管道连接，所述粗除尘装置的第一输出端与所述余热锅炉的输入端连接，所述粗除尘装置的第二输出端与所述渣回收装置连接；
其中，所述粗除尘装置通过高效惯性除尘，将速处在13～18m/s的稀土精矿浓硫酸高温焙烧尾气冲击在挡板上，烟气流向发生急剧转变，借助尘粒本身的惯性力作用使尘与气流分离。
3.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述酸回收设备包括：硫酸回收装置和氟酸回收装置；
所述余热锅炉的第二输出端分别于所述硫酸回收装置和所述氟酸回收装置连接；
其中，通过对余热锅炉多级换热设备出口温度的调控，采用干法冷凝通过所述硫酸回收装置对氟酸进行分级回收，以及通过所述氟酸回收装置对硫酸进行分级回收。
4.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述湿法除氟除尘设备，包括：
顺次连接的湿法除氟除尘装置和精除尘装置；
所述湿法除氟除尘装置通过喷淋除氟除尘，借助喷淋塔进行喷淋水，使所述烟气与喷淋水接触，以使所述烟气中的氟化物溶于水。
5.根据权利要求3所述的处理系统，其特征在于，所述余热锅炉通过多级换热设备通过耐高温玻璃钢管道与所述酸回收设备连接。
6.根据权利要求4所述的处理系统，其特征在于，所述管道为弯管。
7.根据权利要求1-6任一所述的处理系统，其特征在于，所述余热锅炉，包括：烟气-水换热设备。
8.根据权利要求7所述的处理系统，其特征在于，所述烟气-水换热设备内部设置有耐温耐磨腐蚀内涂层。
9.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述处理系统还包括：脱硫塔；
所述湿法除氟除尘设备的输出端与所述脱硫塔的输入端连接。
10.根据权利要求9所述的处理系统，其特征在于，所述处理系统还包括：烟囱；
所述脱硫塔的输出端与所述烟囱连接。
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