CN110745798A - 利用含co工业尾气煅烧去除磷矿石中二氧化碳的方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用含CO工业尾气煅烧去除磷矿石中二氧化碳的方法及其装置，该方法是将经过净化处理的CO工业尾气和空气通入煅烧窑体系统内，空气过剩系数为1.1～2.5，中低品位磷矿石先在煅烧窑体系统内预热至300～600℃，然后在600～900℃下进行煅烧，去除磷矿石中二氧化碳，提高P₂O₅含量，煅烧中产生的烟气进行余热回收，回收的热量用于煅烧，回收热量后的烟气净化排放；本发明方法以废治废，降低磷矿石中碳酸盐含量，获得高品级磷精矿，提高CO工业尾气利用率，实现了资源挖潜与品质提升；能源节约与循环经济；环境保护与污染减排的目标。

Description

利用含CO工业尾气煅烧去除磷矿石中二氧化碳的方法及其 装置

技术领域

本发明涉及一种利用含CO工业尾气煅烧去除磷矿石中二氧化碳的方法及其装置，即利用含CO工业尾气废气为燃料，以废治废，利用低值燃料对中低品位磷矿石进行煅烧，去除其中二氧化碳，提高磷矿石P₂O₅品位的方法及其装置。

背景技术

磷矿是被利用的磷酸盐类矿物的总称，是一种重要的化工矿物原料；用它可以制取磷肥，也可以用来制造黄磷、磷酸、磷化物及其他磷酸盐类，以用于医药、食品、火柴、染料、制糖、陶瓷、国防等工业部门。磷矿在工业上的应用已有一百多年的历史。以P₂O₅>30％的商品磷矿计，世界磷矿石的年总产量已达（l.26～1.35）亿吨。我国黄磷的生产总规模、产量及出口量均居世界第一，世界上约80%的黄磷靠中国出口。我国已探明磷矿资源分布在27个省自治区，磷矿富集区是湖北、湖南、四川、贵州和云南，已查明这5省份磷矿资源储量（矿石量）135亿吨，占全国76.7%，按矿区矿石平均品位计算，5省份磷矿资源储量（P₂O₅量）28.66亿吨，占全国的90.4%。以拥有磷矿资源储量，按P₂O₅量排列，云南省磷矿列全国第一，矿石量40.2亿吨，P₂O₅量8.94亿吨。已探明的大型磷矿都集中在昆阳、海口、晋宁、安宁、华宁，江川、澄江六个矿区，大多数矿体埋藏比较浅，这些磷矿都位于高原湖泊旁。历经60多年的磷矿石开采和加工，高品位磷矿(w（P₂O₅）≥ 28%、w（SiO₂）≥30%)资源越来越少，高品位、不可再生的磷矿石，已成为制约磷化工可持续发展的瓶颈。截止2018年底，云南探明的富矿（主要为风化富矿）可采量约为0.42亿吨，中低品位磷矿资源近10亿吨无法利用。

目前所报道的利用低品位磷矿石方法，需加入大量硫酸或矿化剂等，这些方法对磷矿石中P₂O₅提升率很低，同时产生大量二次污染物，造成了水源和土壤的污染。黄磷生产企业因黄磷矿石所处地理位置，均是围绕着高原湖泊而建，环境和高原湖泊的保护要求，只能利用干法提高中低品味磷矿石五氧化二磷品质。

发明内容

磷矿石中二氧化碳储存于碳酸盐杂质中，二氧化碳含量增高，磷矿石中五氧化二磷含量就低，黄磷生产中耗电就增高，同时炉渣、磷铁及磷泥也增多，磷收率下降；磷矿石中二氧化碳越低，五氧化二磷含量就越高，磷矿品位就越好，收磷率就越高。研究和实际生产表明：电炉法生产黄磷过程中，磷矿石中的碳酸盐会导致炉内温度下降，热解后放出的CO₂与反应区升华出的磷蒸汽作用生成磷的低价氧化物（P₃O₄，P₂O₃等）。磷矿石中P₂O₅含量降低1%，磷收率下降0.5%以上；磷矿石中CO₂含量增加1%，黄磷增加电耗200KW·H/t，多耗焦炭29Kg(SI基本单位)。

针对上述存在的问题，本发明提供了一种利用含CO工业尾气煅烧去除磷矿石中二氧化碳的方法，该方法将经过净化处理的CO工业尾气和空气通入煅烧窑体系统内，空气过剩系数为1.1～2.5，中低品位磷矿石先在煅烧窑体系统内预热至300～600℃，然后在600～900℃下进行煅烧，去除磷矿石中二氧化碳，提高P₂O₅含量，煅烧中产生的烟气进行余热回收，回收的热量用于煅烧，回收热量后的烟气净化排放。

本发明采用含CO工业尾气为燃料煅烧磷矿石，以废治废，去除其中碳酸盐中二氧化碳，通过焙烧-消化法，中低品位磷矿石中P₂O₅含量从12%~20%提高到25%~32%；碳酸盐中二氧化碳含量从10%~20%降低到6%以下。

所述含CO工业尾气为高炉煤气、转炉煤气、黄磷尾气或电石炉尾气。

高炉煤气是高炉炼铁生产过程中产生含CO可燃性气体。生产1吨铁副产高炉煤气1300~1600Nm³/h，热值为3.34×10³～4.18×10³ KJ/Nm³。高炉煤气全成分（V/V）：CO：20～40%；CO₂：14～20%；H₂：1～2%；O₂：0.5%；CH₄：0.3～0.8%；N₂：50～60%；热值：3200～4000KJ/Nm³，SO₂：100～200 mg/Nm³，粉尘：80～200 mg/Nm³。

转炉煤气是顶吹转炉炼钢过程中，顶吹氧气与铁水中的碳反应后生产的可燃性气体。生产1吨钢，副产转炉煤气75-100Nm³ /h，热值为6.27~8.37×10³ KJ/Nm³。转炉煤气全成分（V/V）：CO：45～60%；CO₂：14～20%；H₂：1～2%；O₂：0.6%～0.8%；CH₄：0.3～0.8%；N₂：25～35%；热值：6800～7330KJ/Nm³，SO₂：60～80 mg/Nm³，粉尘：130～180 mg/Nm³。

电石炉气是密闭电石炉生产电石副产的尾气。生产1吨电石，副产产生电石炉气2400～2800Nm³/h，热值为9627～10883KJ/Nm³。密闭电石炉炉气全成分（V/V）：CO 80%～85%；H₂ 2.7%；CO₂ 2.4%；O₂ 2%；N₂ 7%；其他0.5%：HF 1200mg/Nm³、HCN 3000mg/Nm³、焦油1～2g/Nm³、H₂S、PH₃、AsH₃、有机硫100－500 mg/Nm³等。

黄磷尾气是电炉法生产黄磷过程中，副产的尾气。1吨黄磷副产尾气3000～4500Nm³/h，热值为9964～11136KJ/Nm³。黄磷尾气全成分（V/V）：CO 85%～92%，磷（PH₃ 500~900mg/ Nm³，P₄ 300~700 mg/ Nm³）、硫（H₂S 800～3000mg/Nm³）、As（1～2mg/Nm³）、F（400～500mg/Nm³）等杂质及少量水份。

CO工业尾气的净化采用专利（ZL200910094045.9）《黄磷尾气燃气净化方法及其装置》中的方法及装置去除尾气中的磷、硫、氟、粉尘等污染物；经净化后的CO工业尾气达到磷矿石煅烧装置对燃料的要求，即CO工业尾气中H₂S含量<50mg/Nm³，PH₃含量<10mg/Nm³，AsH₃含量<10mg/Nm³，HF含量<20mg/Nm³。

本发明另一目的是提供完成上述方法的装置，其包括CO工业尾气净化及输送系统、煅烧窑体系统、进料系统、烟气余热利用系统、烟气处理系统、助燃空气系统；进料系统与煅烧窑体系统连通，CO工业尾气净化及输送系统与煅烧窑体系统连通；助燃空气系统与煅烧窑体系统连通，煅烧窑体系统另一端与助燃空气系统连接；煅烧窑体系统与烟气余热利用系统连接，烟气余热利用系统的另一端与煅烧窑体系统连接；煅烧窑体系统、烟气余热利用系统、助燃空气系统分别与烟气处理系统连接。

CO工业尾气净化及输送系统包括尾气净化装置、CO工业尾气储气罐、安全水封、引风机Ⅰ、止逆阀、CO报警器，尾气净化装置通过CO工业尾气储气罐与安全水封连接，安全水封与引风机Ⅰ连接，引风机Ⅰ通过管道与煅烧窑体系统连接，管道上依次设置有止逆阀、CO报警器。

所述煅烧窑体系统包括中空的窑体、储料仓、上燃烧梁、下燃烧梁、上吸气梁、下吸气梁、窑下冷却风机、出料仓、机架、料位计，窑体固定在机架上，储料仓设置在壳体顶端的进料口上，窑体内从上往下依次设置有上吸气梁、上燃烧梁、下燃烧梁、下吸气梁，上吸气梁和上燃烧梁之间的腔室为预热腔，上燃烧梁和下燃烧梁之间的腔室为上煅烧燃烧室，下燃烧梁和下吸气梁之间的腔室为下煅烧燃烧室，下吸气梁下方的腔室为出料室，窑体底部的出料口处设置有出料仓，窑体上部一侧设置有料位计，进料系统与储料仓连接，窑下冷却风机出口连通至出料室内，上吸气梁分别与烟气余热利用系统、助燃空气系统连通，下吸气梁与烟气处理系统连通。

其中上燃烧梁包括梁体、助燃空气烧嘴、CO工业尾气烧嘴、导热油进口管、导热油出口管、集束燃料管、助燃空气管、喷枪点火器，梁体为中空的外侧带有夹层的箱体，助燃空气烧嘴和CO工业尾气烧嘴分别设置在梁体上，1个CO工业尾气烧嘴配2个助燃空气烧嘴构成喷嘴组，多个喷嘴组平行设置梁体前后两侧上；多个集束燃料管一端与CO工业尾气净化及输送系统的引风机Ⅰ连通，另一端穿过中空的梁体与多个CO工业尾气烧嘴连通；1个以上的助燃空气管一端与助燃空气系统连接，另一端连通至梁体内并与助燃空气烧嘴连通；导热油进口管、导热油出口管分别设置在梁体两端上并与夹层连通，一个以上的喷枪点火器设置在梁体上并位于喷嘴组旁；下燃烧梁结构同上燃烧梁，不同在于多个喷嘴组设置在梁体下端面上。

所述烟气余热利用系统包括引风机Ⅱ、烟气省煤器、蒸汽发生器、导热油罐、膨胀罐、过滤器，上吸气梁通过引风机Ⅱ与烟气省煤器的进气口连通，烟气省煤器的出水口通过蒸汽发生器与导热油罐连通，导热油罐通过膨胀罐分别与上燃烧梁的夹层上的导热油进口管、下燃烧梁夹层上的导热油进口管连通，上燃烧梁的夹层上的导热油出口管、下燃烧梁夹层上的导热油出口管通过过滤器与蒸汽发生器连通，烟气省煤器的出气口与烟气处理系统连通，烟气省煤器上开有进水口。

所述助燃空气系统包括空气换热器、助燃风机，助燃风机通过空气换热器分别与上燃烧梁上的助燃空气管、下燃烧梁上的助燃空气管连通，上吸气梁出口与空气换热器连通。

所述烟气处理系统包括除尘器、引风机Ⅲ，下吸气梁通过引风机Ⅲ与除尘器连接，烟气省煤器的出气口与除尘器连接，空气换热器与除尘器连接。经处理后的烟尘、氟化物排放浓度执行《工业窑炉大气污染物排放标准-GB9078-1996》中二级标准；氮氧化物排放浓度执行《工业窑炉大气污染物排放标准-GB9078-1996》二级标准；烟尘浓度≤200mg/m³，氮氧化物≤400mg/m³，氟化物≤6mg/m³。

所述进料系统为市售常规加料装置，用于将磷矿石添加到煅烧窑体系统中。

上述装置使用时，将中低品位磷矿石（P₂O₅（wt%）8%～25%）通过进料系统送入煅烧窑体系统的储料仓中，待煅烧窑体系统温度达到600～900℃后，磷矿石进入煅烧窑体系统；同时CO工业尾气经过尾气净化装置净化后，储存在CO工业尾气储气罐内，通过两台引风机Ⅰ将净化后的CO工业尾气从CO工业尾气储气罐经集束燃料管引入煅烧窑体系统的上燃烧梁、下燃烧梁内，由CO工业尾气烧嘴喷出，与CO工业尾气烧嘴与行相配的助燃空气烧嘴，按空气过剩系数为1.1～2.5，由助燃空气系统通入空气； CO工业尾气烧嘴、助燃空气烧嘴按要求的燃烧热值，设置60～160个，每个烧嘴截面积控制在≤0.1m²。为防止回火，集束燃料管角度α为135°～165°。CO工业尾气烧嘴在上燃烧梁两侧水平安装，火焰水平喷出，在下燃烧梁垂直朝下安装，火焰垂直向下喷出。CO工业尾气燃气通过喷枪点火器点燃后，火焰呈层流和辐射状煅烧磷矿石，在上燃烧梁和下燃烧梁下的料面形成 V形空间燃烧。煅烧窑体系统温度600～900℃，预热腔温度300～600℃、物料高度12m～16m，上煅烧燃烧室和下煅烧燃烧室温度600～900℃，物料高度7～12m，出料室温度60～200℃，物料高度1.5m～7m，持续稳定燃烧1～8h；

启动烟气余热利用系统，控制导热油温度120℃～170℃，压力0.2～2.5MPa，流量200～550m³/h，将其通入上燃烧梁、下燃烧梁的夹套中，导热油作为换热介质，导热系数高、无腐蚀性，具有良好的热稳定性能、抗氧化性能，能有效地冷却燃烧梁，避免其温度过高，保证煅烧窑体系统的安全工作。导热油从导热油罐输送到膨胀罐，再通过循环泵送入煅烧窑体系统的上燃烧梁、下燃烧梁，导热油回油经过滤器过滤后进入蒸汽发生器进行热交换降温，反复循环，不外排。蒸汽发生器利用导热油和水之间存在的温差，引起高温导热油的热量传递给水，把水加热成为蒸汽，以达到冷却导热油的目的。

煅烧产生烟气温度200℃～400℃，由引风机Ⅱ通过上吸气梁抽出窑体，利用烟气余热加热给水，给水首先通过烟气省煤器，烟气省煤器内管通煅烧窑体系统产生的烟气，外管通冷水，其工作原理是利用高温烟气冷水之间的温差，进行热量交换，高温烟气中的热量传递给冷水，达到加热冷水，降低排烟温度的目的；加热后的高温热水进入到蒸汽发生器外管，内管通高温导热油（温度180℃～200℃），通过热量交换，控制导热油温度稳定在120～170℃范围内循环使用。产生的蒸汽提供给用户进行利用。进入烟气省煤器及蒸汽发生器的水为经软化处理后的自来水；煅烧窑体系统的上燃烧梁出来的烟气还为助燃空气系统的空气换热器供热，给助燃空气加热，空气换热器原理是利用高温烟气和助燃空气之间的温差，进行热量交换，高温烟气中的热量传递给助燃空气，达到预热助燃空气的目的；下吸气梁的烟气由引风机Ⅲ抽出至除尘器处理，经过除尘器后，进入已有黄磷尾气净化系统，达标后外排。烟尘、氟化物排放浓度执行《工业窑炉大气污染物排放标准-GB9078-1996》中表2、表4的二级标准；氮氧化物排放浓度执行《工业窑炉大气污染物排放标准-GB9078-1996》表2中二级标准；烟尘浓度≤200mg/m³，氮氧化物≤400mg/m³，氟化物≤6mg/m³；

煅烧后的物料设置为连续出料，物料出料量控制在30t/h～50t/h；冷却风由窑下冷却风机（压力8～20Kpa）调节控制，经炉窑底部冷却风管进入出料室，冷却磷矿石至温度＜80℃，出料得到碳酸盐在磷矿石中的含量≤5%的成品，经过测试，改性后的中低品位磷矿石碳酸盐含量小于5%，CO₂的脱除率80%以上，同时增加了磷矿石中P₂O₅含量。

本发明的优点和技术效果：

本发明利用CO工业尾气对中低品位磷矿石进行煅烧，以废治废，降低磷矿石中碳酸盐含量，获得高品级磷精矿，提高CO工业尾气利用率，实现了资源挖潜与品质提升；能源节约与循环经济；环境保护与污染减排的目标。

附图说明

图1为本发明装置结构示意图；

图2为CO工业尾气净化及输送系统结构示意图；

图3为煅烧窑体系统结构示意图；

图4为上燃烧梁、下燃烧梁结构示意图；

图中：1-CO工业尾气净化及输送系统；1-1为尾气净化装置；1-2为CO工业尾气储气罐；1-3为安全水封；1-4为引风机Ⅰ；1-5为止逆阀；1-6为CO报警器；

2-煅烧窑体系统；2-1为窑体；2-2为储料仓；2-3为上燃烧梁；2-4为下燃烧梁；2-5为上吸气梁；2-6为下吸气梁；2-7为窑下冷却风机；2-8为出料仓；2-9为机架；2-10为料位计；2-11为预热腔；2-12为上煅烧燃烧室；2-13为下煅烧燃烧室；2-14为出料室；

2-3-1为梁体；2-3-2为夹层；2-3-3为助燃空气烧嘴；2-3-4为CO工业尾气烧嘴；2-3-5为导热油进口管；2-3-6为导热油出口管；2-3-7为集束燃料管；2-3-8为助燃空气管；2-3-9为喷枪点火器；

3-进料系统；

4-烟气余热利用系统；4-1为引风机Ⅱ；4-2为烟气省煤器；4-3为蒸汽发生器；4-4为导热油罐；4-5为膨胀罐；4-6为过滤器；

5-烟气处理系统；5-1为引风机Ⅲ；5-2为除尘器；

6-助燃空气系统；6-1为空气换热器；6-2为助燃风机。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明保护范围不局限于所述内容。

如图1-4所示，本实施例中使用的装置包括CO工业尾气净化及输送系统1、煅烧窑体系统2、进料系统3、烟气余热利用系统4、烟气处理系统5、助燃空气系统6；进料系统3与煅烧窑体系统2连通，CO工业尾气净化及输送系统1与煅烧窑体系统2连通；助燃空气系统6与煅烧窑体系统2连通，煅烧窑体系统2另一端与助燃空气系统6连接；煅烧窑体系统2与烟气余热利用系统4连接，烟气余热利用系统4的另一端与煅烧窑体系统2连接；煅烧窑体系统2、烟气余热利用系统4、助燃空气系统6分别与烟气处理系统5连接；

所述CO工业尾气净化及输送系统1包括尾气净化装置1-1、CO工业尾气储气罐1-2、安全水封1-3、引风机Ⅰ1-4、止逆阀1-5、CO报警器1-6，尾气净化装置1-1通过CO工业尾气储气罐1-2与安全水封1-3连接，安全水封1-3与引风机Ⅰ1-4连接，引风机Ⅰ1-4通过管道与煅烧窑体系统2连接，管道上依次设置有止逆阀1-5、CO报警器1-6；

所述煅烧窑体系统2包括中空的窑体2-1、储料仓2-2、上燃烧梁2-3、下燃烧梁2-4、上吸气梁2-5、下吸气梁2-6、窑下冷却风机2-7、出料仓2-8、机架2-9、料位计2-10，窑体2-1焊接在机架2-9上，储料仓2-2设置在壳体2-1顶端的进料口上，窑体2-1内从上往下依次设置有上吸气梁2-5、上燃烧梁2-3、下燃烧梁2-4、下吸气梁2-6，上吸气梁2-5和上燃烧梁2-3之间的腔室为预热腔2-11，上燃烧梁2-3和下燃烧梁2-4之间的腔室为上煅烧燃烧室2-12，下燃烧梁2-4和下吸气梁2-6之间的腔室为下煅烧燃烧室2-13，下吸气梁2-6下方的腔室为出料室2-14，上燃烧梁2-3包括梁体2-3-1、助燃空气烧嘴2-3-3、CO工业尾气烧嘴2-3-4、导热油进口管2-3-5、导热油出口管2-3-6、集束燃料管2-3-7、助燃空气管2-3-8、喷枪点火器2-3-9，梁体2-3-1为中空的外侧带有夹层2-3-2的箱体，助燃空气烧嘴2-3-3和CO工业尾气烧嘴2-3-4分别设置在梁体2-3-1上，1个CO工业尾气烧嘴配2个助燃空气烧嘴2-3-3构成喷嘴组，80个喷嘴组平行设置梁体前后两侧；80个集束燃料管2-3-7一端与CO工业尾气净化及输送系统的引风机Ⅰ1-4连通，另一端穿过中空的梁体2-3-1与80个CO工业尾气烧嘴2-3-4连通；2个助燃空气管2-3-8一端与助燃空气系统6连接，另一端连通至梁体内并与助燃空气烧嘴2-3-3连通；导热油进口管2-3-5、导热油出口管2-3-6分别设置在梁体2-3-1两端上并与夹层2-3-2连通，一个以上的喷枪点火器2-3-9设置在梁体上并位于喷嘴组旁；下燃烧梁2-4结构同上燃烧梁2-3，不同在于多个喷嘴组设置在梁体下端面上；窑体2-1底部的出料口处设置有出料仓2-8，窑体2-1上部一侧设置有料位计2-10，进料系统3与储料仓2-2连接，窑下冷却风机2-7出口连通至出料室2-14内，上吸气梁2-5分别与烟气余热利用系统4、助燃空气系统6连通，下吸气梁2-6与烟气处理系统5连通。

所述烟气余热利用系统4包括引风机Ⅱ4-1、烟气省煤器4-2、蒸汽发生器4-3、导热油罐4-4、膨胀罐4-5、过滤器4-6，上吸气梁2-5通过引风机Ⅱ4-1与烟气省煤器4-2的进气口连通，烟气省煤器4-2的出水口通过蒸汽发生器4-3与导热油罐4-4连通，导热油罐4-4通过膨胀罐4-5分别与上燃烧梁的夹层上的导热油进口管、下燃烧梁夹层上的导热油进口管连通，上燃烧梁的夹层上的导热油出口管、下燃烧梁夹层上的导热油出口管通过过滤器4-6与蒸汽发生器4-3连通，烟气省煤器4-2的出气口与烟气处理系统5连通，烟气省煤器4-2上开有进水口。助燃空气系统6包括空气换热器6-1、助燃风机6-2，助燃风机6-2通过空气换热器6-1分别与上燃烧梁2-3上的助燃空气管2-3-8、下燃烧梁2-4上的助燃空气管连通，上吸气梁2-5出口与空气换热器6-1连通。烟气处理系统5包括引风机Ⅲ5-1、除尘器5-2，下吸气梁2-6通过引风机Ⅲ5-2与除尘器5-1连接，烟气省煤器4-2的出气口与除尘器5-1连接，空气换热器6-1与除尘器5-1连接。

实施例1：

处理3t/h磷矿石（含P₂O₅18.38%，碳酸盐10.84%）

首先将粒径30-60mm的磷矿石按照3t/h的处理规模，通过进料系统3运送至储料仓2-2备用；启动烟气余热利用系统4，将温度为160℃，流量33.8m³/h的导热油通入上燃烧梁2-3、下燃烧梁2-4的夹层2-3-2中，有效地冷却上燃烧梁2-3、下燃烧梁2-4，确保正常工作。启动蒸汽发生器4-3，有效冷却并循环使用导热油，蒸汽发生器的压力为0.497MPa。

CO工业尾气经过尾气净化装置1-1净化后，储存在CO工业尾气储气罐1-2内，通过两台引风机Ⅰ1-4将净化后的CO工业尾气以450m³/h从CO工业尾气储气罐经集束燃料管2-3-7引入煅烧窑体系统的上燃烧梁2-3、下燃烧梁2-4内，控制空气过剩系数为1.1，燃烧升温7h，待煅烧窑体系统温度达到800～900℃，将储料仓内的磷矿石送入煅烧窑体系统；设置连续出料，物料出料量设置为3t/h，窑内燃烧温度约为620℃。

最后，煅烧分解得到的高品位磷矿石通过窑下冷却风机2-7冷却后，温度降至＜80℃，下落至出料仓2-8，最后到达成品运输部。煅烧过程中产生的烟气由上吸气梁2-5和下吸气梁2-6抽气后进入烟气余热利用系统及烟气处理系统进行处理；经测定出料得到的高品位磷矿石中的碳酸盐的含量为5.77%，CO₂的脱除率为47%，P₂O₅含量29.08%。通过气相色谱法和检测管检测煅烧磷矿石产生尾气，烟尘、氟化物排放浓度低于《工业窑炉大气污染物排放标准-GB9078-1996》中表2、表4的二级标准；氮氧化物排放浓度低于《工业窑炉大气污染物排放标准-GB9078-1996》表2中二级标准；即烟尘浓度≤200mg/m³，氮氧化物≤400mg/m³，氟化物≤6mg/m³。

实施例2：

处理5t/h磷矿石（含P₂O₅20.01%，碳酸盐13.14%）

首先将粒径30-60mm的磷矿石按照5t/h的处理规模，通过进料系统3运送至储料仓2-2备用；启动烟气余热利用系统4，将温度为170℃，流量35.7m³/h的导热油通入上燃烧梁2-3、下燃烧梁2-4的夹层2-3-2中，有效地冷却上燃烧梁2-3、下燃烧梁2-4，确保正常工作。启动蒸汽发生器4-3，有效冷却并循环使用导热油，蒸汽发生器的压力为0.468MPa。

CO工业尾气经过尾气净化装置1-1净化后，储存在CO工业尾气储气罐1-2内，通过两台引风机Ⅰ1-4将净化后的CO工业尾气以500m³/h从CO工业尾气储气罐经集束燃料管2-3-7引入煅烧窑体系统的上燃烧梁2-3、下燃烧梁2-4内，控制空气过剩系数为1.3，燃烧升温7h，待煅烧窑体系统温度达到800～900℃，将储料仓内的磷矿石送入煅烧窑体系统；设置连续出料，物料出料量设置为5t/h，窑内燃烧温度约为730℃。

最后，煅烧分解得到的高品位磷矿石通过窑下冷却风机2-7冷却后，温度降至＜80℃，下落至出料仓2-8，最后到达成品运输部。煅烧过程中产生的烟气由上吸气梁2-5和下吸气梁2-6抽气后进入烟气余热利用系统及烟气处理系统进行处理；经测定出料得到的高品位磷矿石中的碳酸盐的含量为5.4%，CO₂的脱除率为59%，P₂O₅含量32%。通过气相色谱法和检测管检测煅烧磷矿石产生尾气，烟尘、氟化物排放浓度低于《工业窑炉大气污染物排放标准-GB9078-1996》中表2、表4的二级标准；氮氧化物排放浓度低于《工业窑炉大气污染物排放标准-GB9078-1996》表2中二级标准；即烟尘浓度≤200mg/m³，氮氧化物≤400mg/m³，氟化物≤6mg/m³。

Claims (10)

1.一种利用含CO工业尾气煅烧去除磷矿石中二氧化碳的方法，其特征在于：将经过净化处理的CO工业尾气和空气通入煅烧窑体系统内，空气过剩系数为1.1～2.5，中低品位磷矿石先在煅烧窑体系统内预热至300～600℃，然后在600～900℃下进行煅烧，去除磷矿石中二氧化碳，提高P₂O₅含量，煅烧中产生的烟气进行余热回收，回收的热量用于煅烧，回收热量后的烟气净化排放。

2.根据权利要求1所述的利用含CO工业尾气煅烧去除磷矿石中二氧化碳的方法，其特征在于：含CO工业尾气为高炉煤气、转炉煤气、黄磷尾气或电石炉尾气。

3.根据权利要求1所述的利用含CO工业尾气煅烧去除磷矿石中二氧化碳的方法，其特征在于：经过净化处理的CO工业尾气中H₂S含量<50mg/Nm³，PH₃含量<10mg/Nm³，AsH₃含量<10mg/Nm³，HF含量<20mg/Nm³。

4.完成权利要求1所述利用含CO工业尾气煅烧去除磷矿石中二氧化碳的方法的装置，其特征在于：包括CO工业尾气净化及输送系统（1）、煅烧窑体系统（2）、进料系统（3）、烟气余热利用系统（4）、烟气处理系统（5）、助燃空气系统（6）；进料系统（3）与煅烧窑体系统（2）连通，CO工业尾气净化及输送系统（1）与煅烧窑体系统（2）连通；助燃空气系统（6）与煅烧窑体系统（2）连通，煅烧窑体系统（2）另一端与助燃空气系统（6）连接；煅烧窑体系统（2）与烟气余热利用系统（4）连接，烟气余热利用系统（4）的另一端与煅烧窑体系统（2）连接；煅烧窑体系统（2）、烟气余热利用系统（4）、助燃空气系统（6）分别与烟气处理系统（5）连接。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：CO工业尾气净化及输送系统（1）包括

尾气净化装置（1-1）、CO工业尾气储气罐（1-2）、安全水封（1-3）、引风机Ⅰ（1-4）、止逆阀（1-5）、CO报警器（1-6），尾气净化装置（1-1）通过CO工业尾气储气罐（1-2）与安全水封（1-3）连接，安全水封（1-3）与引风机Ⅰ（1-4）连接，引风机Ⅰ（1-4）通过管道与煅烧窑体系统（2）连接，管道上依次设置有止逆阀（1-5）、CO报警器（1-6）。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：煅烧窑体系统（2）包括中空的窑体（2-1）、储料仓（2-2）、上燃烧梁（2-3）、下燃烧梁（2-4）、上吸气梁（2-5）、下吸气梁（2-6）、窑下冷却风机（2-7）、出料仓（2-8）、机架（2-9）、料位计（2-10），窑体（2-1）固定在机架（2-9）上，储料仓（2-2）设置在壳体（2-1）顶端的进料口上，窑体（2-1）内从上往下依次设置有上吸气梁（2-5）、上燃烧梁（2-3）、下燃烧梁（2-4）、下吸气梁（2-6），上吸气梁（2-5）和上燃烧梁（2-3）之间的腔室为预热腔（2-11），上燃烧梁（2-3）和下燃烧梁（2-4）之间的腔室为上煅烧燃烧室（2-12），下燃烧梁（2-4）和下吸气梁（2-6）之间的腔室为下煅烧燃烧室（2-13），下吸气梁（2-6）下方的腔室为出料室（2-14），窑体（2-1）底部的出料口处设置有出料仓（2-8），窑体（2-1）上部一侧设置有料位计（2-10），进料系统（3）与储料仓（2-2）连接，窑下冷却风机（2-7）出口连通至出料室（2-14）内，上吸气梁（2-5）分别与烟气余热利用系统（4）、助燃空气系统（6）连通，下吸气梁（2-6）与烟气处理系统（5）连通。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：上燃烧梁（2-3）包括梁体（2-3-1）、助燃空气烧嘴（2-3-3）、CO工业尾气烧嘴（2-3-4）、导热油进口管（2-3-5）、导热油出口管（2-3-6）、集束燃料管（2-3-7）、助燃空气管（2-3-8）、喷枪点火器（2-3-9），梁体（2-3-1）为中空的外侧带有夹层（2-3-2）的箱体，助燃空气烧嘴（2-3-3）和CO工业尾气烧嘴（2-3-4）分别设置在梁体（2-3-1）上，1个CO工业尾气烧嘴配2个助燃空气烧嘴（2-3-3）构成喷嘴组，多个喷嘴组平行设置梁体前后两侧；多个集束燃料管（2-3-7）一端与CO工业尾气净化及输送系统的引风机Ⅰ（1-4）连通，另一端穿过中空的梁体（2-3-1）与多个CO工业尾气烧嘴（2-3-4）连通；1个以上的助燃空气管（2-3-8）一端与助燃空气系统（6）连接，另一端连通至梁体内并与助燃空气烧嘴（2-3-3）连通；导热油进口管（2-3-5）、导热油出口管（2-3-6）分别设置在梁体（2-3-1）两端上并与夹层（2-3-2）连通，一个以上的喷枪点火器（2-3-9）设置在梁体上并位于喷嘴组旁；下燃烧梁（2-4）结构同上燃烧梁（2-3），不同在于多个喷嘴组设置在梁体下端面上。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：烟气余热利用系统（4）包括引风机Ⅱ（4-1）、烟气省煤器（4-2）、蒸汽发生器（4-3）、导热油罐（4-4）、膨胀罐（4-5）、过滤器（4-6），上吸气梁（2-5）通过引风机Ⅱ（4-1）与烟气省煤器（4-2）的进气口连通，烟气省煤器（4-2）的出水口通过蒸汽发生器（4-3）与导热油罐（4-4）连通，导热油罐（4-4）通过膨胀罐（4-5）分别与上燃烧梁的夹层上的导热油进口管、下燃烧梁夹层上的导热油进口管连通，上燃烧梁的夹层上的导热油出口管、下燃烧梁夹层上的导热油出口管通过过滤器（4-6）与蒸汽发生器（4-3）连通，烟气省煤器（4-2）的出气口与烟气处理系统（5）连通，烟气省煤器（4-2）上开有进水口。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：助燃空气系统（6）包括空气换热器（6-1）、助燃风机（6-2），助燃风机（6-2）通过空气换热器（6-1）分别与上燃烧梁（2-3）上的助燃空气管（2-3-8）、下燃烧梁（2-4）上的助燃空气管连通，上吸气梁（2-5）出口与空气换热器（6-1）连通。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于：烟气处理系统（5）包括引风机Ⅲ（5-1）、除尘器（5-2），下吸气梁（2-6）通过引风机Ⅲ（5-2）与除尘器（5-1）连接，烟气省煤器（4-2）的出气口与除尘器（5-1）连接，空气换热器（6-1）与除尘器（5-1）连接。

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