CN205392144U - 钒渣焙烧尾气处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及五氧化二钒生产技术领域，提供了一种钒渣焙烧尾气处理系统，包括依次连通的除尘装置、换热装置、文丘里系统和脱硫系统；所述脱硫系统包括脱硫塔、碱液存储箱和碱液回收箱，所述脱硫塔上部设置有碱液进口、气体出口和除雾器，下端设置有气体进口和碱液出口；所述碱液存储箱通过管道与碱液进口相连通，且碱液存储箱与碱液进口之间的管道上设置有驱动泵；所述碱液出口通过管道与碱液回收箱相连通；所述气体进口通过管道与文丘里系统相连接。本装置，能够充分利用废热，节约能源；且比较彻底地除去尾气中的硫氧化物和粉尘，降低对空气的污染，实现清洁生产。

Description

钒渣焙烧尾气处理系统

技术领域

本实用新型涉及五氧化二钒生产技术领域，尤其是一种钒渣焙烧尾气处理系统。

背景技术

五氧化二钒广泛用于冶金、化工等行业，主要用于冶炼钒铁。用作合金添加剂，占五氧化二钒总消耗量的80％以上，其次是用作有机化工的催化剂，即触媒，约占总量的10％，另处用作无机化学品、化学试剂、搪瓷和磁性材料等约占总量的10％。当前五氧化二钒生产过程中存在的一个比较突出的问题，是环保与节能。

目前五氧化二钒的生产一般是以钒渣作为原料，而以钒渣作为原料生产五氧化二钒主要包括原料预处理、焙烧、钒溶液的分离净化、钒溶液沉淀结晶和钒酸盐分解、干燥及熔炼5个工序。工艺流程如下：

钒渣+钠盐→预处理→混料→回转窑焙烧→浸出分离→铵盐沉钒→高温熔化→冷却制片→五氧化二钒产品

钒渣中含有的16-20％的五氧化二钒，其它全是杂质，生产五氧化二钒的过程本质上就是：用钠盐使钒和部分杂质溶解于水，生成钒酸钠，再加入铵盐，通过硫酸调整pH值使钒沉淀出来，生成钒酸盐，而其它杂质不沉淀，再将钒酸铵焙烧分解为五氧化二钒即可。

钒渣在回转窑内进行焙烧的过程中，会产生大量的废气，废气温度高，湿气含量大，有酸雾和硫氧化物、粉尘、水蒸气、不凝性气体等，其排放速度和流量较均匀。

焙烧尾气必须经过处理后才能完全达标排放，目前国内五氧化二钒生产厂家针对焙烧尾气处理，常见流程包括旋风收尘、文丘里喷淋系统、水洗塔、电除雾、烟囱等。焙烧窑内排出的废气一般先在烟道内，通过惯性和重力沉降，或经过旋风收尘，除去大部分粗颗粒粉尘，然后先进入文丘里洗涤器，在文丘里管的喉管中气体被加速，水被高速气流击碎进行有效碰撞，当气、液进入文丘里管扩大段后而减速，使水滴与尘埃、气体再次碰撞冷却，部分SO3变成酸雾，粉尘被水滴捕获，凝聚成大颗粒随水排入回收池。此时，废气温度降低至60-70℃，之后进入洗涤塔，使气体温度降至50℃以下进入电除雾器，在高压静电场作用下，酸雾和极少量的粉尘被除去。符合排放标准的尾气经风机送人烟囱排放。

这种传统方法存在的问题，一是温度高达300℃-450℃的焙烧尾气中含有大量热量，尾气余热没有利用，造成浪费；二是达标排放有时难以做到，即使达标，指标也是紧靠上限。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种钒渣焙烧尾气处理系统，充分利用钒渣焙烧尾气中的热量，避免能源浪费；且能使焙烧尾气中硫化物完全达标排放，以实现五氧化二钒的清洁生产。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：钒渣焙烧尾气处理系统，包括依次连通的除尘装置、换热装置、文丘里系统和脱硫系统；

所述脱硫系统包括脱硫塔、碱液存储箱和碱液回收箱，所述脱硫塔上部设置有碱液进口、气体出口和除雾器，下端设置有气体进口和碱液出口；所述碱液存储箱通过管道与碱液进口相连通，且碱液存储箱与碱液进口之间的管道上设置有驱动泵；所述碱液出口通过管道与碱液回收箱相连通；所述气体进口通过管道与文丘里系统相连接。

进一步地，所述碱液进口为多个，每个碱液进口均与碱液存储箱相连通且每个碱液进口与碱液存储箱之间均设置有驱动泵。

进一步地，所述换热装置包括废热锅炉。

进一步地，设置有除氧器和蒸汽聚集器，所述除氧器的上部设置有除盐水进口和蒸汽出口，下部设置有除盐水出口和蒸汽进口；

所述蒸汽聚集器设置有第二蒸汽进口、第三蒸汽出口、第四蒸汽出口、汽水分离器和回流出口；

所述废热锅炉设置有第一尾气进口、第一尾气出口、第二除盐水进口、第二除盐水出口和回流进口，所述第一尾气进口和第一尾气出口相通，第二除盐水进口和第二除盐水出口相通；

所述除盐水出口与第二除盐水进口相连通，且除盐水出口与第二除盐水进口之间设置有锅炉给水泵；所述第二除盐水出口与第二蒸汽进口相连通，所述第三蒸汽出口与蒸汽进口相连通；所述回流出口与回流进口相连通；所述第一尾气进口与除尘装置相连通，所述第一尾气出口与文丘里系统相连通。

进一步地，所述除氧器设置有多个蒸汽出口，且部分蒸汽出口与蒸汽进口相连通。

进一步地，所述文丘里系统包括文丘里水箱、文丘里管、上升管、下降管以及废水水箱；

所述文丘里管上端与废热锅炉的第一尾气出口相连通，下端与文丘里水箱相连通；

所述上升管的下端与文丘里水箱相连通，上部设置有废酸进口，且上升管的上端通过管道与下降管相连通；

下降管上部设置有废水进口，下端与废水水箱相连通；

所述下降管的下端设置有排气口，所述排气口与脱硫塔的气体进口相连通。

进一步地，所述文丘里水箱上设置有循环出口，所述文丘里管上设置有循环进口，所述循环出口通过管道与循环进口相连通，且所述循环出口与循环进口之间设置有循环泵。

进一步地，所述循环进口为多个，每个循环进口均与循环出口相通，且每个循环进口与循环出口之间均设置有循环泵。

进一步地，所述除尘装置为旋风除尘器。

本实用新型的有益效果是：除尘装置用于清除和回收焙烧尾气中的钒酸盐粉尘；换热装置用于将高温尾气与其他工序中用到的需要加热的气体或者液体进行换热，以便于充分利用尾气中的热能，避免浪费；文丘里系统对尾气进行进一步地降温和除尘，脱硫系统利用碱液充分除去尾气中的硫氧化物、酸雾等污染物，使尾气达到排放标准。

附图说明

图1是本实用新型钒渣焙烧尾气处理系统的整体示意图；

图2是本实用新型换热装置的示意图；

图3是本实用新型文丘里系统的示意图；

附图标记：10—除尘装置；20—换热装置；201—第一尾气进口；202—第一尾气出口；203—第二除盐水进口；204—第二除盐水出口；205—回流进口；21—除氧器；211—除盐水进口；212—蒸汽出口；213—除盐水出口；214—蒸汽进口；22—蒸汽聚集器；221—第二蒸汽进口；222—第三蒸汽出口；223—第四蒸汽出口；224—回流出口；31—文丘里水箱；311—循环出口；32—文丘里管；321—循环进口；33—上升管；331—废酸进口；34—下降管；342—排气口；341—废水进口；35—废水水箱；36—循环泵；41—脱硫塔；411—碱液进口；412—气体出口；413—气体进口；414—碱液出口；42—碱液存储箱；43—碱液回收箱；44—驱动泵。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1、图2和图3所示，本实用新型的钒渣焙烧尾气处理系统，包括依次连通的除尘装置10、换热装置20、文丘里系统和脱硫系统；

所述脱硫系统包括脱硫塔41、碱液存储箱42和碱液回收箱43，所述脱硫塔41上部设置有碱液进口411、气体出口412和除雾器，下端设置有气体进口413和碱液出口414；所述碱液存储箱42通过管道与碱液进口411相连通，且碱液存储箱42与碱液进口411之间的管道上设置有驱动泵44；所述碱液出口414通过管道与碱液回收箱43相连通；所述气体进口413通过管道与文丘里系统相连接。本装置，能够充分利用废热，节约能源；且比较彻底地除去尾气中的硫氧化物和粉尘，降低对空气的污染，实现清洁生产。

除尘装置10除去尾气中大部分的粉尘，并收集钒酸盐颗粒进行再利用。换热装置20用于将高温尾气与其他工序中用到的需要加热的气体或者液体进行换热，以便于充分利用尾气中的热能，避免浪费。再通过文丘里系统对尾气进行进一步地降温和除尘，将尾气从气体进口413通入脱硫塔41，同时，开启驱动泵44，将碱液存储箱42内部的碱液抽取至碱液进口411，利用碱液对尾气进行淋洗，去除尾气中的硫氧化物以及少量的粉尘，在经过除雾器除雾，使尾气达到排放标准，并从气体出口412排出。淋洗后的碱液通过碱液出口414排至碱液存储箱42，进行重复利用或者排至污水处理系统。

为了增强除硫效果，所述碱液进口411为多个，每个碱液进口411均与碱液存储箱42相连通且每个碱液进口411与碱液存储箱42之间均设置有驱动泵44。设置多个碱液进口411，使碱液更加分散，增加与尾气的接触面积，确保碱液与尾气中的硫氧化物充分反映，保证除硫更加彻底。

换热装置20可以是高效旋流换热器、智能旋流换热机组、螺旋板式换热器、波纹管换热器、列管换热器、板式换热器、螺旋板换热器、管壳式换热器、容积式换热器等现有的换热器，优选的，所述换热装置20采用废热锅炉。废热锅炉内部设置有纵翅片热管和热管蒸发器等，可以进行高温换热、中温换热、低温换热等多次换热，增加换热量。

废热锅炉安装于任意工艺系统，作为五氧化二钒生产尾气处理系统的一部分，优选与五氧化二钒生产系统相连接，以减小设备安装连接难度。设置有除氧器21和蒸汽聚集器22，所述除氧器21的上部设置有除盐水进口211和蒸汽出口212，下部设置有除盐水出口213和蒸汽进口214；所述蒸汽聚集器22设置有第二蒸汽进口221、第三蒸汽出口222、第四蒸汽出口223、汽水分离器和回流出口224；所述废热锅炉设置有第一尾气进口201、第一尾气出口202、第二除盐水进口203、第二除盐水出口204和回流进口205，所述第一尾气进口201和第一尾气出口202相通，第二除盐水进口203和第二除盐水出口204相通；所述除盐水出口213与第二除盐水进口203相连通，且除盐水出口213与第二除盐水进口203之间设置有锅炉给水泵23；所述第二除盐水出口204与第二蒸汽进口221相连通，所述第三蒸汽出口222与蒸汽进口214相连通；所述回流出口224与回流进口205相连通；所述第一尾气进口201与除尘装置10相连通，所述第一尾气出口202与文丘里系统相连通。

五氧化二钒工艺流程中的铵盐沉钒工序需要用到蒸汽，蒸汽采用加热除盐水得到，因此，采用上述系统换热制备蒸汽。启动时，将除尘后的尾气从第一尾气进口201通入废热锅炉，并将常温的含氧除盐水从除盐水进口211通入除氧器21中，并依次经过除盐水出口213、锅炉给水泵23、第二除盐水进口203进入废热锅炉，与高温尾气换热之后从第二除盐水出口204排出，并通过第二蒸汽进口221进入蒸汽聚集器22，在蒸汽聚集器22内经过汽水分离后得到高温蒸汽，高温蒸汽再依次经过第三蒸汽出口222和蒸汽进口214进入除氧器21内，与有氧除盐水进行换热除氧，得到100～110℃的无氧除盐水。降温后的蒸汽通过蒸汽出口212排出。无氧除盐水依次经过除盐水出口213、锅炉给水泵23、第二除盐水进口203进入废热锅炉，与高温尾气进行多次换热之后被加热成为250～260℃，压力为1.05～1.15Mpa的汽水混合物，而尾气温度由350～450℃降低至220～250℃。汽水混合物依次经过第二除盐水出口204、第二蒸汽进口221进入蒸汽聚集器22，在蒸汽聚集器22内经过汽水分离后得到高温蒸汽，部分蒸汽进入除氧器21除氧，部分蒸汽从第四蒸汽出口223排出进行铵盐沉钒工序。而液态的除盐水再依次经过回流出口224、回流进口205重新进入废热锅炉循环换热。

为了充分循环利用蒸汽热能，所述除氧器21设置有多个蒸汽出口212，且部分蒸汽出口212与蒸汽进口214相连通。

五氧化二钒工艺流程中的铵盐沉钒工序还需要用于调节PH的废硫酸，废硫酸也需要加热后才能使用。因此，所述文丘里系统包括文丘里水箱31、文丘里管32、上升管33、下降管34以及废水水箱35；所述文丘里管32上端与废热锅炉的第一尾气出口202相连通，下端与文丘里水箱31相连通；所述上升管33的下端与文丘里水箱31相连通，上部设置有废酸进口331，且上升管33的上端通过管道与下降管34相连通；下降管34上部设置有废水进口341，下端与废水水箱35相连通；所述下降管34的下端设置有排气口342，所述排气口342与脱硫塔41的气体进口413相连通。

第一尾气出口202排出的尾气通入文丘里管32进一步地除尘，再进入上升管33，将废硫酸从废酸进口331通入，与向上运动的尾气接触换热，进一步地降低尾气温度，并对废硫酸进行加热，废硫酸流入文丘里水箱31。之后，尾气进入下降管34，从废水进口341通入五氧化二钒主生产线过来的废水，对尾气进行喷淋降温，废水进入废水水箱35，尾气进入脱硫塔41。

为了提高换热效果，所述文丘里水箱31上设置有循环出口311，所述文丘里管32上设置有循环进口321，所述循环出口311通过管道与循环进口321相连通，且所述循环出口311与循环进口321之间设置有循环泵36。在上升管33中，常温的废硫酸被初步加热并进入文丘里水箱31，再通过循环泵36的驱动从循环进口321进入文丘里管32，与220～250℃的尾气进行换热后，废硫酸温度升至90～95℃。而尾气经过文丘里管32之后，温度降至90～100℃，再经过上升管33和下降管34的换热，温度降至60～80℃。

为了进一步地提高换热效率，所述循环进口321为多个，每个循环进口321均与循环出口311相通，且每个循环进口321与循环出口311之间均设置有循环泵36。

除尘装置10可以是除尘布袋等，优选的，所述除尘装置10为旋风除尘器。

Claims (9)

1.钒渣焙烧尾气处理系统，其特征在于：包括依次连通的除尘装置(10)、换热装置(20)、文丘里系统和脱硫系统；

所述脱硫系统包括脱硫塔(41)、碱液存储箱(42)和碱液回收箱(43)，所述脱硫塔(41)上部设置有碱液进口(411)、气体出口(412)和除雾器，下端设置有气体进口(413)和碱液出口(414)；所述碱液存储箱(42)通过管道与碱液进口(411)相连通，且碱液存储箱(42)与碱液进口(411)之间的管道上设置有驱动泵(44)；所述碱液出口(414)通过管道与碱液回收箱(43)相连通；所述气体进口(413)通过管道与文丘里系统相连接。

2.如权利要求1所述的钒渣焙烧尾气处理系统，其特征在于：所述碱液进口(411)为多个，每个碱液进口(411)均与碱液存储箱(42)相连通且每个碱液进口(411)与碱液存储箱(42)之间均设置有驱动泵(44)。

3.如权利要求1所述的钒渣焙烧尾气处理系统，其特征在于：所述换热装置(20)包括废热锅炉。

4.如权利要求3所述的钒渣焙烧尾气处理系统，其特征在于：设置有除氧器(21)和蒸汽聚集器(22)，所述除氧器(21)的上部设置有除盐水进口(211)和蒸汽出口(212)，下部设置有除盐水出口(213)和蒸汽进口(214)；

所述蒸汽聚集器(22)设置有第二蒸汽进口(221)、第三蒸汽出口(222)、第四蒸汽出口(223)、汽水分离器和回流出口(224)；

所述废热锅炉设置有第一尾气进口(201)、第一尾气出口(202)、第二除盐水进口(203)、第二除盐水出口(204)和回流进口(205)，所述第一尾气进口(201)和第一尾气出口(202)相通，第二除盐水进口(203)和第二除盐水出口(204)相通；

所述除盐水出口(213)与第二除盐水进口(203)相连通，且除盐水出口(213)与第二除盐水进口(203)之间设置有锅炉给水泵(23)；所述第二除盐水出口(204)与第二蒸汽进口(221)相连通，所述第三蒸汽出口(222)与蒸汽进口(214)相连通；所述回流出口(224)与回流进口(205)相连通；所述第一尾气进口(201)与除尘装置(10)相连通，所述第一尾气出口(202)与文丘里系统相连通。

5.如权利要求4所述的钒渣焙烧尾气处理系统，其特征在于：所述除氧器(21)设置有多个蒸汽出口(212)，且部分蒸汽出口(212)与蒸汽进口(214)相连通。

6.如权利要求4或5所述的钒渣焙烧尾气处理系统，其特征在于：所述文丘里系统包括文丘里水箱(31)、文丘里管(32)、上升管(33)、下降管(34)以及废水水箱(35)；

所述文丘里管(32)上端与废热锅炉的第一尾气出口(202)相连通，下端与文丘里水箱(31)相连通；

所述上升管(33)的下端与文丘里水箱(31)相连通，上部设置有废酸进口(331)，且上升管(33)的上端通过管道与下降管(34)相连通；

下降管(34)上部设置有废水进口(341)，下端与废水水箱(35)相连通；

所述下降管(34)的下端设置有排气口(342)，所述排气口(342)与脱硫塔(41)的气体进口(413)相连通。

7.如权利要求6所述的钒渣焙烧尾气处理系统，其特征在于：所述文丘里水箱(31)上设置有循环出口(311)，所述文丘里管(32)上设置有循环进口(321)，所述循环出口(311)通过管道与循环进口(321)相连通，且所述循环出口(311)与循环进口(321)之间设置有循环泵(36)。

8.如权利要求7所述的钒渣焙烧尾气处理系统，其特征在于：所述循环进口(321)为多个，每个循环进口(321)均与循环出口(311)相通，且每个循环进口(321)与循环出口(311)之间均设置有循环泵(36)。

9.如权利要求1—8任意一项权利要求所述的钒渣焙烧尾气处理系统，其特征在于：所述除尘装置(10)为旋风除尘器。