CN111174423A - 从钒钛熔渣中提钒、提钛用高温富氧加热炉及其操作方法 - Google Patents

从钒钛熔渣中提钒、提钛用高温富氧加热炉及其操作方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种从钒钛熔渣中提钒、提钛用高温富氧加热炉及其操作方法，高温富氧加热炉包括加热炉、煤气系统、助燃风系统、烟气系统及富氧空气系统；加热炉的顶部设辅助火源及点子点火器，加热炉设助燃空气入口与助燃风系统相连，设煤气入口与煤气系统相连；设烟气出口与烟气系统相连；设富氧空气出口连接富氧空气出口管道，设富氧空气入口连接富氧空气进口管道，富氧空气进口管道与富氧空气出口管道通过富氧空气支管相连；加热炉还设有上部温度计、下部温度计及蓄热体。本发明能够将低温富氧空气加热为后续提钒、提钛所需的高温富氧空气，满足整体工艺要求，最终使含钒、钛的熔渣能够更好的实现资源利用，减少冶金熔渣造成的环境污染。

Description

从钒钛熔渣中提钒、提钛用高温富氧加热炉及其操作方法
技术领域
本发明涉及冶金熔渣处理技术领域，尤其涉及一种从钒钛熔渣中提钒、提钛用高温富氧加热炉及其操作方法。
背景技术
我国的钒钛磁铁矿资源主要集中在四川的攀西地区、河北的承德地区，钒钛磁铁矿不仅是铁的重要来源，而且伴生钒、钛、铬、钴、镍、铂族和钪等多种组份，具有很高的综合利用价值。
钒钛磁铁矿在钢铁冶金中产生大量的高炉渣、转炉渣，通常堆放在厂区内成为废弃物，不能得到有效的利用；不仅占用场地，如处理不当还会造成环境的污染；同时熔渣中的钒、钛金属也不能得到有效的回收利用，导致资源浪费。为了解决上述问题，国内高校及技术型企业开发出一种从钒钛渣中提钒、提钛的熔渣处理工艺，该工艺中的关键步骤是通过富氧空气将熔渣中的钒、钛进行高温氧化，因此需要一种能够将低温富氧空气加热为后续提钒、提钛所需高温富氧空气的高温富氧加热炉。
发明内容
本发明提供了一种从钒钛熔渣中提钒、提钛用高温富氧加热炉及其操作方法，能够将低温富氧空气加热为后续提钒、提钛所需的高温富氧空气，满足整体工艺要求，最终使含钒、钛的熔渣能够更好的实现资源利用，减少冶金熔渣造成的环境污染。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
从钒钛熔渣中提钒、提钛用高温富氧加热炉，包括加热炉、煤气系统、助燃风系统、烟气系统以及富氧空气系统；所述加热炉的顶部并排设置辅助火源及电子点火器；加热炉上部一侧设助燃空气入口与助燃风系统相连；加热炉上部另一侧设煤气入口与煤气系统相连；煤气入口下方的加热炉一侧设富氧空气出口连接富氧空气出口管道，对应侧的加热炉底部设富氧空气入口连接富氧空气进口管道，富氧空气进口管道与富氧空气出口管道通过富氧空气支管相连，富氧空气进口管道、富氧空气出口管道及富氧空气支管共同组成富氧空气系统；与富氧空气入口相对的加热炉底部一侧设烟气出口与烟气系统相连；加热炉的上部设有上部温度计，加热炉的下部设有下部温度计，加热炉的中部设蓄热体。
所述助燃风系统由助燃空气主管及沿助燃空气流动方向依次设置在助燃空气主管上的助燃风机、助燃风机切断阀、流量计一、助燃空气调节阀及助燃空气切断阀组成。
所述助燃风系统还包括备用助燃风机，备用助燃风机的出口端通过助燃空气支管连接助燃风机切断阀下游的助燃空气主管，助燃空气支管上设备用助燃风机切断阀。
所述煤气系统由煤气管道及沿煤气流动方向依次设置在煤气管道上的温度计一、压力计一、流量计二、煤气调节阀、煤气切断阀一及煤气切断阀二组成。
所述富氧空气进口管道上沿富氧空气流入方向依次设有温度计二、压力计二、流量计三、富氧空气进口调节阀及富氧空气进口切断阀；所述富氧空气出口管道上沿富氧空气流出方向依次设有富氧空气出口切断阀、压力计三及温度计三；压力计三上游的富氧空气出口管道与温度计二上游的富氧空气进口管道通过富氧空气支管相连，富氧空气支管上沿富氧空气流动方向依次设有流量计四、温度计四、压力计四、富氧空气支管调节阀及富氧空气支管切断阀。
所述烟气系统由烟气管道及沿烟气流动方向依次设置在烟气管道上的烟气出口切断阀、压力计五及温度计五组成。
所述从钒钛熔渣中提钒、提钛用高温富氧加热炉的操作方法，包括如下步骤：
1)在加热炉点火前，将助燃空气主管上的助燃风机切断阀、助燃空气调节阀及助燃空气切断阀全部开启，开启烟气管道上的烟气出口切断阀，开启助燃风机，然后开启电子点火器将辅助火源点燃；
2)开启煤气管道上的煤气调节阀、煤气切断阀一及煤气切断阀二，管网煤气通过煤气管道进入加热炉内，辅助火源自动点燃煤气，调节进入加热炉内煤气的流量、压力，以及助燃空气的流量、压力，使加热炉内处于稳定燃烧状态；
3)加热炉内烟气温度为180～220℃，经烟气管道排出进行除尘及余热利用；
4)当加热炉内的上部温度计、下部温度计测温达到设定温度时，先关闭煤气管道上的各个阀门，再关闭助燃风主管上的各个阀门，最后关闭烟气管道上的烟气出口切断阀，加热炉内处于燃烧停止状态；
5)开启富氧空气进口管道上的富氧空气进口调节阀及富氧空气进口切断阀，开启富氧空气出口管道上的富氧空气出口切断阀，25℃以下的低温富氧空气通过富氧空气进口管道进入加热炉，经加热炉加热后自富氧空气出口管道流出的富氧空气温度达到800～1200℃；为了使富氧空气出口温度稳定，开启富氧空气支管上的富氧空气支管调节阀和富氧空气支管切断阀，使25℃以下的低温富氧空气与高温富氧空气混合，通过富氧空气支管调节阀进行调节，使混合后的富氧空气温度稳定在600℃，即可转入向用户输送高温富氧空气的送风状态。
所述加热炉采用间断式加热工作制度，送风状态和燃烧状态交替运行。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)本发明提供了一种高温富氧加热炉，是为从钒钛渣中提钒、提钛的熔渣处理工艺所专门设计的加热设备，能够提供满足整体工艺要求的高温富氧空气，从而为下一步从钒钛熔渣中提钒、提钛创造良好的条件；
2)结构简单，运行稳定，有利于减化整体工艺流程，缩短反应时间，提高生产效率。
附图说明
图1是本发明所述一种从钒钛熔渣中提钒、提钛用高温富氧加热炉的结构示意图。
图中：1.加热炉 2.电子点火器 3.辅助火源 4.助燃风机 5.备用助燃风机 6.助燃风机切断阀 7.备用助燃风机切断阀 8.助燃空气支管 9.助燃空气主管 10.流量计一11.助燃空气调节阀 12.助燃空气切断阀 13.上部温度计 14.下部温度计 15.煤气管道16.温度计一 17.压力计一 18.流量计二 19.煤气调节阀 20.煤气切断阀一 21.煤气切断阀二 22.烟气管道 23.烟气出口切断阀 24.压力计五 25.温度计五 26.富氧空气进口管道 27.温度计二 28.压力计二 29.流量计三 30.富氧空气进口调节阀 31.富氧空气进口切断阀 32.富氧空气支管 33.流量计四 34.温度计四 35.压力计四 36.富氧空气支管调节阀 37.富氧空气支管切断阀 38.富氧空气出口切断阀 39.压力计三 40.温度计三 41.富氧空气出口管道
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
如图1所示，本发明所述从钒钛熔渣中提钒、提钛用高温富氧加热炉，包括加热炉1、煤气系统、助燃风系统、烟气系统以及富氧空气系统；所述加热炉1的顶部并排设置辅助火源3及电子点火器2；加热炉1上部一侧设助燃空气入口与助燃风系统相连；加热炉1上部另一侧设煤气入口与煤气系统相连；煤气入口下方的加热炉1一侧设富氧空气出口连接富氧空气出口管道41，对应侧的加热炉1底部设富氧空气入口连接富氧空气进口管道26，富氧空气进口管道26与富氧空气出口管道41通过富氧空气支管32相连，富氧空气进口管道26、富氧空气出口管道41及富氧空气支管36共同组成富氧空气系统；与富氧空气入口相对的加热炉1底部一侧设烟气出口与烟气系统相连；加热炉1的上部设有上部温度计13，加热炉1的下部设有下部温度计14，加热炉1的中部设蓄热体。
所述助燃风系统由助燃空气主管9及沿助燃空气流动方向依次设置在助燃空气主管9上的助燃风机4、助燃风机切断阀6、流量计一10、助燃空气调节阀11及助燃空气切断阀12组成。
所述助燃风系统还包括备用助燃风机5，备用助燃风机5的出口端通过助燃空气支管8连接助燃风机切断阀6下游的助燃空气主管9，助燃空气支管8上设备用助燃风机切断阀7。
所述煤气系统由煤气管道15及沿煤气流动方向依次设置在煤气管道15上的温度计一16、压力计一17、流量计二18、煤气调节阀19、煤气切断阀一20及煤气切断阀二21组成。
所述富氧空气进口管道26上沿富氧空气流入方向依次设有温度计二27、压力计二28、流量计三29、富氧空气进口调节阀30及富氧空气进口切断阀31；所述富氧空气出口管道41上沿富氧空气流出方向依次设有富氧空气出口切断阀38、压力计三39及温度计三40；压力计三39上游的富氧空气出口管道41与温度计二27上游的富氧空气进口管道26通过富氧空气支管32相连，富氧空气支管32上沿富氧空气流动方向依次设有流量计四33、温度计四34、压力计四35、富氧空气支管调节阀36及富氧空气支管切断阀37。
所述烟气系统由烟气管道22及沿烟气流动方向依次设置在烟气管道22上的烟气出口切断阀23、压力计五24及温度计五25组成。
所述从钒钛熔渣中提钒、提钛用高温富氧加热炉的操作方法，包括如下步骤：
1)在加热炉1点火前，将助燃空气主管9上的助燃风机切断阀6、助燃空气调节阀11及助燃空气切断阀12全部开启，开启烟气管道22上的烟气出口切断阀23，开启助燃风机4，然后开启电子点火器2将辅助火源3点燃；
2)开启煤气管道15上的煤气调节阀19、煤气切断阀一20及煤气切断阀二21，管网煤气通过煤气管道15进入加热炉1内，辅助火源3自动点燃煤气，调节进入加热炉1内煤气的流量、压力，以及助燃空气的流量、压力，使加热炉1内处于稳定燃烧状态；
3)加热炉1内烟气温度为180～220℃，经烟气管道22排出进行除尘及余热利用；
4)当加热炉1内的上部温度计13、下部温度计14测温达到设定温度时，先关闭煤气管道15上的各个阀门19、20、21，再关闭助燃风主管9上的各个阀门12、11、6，最后关闭烟气管道22上的烟气出口切断阀23，加热炉1内处于燃烧停止状态；
5)开启富氧空气进口管道26上的富氧空气进口调节阀30及富氧空气进口切断阀31，开启富氧空气出口管道41上的富氧空气出口切断阀38，25℃以下的低温富氧空气通过富氧空气进口管道26进入加热炉1，经加热炉1加热后自富氧空气出口管道41流出的富氧空气温度达到800～1200℃；为了使富氧空气出口温度稳定，开启富氧空气支管32上的富氧空气支管调节阀36和富氧空气支管切断阀37，使25℃以下的低温富氧空气与高温富氧空气混合，通过富氧空气支管调节阀36进行调节，使混合后的富氧空气温度稳定在600℃，即可转入向用户输送高温富氧空气的送风状态。
所述加热炉1采用间断式加热工作制度，送风状态和燃烧状态交替运行。
本发明所述高温富氧加热炉采用间断式加热工作制度，送风状态和燃烧状态交替运行，送风时间约45分钟。当加热炉1处于燃烧状态时，加热炉1内以管网煤气作为燃料燃烧，加热炉1内的烟气温度平均为200℃，烟气输出后可考虑在其它系统中进行余热回收再利用，或由厂区集中处理。
当温度达到设定要求时，加热炉1内的燃烧状态停止，进入送风状态。当加热炉1为送风状态时，25℃的低温富氧空气经加热炉1加热成为1000℃左右的高温富氧空气，由于此时高温富氧空气的温度不稳定，将高温富氧空气与富氧空气支管32中的25℃低温富氧空气混合，通过富氧空气支管调节阀26调节，使混合后的高温富氧空气温度稳定在600℃，经富氧空气出口管道41送至用户接点。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.从钒钛熔渣中提钒、提钛用高温富氧加热炉，其特征在于，包括加热炉、煤气系统、助燃风系统、烟气系统以及富氧空气系统；所述加热炉的顶部并排设置辅助火源及电子点火器；加热炉上部一侧设助燃空气入口与助燃风系统相连；加热炉上部另一侧设煤气入口与煤气系统相连；煤气入口下方的加热炉一侧设富氧空气出口连接富氧空气出口管道，对应侧的加热炉底部设富氧空气入口连接富氧空气进口管道，富氧空气进口管道与富氧空气出口管道通过富氧空气支管相连，富氧空气进口管道、富氧空气出口管道及富氧空气支管共同组成富氧空气系统；与富氧空气入口相对的加热炉底部一侧设烟气出口与烟气系统相连；加热炉的上部设有上部温度计，加热炉的下部设有下部温度计，加热炉的中部设蓄热体。
2.根据权利要求1所述的从钒钛熔渣中提钒、提钛用高温富氧加热炉，其特征在于，所述助燃风系统由助燃空气主管及沿助燃空气流动方向依次设置在助燃空气主管上的助燃风机、助燃风机切断阀、流量计一、助燃空气调节阀及助燃空气切断阀组成。
3.根据权利要求2所述的从钒钛熔渣中提钒、提钛用高温富氧加热炉，其特征在于，所述助燃风系统还包括备用助燃风机，备用助燃风机的出口端通过助燃空气支管连接助燃风机切断阀下游的助燃空气主管，助燃空气支管上设备用助燃风机切断阀。
4.根据权利要求1所述的从钒钛熔渣中提钒、提钛用高温富氧加热炉，其特征在于，所述煤气系统由煤气管道及沿煤气流动方向依次设置在煤气管道上的温度计一、压力计一、流量计二、煤气调节阀、煤气切断阀一及煤气切断阀二组成。
5.根据权利要求1所述的从钒钛熔渣中提钒、提钛用高温富氧加热炉，其特征在于，所述富氧空气进口管道上沿富氧空气流入方向依次设有温度计二、压力计二、流量计三、富氧空气进口调节阀及富氧空气进口切断阀；所述富氧空气出口管道上沿富氧空气流出方向依次设有富氧空气出口切断阀、压力计三及温度计三；压力计三上游的富氧空气出口管道与温度计二上游的富氧空气进口管道通过富氧空气支管相连，富氧空气支管上沿富氧空气流动方向依次设有流量计四、温度计四、压力计四、富氧空气支管调节阀及富氧空气支管切断阀。
6.根据权利要求1所述的从钒钛熔渣中提钒、提钛用高温富氧加热炉，其特征在于，所述烟气系统由烟气管道及沿烟气流动方向依次设置在烟气管道上的烟气出口切断阀、压力计五及温度计五组成。
7.如权利要求1-6任意一种所述从钒钛熔渣中提钒、提钛用高温富氧加热炉的操作方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)在加热炉点火前，将助燃空气主管上的助燃风机切断阀、助燃空气调节阀及助燃空气切断阀全部开启，开启烟气管道上的烟气出口切断阀，开启助燃风机，然后开启电子点火器将辅助火源点燃；
2)开启煤气管道上的煤气调节阀、煤气切断阀一及煤气切断阀二，管网煤气通过煤气管道进入加热炉内，辅助火源自动点燃煤气，调节进入加热炉内煤气的流量、压力，以及助燃空气的流量、压力，使加热炉内处于稳定燃烧状态；
3)加热炉内烟气温度为180～220℃，经烟气管道排出进行除尘及余热利用；
4)当加热炉内的上部温度计、下部温度计测温达到设定温度时，先关闭煤气管道上的各个阀门，再关闭助燃风主管上的各个阀门，最后关闭烟气管道上的烟气出口切断阀，加热炉内处于燃烧停止状态；
5)开启富氧空气进口管道上的富氧空气进口调节阀及富氧空气进口切断阀，开启富氧空气出口管道上的富氧空气出口切断阀，25℃以下的低温富氧空气通过富氧空气进口管道进入加热炉，经加热炉加热后自富氧空气出口管道流出的富氧空气温度达到800～1200℃；为了使富氧空气出口温度稳定，开启富氧空气支管上的富氧空气支管调节阀和富氧空气支管切断阀，使25℃以下的低温富氧空气与高温富氧空气混合，通过富氧空气支管调节阀进行调节，使混合后的富氧空气温度稳定在600℃，即可转入向用户输送高温富氧空气的送风状态。
8.如权利要求7所述从钒钛熔渣中提钒、提钛用高温富氧加热炉的操作方法，其特征在于，所述加热炉采用间断式加热工作制度，送风状态和燃烧状态交替运行。
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