CN207738470U - 喷雾干燥生产无水硫酸亚铁的设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种喷雾干燥生产无水硫酸亚铁的设备，主要包括硫酸亚铁浓缩器、储罐、喷雾干燥塔、热风回收装置、烟囱、热风炉、鼓风机、计量器，硫酸亚铁经浓缩器经储罐和输送器进入喷雾干燥塔，与热空气混合，进行喷雾干燥和热解，分解得彻底，得到产品，可以作为生产固体氧化铁、颜料或硫酸的原料，循环利用铁、硫资源，设备投入少，工艺简单，步骤少，无二次污染，有效的解决钛白行业产生的废弃物，充分利用热能，减轻了环境的污染，增加企业效益。

Description

喷雾干燥生产无水硫酸亚铁的设备

技术领域

本实用新型涉及一种干燥设备，具体涉及喷雾干燥生产无水硫酸亚铁的设备。

背景技术

钛铁矿的冶炼其中有一方法为硫酸法，硫酸法可以使用较低品位的钛铁矿石，而且还可以生产硫酸亚铁成本低廉，但是污染太大，副产物难于处理，消耗硫酸多；但是可以低成本地将钛矿变成纯的二氧化钛，然后将纯的二氧化钛与纯氯和焦炭在高温反应生成四氯化钛和一氧化碳，用金属钙、镁或者钠将其还原成海绵状的金属钛大规模生产钛。

目前二氧化钛的生产主要在四川、广西和云南等地，四川的攀枝花主要用岩矿生产，广西的钛白粉主要用硫酸法生产，用硫酸法生产钛白粉的成本低，质量好，但是缺点主要是产生大量硫酸亚铁和废酸，每生产1吨钛白粉水解工序会产生8-lO吨浓度为20％左右的含酸废水，每生产1吨钛白粉会产生2．5—4吨的七水合硫酸亚铁。过去一般的钢铁厂、钛白粉生产厂及酸洗工业，只是简单将含酸废水加入氢氧化钠进行中和以后即排放，如此量大的硫酸亚铁如果排放入江河，将会产生严重的环境污染。为了保护环境、充分利用废副品中的铁、硫元素，人们想出了很多关于钢铁厂和钛白行业硫酸亚铁的综合利用的路子。

如文献“硫酸亚铁的综合利用”卢芳仪等，《化工环保》2000年20(2)期，介绍了以工业废弃物硫酸亚铁为原料，加入碳酸氢铵和氯化钾，通过一系列化学反应和过滤、蒸发、燃烧等步骤，可以制得硫酸钾、氯化铵、氧化铁和液态二氧化碳。该方法能够处理钛白行业副产的硫酸亚铁，但需要添加大量化学试剂，并发生一系列化学反应及产品的分离提纯过程，工艺比较繁琐，设备投入多，能耗高，并且产生大量废水废气，产生二次污染，环保投入大。

文献“钛白生产副产硫酸亚铁的综合利用”刘海等，《环境工程》2003年2l(5)期，是以钛白副产硫酸亚铁为原料，以微生物为催化剂，在常温常压下用空气为氧化剂氧化硫酸亚铁，经水解、聚合反应生成聚合硫酸铁，用于污水处理的絮凝剂。该方法确实提供了一种钛白副产硫酸亚铁综合利用的一个途径，但污水处理用到的聚合硫酸铁絮凝剂量较少，无法从根本上处理大量的硫酸亚铁。

中国专利(一种采用七水硫酸亚铁制备氧化铁红的工艺，申请号2012lOl79429．2)采用七水硫酸亚铁与硫磺为原料，通过七水硫酸亚铁浓缩制备以水硫酸亚铁、一水硫酸亚铁的超细化处理、焙烧、粉尘分离、粉尘二次燃烧等工艺，制备氧化铁红产品，同时回收高浓度的二氧化硫炉气，用于生产硫酸或亚硫酸亚产品。该方法能有效解决硫酸法钛白副产七水硫酸亚铁的难于消化问题，但工艺中需要把七水合硫酸亚铁加入到四效蒸发器浓缩结晶、离心分离得到一水合硫酸亚铁，再将一水合硫酸亚铁晶体研磨至O.6-l微米，工艺步骤繁琐，需要设备多，这些步骤耗费大量能源，显然与节能减排的生产理念背道而驰；燃烧过程中加入大量硫磺，降低了燃烧设备的有效容积，一次处理硫酸亚铁的量就变少，而且需要通入500℃高温的空气作为氧化剂参与反应，如此剧烈的氧化反应，对燃烧设备要求高，生产的安全性低，由于担心燃烧过程的氧化还原反应不完全，需要进行二次燃烧，这种处理钛白行业副产硫酸亚铁的方法导致处理能耗太高，日处理量低，需要设备投入大，生产成本居高不下，并可能产生二次污染。

广西藤县雅照钛白有限公司2013年2月5日申请了“硫酸亚铁直接制备硫酸和氧化铁的方法”的发明专利，申请号2013lO045017.4；发明人容小邕，龙庆国，（本发明人）；该发明提供了一种硫酸亚铁直接制备硫酸和氧化铁的方法，是先将带结晶水的硫酸亚铁一次加热变成无水硫酸亚铁或一水硫酸亚铁，然后将无水硫酸亚铁或一水硫酸亚铁在二次加热的情况下分解得到二氧化硫、三氧化硫的混合气体和三氧化二铁固体，二氧化硫和三氧化硫气体送转化炉后按常规催化方法生产硫酸，三氧化二铁固体则用于钢铁厂冶炼铁的原料或用于铁系颜料的生产；所述的一次加热和二次加热为间接加热，间接加热的热源为直接的热风炉或高温燃烧炉或高温反应炉回收的余热，本发明能够硫酸亚铁废物处理问题，最大限度的利用工业废弃物硫酸亚铁中的铁、硫资源，产生一种循环经济利用模式。上述文献存在的缺点是带结晶水的硫酸亚铁分解时间较长。

虽然目前国内对硫酸亚铁的应用已经得到广泛的研究，但是钛白行业的硫酸亚铁量很大，很多硫酸亚铁的综合利用成本高，工艺繁琐，要全部进行利用还有很多难题待于研究。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的缺陷，在以钛铁矿为原料生产二氧化钛过程中，针对现有废水废渣，特别是硫酸亚铁的综合利用成本高，工艺繁琐和带结晶水的硫酸亚铁分解时间较长等缺点，提供喷雾干燥生产无水硫酸亚铁的设备，有效将带结晶水的硫酸亚铁分解。

为了实现本实用新型的目的，采用的技术方案为：

喷雾干燥生产无水硫酸亚铁的设备，包括硫酸亚铁浓缩器、储罐、喷雾干燥塔、热风回收装置、烟囱、热风炉、鼓风机、计量器；

所述硫酸亚铁浓缩器经储罐与喷雾干燥塔的雾化器连接；热风回收装置的排风出口、热风炉的出风口均与该硫酸亚铁浓缩器的夹套进口相连接；

所述鼓风机经热风炉与喷雾干燥塔的进风口连接；

所述喷雾干燥塔的排风口经热风回收装置，通过除尘器和烟道与烟囱相接；

所述喷雾干燥塔在下半部分设置冷风进口，所述的计量器安装在喷雾干燥塔出料口位置；

所述喷雾干燥塔的喷雾干燥时间为2～3秒，热风入口温度为800～1000℃；喷雾干燥塔高度为15～20米；

所述硫酸亚铁浓缩器为转窑或转鼓式加热器，七水硫酸亚铁在转窑或转鼓式浓缩器加热器加热温度为650～800℃，加热时间30～120分钟。

本实用新型的优点是：

1、用间接加热方式加上喷雾干燥和热解七水硫酸亚铁，特别是将热解后的余热加热七水硫酸亚铁，脱水生成四水硫酸亚铁(FeS0₄·4H₂0)、三水硫酸亚铁(FeS0₄·3H₂0)、二水硫酸亚铁(FeSO₄·2H₂0)，节省了七水硫酸亚铁脱水的成本。

2、通过间接加热方式加上喷雾干燥可以使七水硫酸亚铁分解成无水硫酸亚铁，可根据市场需要调节生产，循环利用氧化铁和硫资源，有效的解决钛白行业产生的废弃物，减轻了环境的污染，增加企业效益。

3、采用本实用新型能够大量处理硫酸亚铁，需要设备简单，得到无水硫酸亚铁或一水硫酸亚铁，可以作为生产硫酸的原料，设备投入少，工艺简单，步骤少，无二次污染。

4、七水硫酸亚铁在浓缩器经浓缩使其脱水生成四水硫酸亚铁(FeS0₄·4H₂0)、三水硫酸亚铁(FeS0₄·3H₂0)、二水硫酸亚铁(FeSO₄·2H₂0)，后进入喷雾干燥塔制得产品，进入喷雾干燥塔，当温度未达到所需温度，含有较多的四水硫酸亚铁(FeS0₄·4H₂0)、三水硫酸亚铁(FeS0₄·3H₂0)或二水硫酸亚铁(FeSO₄·2H₂0)，可将物料重新干燥，得到理想的产品，可作为硫酸的原料。

5、喷雾干燥塔热气排出，进入热风回收装置，热风含有少量的硫化气体，除尘器回收装置吸收硫化气体成溶液，热风回收装置的排风出口与硫酸亚铁浓缩器的夹套相连接，可以循环利用热能资源，该回收溶液有一定的热量，充分利用热能。

附图说明

图1为本实用新型喷雾干燥生产无水硫酸亚铁的设备的结构示意图。

附图标号及名称如下 ：

1、七水硫酸亚铁浓缩器，2、储罐，3、喷雾干燥塔，4、热风回收装置，5、烟囱， 6、热风炉，7、鼓风机，8、计量器，11、热风炉出风口，12、硫酸亚铁浓缩器夹套， 31、雾化器，32、喷雾干燥塔进风口，33、喷雾干燥塔排风口，34、冷风进口， 35、喷雾干燥塔出料口，41、烟道，42、热风回收装置排风出口，43、除尘器。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本实用新型的设备包括硫酸亚铁浓缩器1、储罐2、喷雾干燥塔3、热风回收装置4、烟囱5、热风炉6、鼓风机7、计量器8；

所述硫酸亚铁浓缩器1经储罐2与喷雾干燥塔3的雾化器31连接；热风回收装置4的排风出口42、热风炉的出风口11均与该硫酸亚铁浓缩器1的夹套12进口相连接；

所述鼓风机7经热风炉6与喷雾干燥塔3的进风口32连接；

所述喷雾干燥塔3的排风口33经热风回收装置4，通过除尘器43和烟道41与烟囱5相接；

所述喷雾干燥塔3在下半部分设置冷风进口34，所述的计量器8安装在喷雾干燥塔出料口35位置。

工作时，液体七水硫酸亚铁经浓缩器1经储罐2输送进入喷雾干燥塔3，雾化器31喷射；热空气依次经过鼓风机7、热风炉6，通过喷雾干燥塔进风口32进入喷雾干燥塔3，热空气与雾化硫酸亚铁混合，颗粒进入干燥塔3底部，冷风从冷风进口34进入喷雾干燥塔3底部，将颗粒进行冷却，得到产品从喷雾干燥塔出料口35排出，可用计量器8称量物料；热风从喷雾干燥塔出风口33排出，进入热风回收装置4，将空气中少量硫化物回收，净化后的空气依次经烟道41、除尘器43，由烟囱5排出，回收的低温热风重新输送到浓缩器1；

液体七水硫酸硫酸亚铁经浓缩并使其脱去结晶水，在浓缩器1中所需热量由热空气依次经过鼓风机7、热风炉6，输送到浓缩器1中，同时，回收的低温热风重新输送到浓缩器1，也能为浓缩器提供热能。

Claims (3)

1.喷雾干燥生产无水硫酸亚铁的设备，包括硫酸亚铁浓缩器（1）、储罐（2）、喷雾干燥塔（3）、热风回收装置（4）、烟囱（5）、热风炉（6）、鼓风机（7）、计量器（8），其特征在于，所述硫酸亚铁浓缩器（1）经储罐（2）与喷雾干燥塔（3）的雾化器（31）连接；热风回收装置（4）的排风出口（42）、热风炉的出风口（11）均与该硫酸亚铁浓缩器（1）的夹套（12）进口相连接；

所述鼓风机（7）经热风炉（6）与喷雾干燥塔（3）的进风口（32）连接；

所述喷雾干燥塔（3）的排风口（33）经热风回收装置（4），通过除尘器（43）和烟道（41）与烟囱（5）相接；

所述喷雾干燥塔（3）在下半部分设置冷风进口（34），所述的计量器（8）安装在喷雾干燥塔出料口（35）位置。

2.根据权利要求1所述的喷雾干燥生产无水硫酸亚铁的设备，其特征在于，所述喷雾干燥塔的喷雾干燥时间为2～3秒，热风入口温度为800～1000℃；喷雾干燥塔高度为15～20米。

3.根据权利要求1所述的喷雾干燥生产无水硫酸亚铁的设备，其特征在于，所述硫酸亚铁浓缩器为转窑或转鼓式加热器，七水硫酸亚铁在转窑或转鼓式浓缩器加热器加热温度为650～800℃，加热时间30～120分钟。