CN216039746U

CN216039746U - 用脱硫灰和钒钛磁铁矿制备v2o5球团矿的系统

Info

Publication number: CN216039746U
Application number: CN202122499332.7U
Authority: CN
Inventors: 张文爽; 张奇; 闫小燕; 王飞; 荣宜
Original assignee: Northern Engineering and Technology Corp MCC
Current assignee: Northern Engineering and Technology Corp MCC
Priority date: 2021-10-18
Filing date: 2021-10-18
Publication date: 2022-03-15
Anticipated expiration: 2031-10-18

Abstract

本实用新型涉及一种用脱硫灰和钒钛磁铁矿制备V₂O₅球团矿的系统，包括配料、混合及生球制备系统、造球系统和浸出化产工段，造球系统采用依次连接的链篦机、回转窑和环冷机，其特征在于，还包括烟气处理制酸系统，所述的烟气处理制酸系统包括第一烟气处理制酸系统和第二烟气处理制酸系统，所述的第一烟气处理制酸系统为第一烟气脱硫处理制酸系统或第一烟气脱硫脱硝处理制酸系统，第二烟气处理系统为第二烟气脱硝处理系统。其方法包括下列步骤：1）原料配料、混合及生球制备，2）球团矿造球，3）烟气处理和制酸，4）V₂O₅球团矿制取。本实用新型有地效处理了钠基脱硫灰，避免了二次污染，同时也解决了传统钠化焙烧提钒工艺产生大量含氯废气治理成本高的问题。

Description

用脱硫灰和钒钛磁铁矿制备V2O5球团矿的系统

技术领域

本实用新型属于环保技术领域，具体涉及一种用脱硫灰和钒钛磁铁矿制备V₂O₅球团矿的系统。

背景技术

高炉冶炼使用钒钛球团矿解决了长期以来高炉炉料结构优化的矛盾，高炉对TiO₂的承受能力增加，使高炉获得良好的技术经济指标。

目前球团矿提钒工艺多为焙烧工艺，主要包括钠化焙烧和钙化焙烧，其中钠化焙烧占产能90%以上，是国内外主要钒化合物生产厂家采用的主流提钒工艺，该工艺以碳酸钠和氯化钠作为添加剂，通过高温氧化—钠化焙烧将含钒原料中的多价态钒转化为水溶性五价钒钠盐，从而得到产品V₂O₅。该方法在生产中会有大量的含氯有毒气体，对环境污染严重，治理成本高。

近年来，以SDS工艺和SDA工艺为代表的的钠基脱硫工艺在国内焦炉烟道废气治理中应用最为广泛，对应焦化产能约占全国行业总产能50%以上，已经成为焦炉烟气脱硫的主流工艺。钠基脱硫工艺的副产物（钠基脱硫灰）是一类干态细颗粒的混合物，其主要成分为硫酸钠、碳酸钠等（钠盐质量比95%以上）。目前钠基脱硫灰缺乏有效的利用途径，主要以堆置为主，极易产生二次污染问题。因此，亟需开发一种钠基脱硫灰处理工艺，在避免二次污染的基础上，实现节能减排。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种用脱硫灰和钒钛磁铁矿制备V₂O₅球团矿的系统，在避免二次污染的基础上，实现节能减排。

本实用新型的一种用脱硫灰和钒钛磁铁矿制备V₂O₅球团矿的系统，包括配料、混合及生球制备系统、造球系统和浸出化产工段，所述的造球系统采用依次连接的链篦机、回转窑和环冷机，所述的链篦机由鼓风干燥段、抽风干燥段和预热段组成，在链篦机的下部设有与鼓风干燥段、抽风干燥段和预热段对应的鼓风干燥底部段风箱、抽风干燥段底部风箱和预热段底部风箱，所述的环冷机球团的鼓风干燥段的入料口端与混合及生球制备系统的排料端通过物料输送管道相连接，环冷机的排料端通过物料输送管道与浸出化产工段的物料入口相连；其特征在于，还包括烟气处理制酸系统，所述的烟气处理制酸系统包括第一烟气处理制酸系统和第二烟气处理制酸系统，所述的第一烟气处理制酸系统为第一烟气脱硫处理制酸系统或第一烟气脱硫脱硝处理制酸系统，第二烟气处理系统为第二烟气脱硝处理系统；

当主抽风机底部风箱烟气出口的烟气中二氧化硫体积比＞3%时,所述第一烟气脱硫处理系统包括依次与抽风干燥段底部风箱连接的排烟管道Ⅰ、与排烟管道Ⅰ连接的电除尘器、主抽风机和制酸系统A，所述的制酸系统A包括烟气入口、净化工段、转化工段、干吸工段、碱液喷淋工段、烟气出口和成品硫酸出口，制酸系统A的烟气出口通过管路与烟囱相连接，其制酸系统A的成品硫酸通过管路与浸出化产工段相连接；

所述的第二烟气脱硝处理系统由排烟管道Ⅱ、多管除尘器、烟气脱硝系统和回热风机组成，多管除尘器的烟气入口通过管路与链篦机的预热段风箱烟气出口相连接，多管除尘器的烟气出口通过管路与SCR脱硝塔的烟气入口相连接，SCR脱硝塔的烟气出口与回热风机烟气入口相连通，回热风机的烟气出口抽风干燥段的上罩连通。

优选地，当主抽风机底部风箱烟气出口的烟气中二氧化硫体积比＜3%时,所述第一烟气脱硫脱硝处理系统包括依次与抽风干燥段底部风箱连接的排烟管道Ⅰ、与排烟管道Ⅰ连接的电除尘器、主抽风机、活性焦吸附塔、活性焦再生塔和制酸系统B，活性焦吸附塔的烟气入口与主抽风机的烟气出口相连接，活性焦吸附塔的排料口过管路与活性焦再生塔的入口相连接，所述活性焦再生塔由上至下设有加热段、抽气段和冷却段；在活性焦再生塔抽气段设有烟气出口，所述的制酸系统B包括烟气入口、净化工段、转化工段、干吸工段、烟气出口和成品硫酸出口，所述的制酸系统B的烟气入口通过管路与活性焦再生塔抽气段的烟气出口相连，活性焦吸附塔的排气口与烟囱相连接，制酸系统B的成品硫酸出口与浸出化产工段相连接。

本实用新型的优点在于：

1、有效处理钠基脱硫灰，避免二次污染；以钠基脱硫灰为添加剂，通过焙烧将钒钛磁铁矿中多价态的钒转化为水溶性五价钒的钠盐；

2、钠基脱硫灰焙烧过程中分解产生二氧化硫，通过活性焦烟气净化装置和制酸系统回收硫资源，用于生产硫酸，实现资源循环利用；水溶性五价钒的钠盐通过浸出化产工艺，最终产品为V₂O₅球团矿。

附图说明

图1为本实用新型的系统结构示意图。

图2为本实用新型另一个实施例的系统结构示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，一种用脱硫灰和钒钛磁铁矿制备V₂O₅球团矿的系统，包括配料、混合及生球制备系统1、造球系统和浸出化产工段13，所述的造球系统采用依次连接的链篦机2、回转窑3和环冷机4，所述的链篦机2由鼓风干燥段201、抽风干燥段202和预热段203组成，在链篦机2的下部设有与鼓风干燥段、抽风干燥段和预热段对应的鼓风干燥段底部风箱、抽风干燥段底部风箱和预热段底部风箱，所述的链篦机2的鼓风干燥段201的入料口端与配料、混合及生球制备系统1的排料端通过物料输送管道相连接，环冷机4的排料端通过物料输送管道与浸出化产工段13的物料入口相连；其特征在于，还包括烟气处理制酸系统，所述的烟气处理制酸系统包括第一烟气处理制酸系统和第二烟气处理制酸系统，所述的第一烟气处理制酸系统为第一烟气脱硫处理制酸系统或第一烟气脱硫脱硝处理制酸系统，第二烟气处理系统为第二烟气脱硝处理系统，

当抽风干燥段底部风箱烟气出口的烟气中二氧化硫体积比＞3%时, 所述的第一烟气处理制酸系统为第一烟气脱硫处理制酸系统，包括依次与抽风干燥段底部风箱连接的排烟管道Ⅰ14、与排烟管道Ⅰ14连接的电除尘器8、主抽风机9和制酸系统A121，所述的制酸系统A121的包括烟气入口、净化工段、转化工段、干吸工段、碱液喷淋工段、烟气出口和成品硫酸出口，制酸系统A121的烟气出口通过管路与烟囱相连接，其制酸系统A121的成品硫酸通过管路与浸出化产工段13相连接；

所述的第二烟气脱硝处理系统由排烟管道Ⅱ15、多管除尘器5、SCR脱硝塔6和回热风机7组成，多管除尘器5的烟气入口通过排烟管道Ⅱ15与链篦机的预热段底部风箱烟气出口相连接，多管除尘器5的烟气出口通过管路与SCR脱硝塔6的烟气入口相连接，SCR脱硝塔6的烟气出口与回热风机7烟气入口相连通，回热风机7的烟气出口抽风干燥段202的上罩连通。

其方法是：包括如下步骤：

1）原料配料、混合及生球制备

将钠基脱硫灰和钒钛磁铁矿按质量百分比：1∶（30-100）的比例经配料、混合及生球制备系统1混合均匀，得到混合物料，并制成4 mm~8mm的生球；所述的钠基脱硫灰中的80wt%为Na₂SO₄，15 wt% 为Na₂CO₃ wt%，其余这杂质；

2）球团矿造球

生球干燥与预热在链箅机2上完成，生球在链箅机2上干燥、预热后球团矿的强度为1000N/个，经物料溜槽进入回转窑3；

强度为1000N/个的球团矿在回转窑3中进行焙烧和固结，焙烧好的球团矿通过物料溜槽卸到环冷机4的受料斗内，球团矿在环冷机4内被冷却到300℃以下,得到钠化球团矿，钠化球团矿送至浸出化产工段13；

所述的强度为1000N/个的球团矿在回转窑中进行焙烧，焙烧时间为60-180min，焙烧温度约1200-1300℃，其焙烧过程中发生下列反应：

2(FeO·V₂O₃)+5Na₂SO₄—→4NaVO₃+3Na₂O+Fe₂O₃+5SO₂；

3）烟气处理和制酸

当主抽风机烟气出口的烟气中二氧化硫体积比＞3%时，所述的第一烟气处理制酸系统为第一烟气脱硫处理制酸系统，包括依次与抽风干燥段底部风箱连接的排烟管道Ⅰ14、与排烟管道Ⅰ14连接的电除尘器8、主抽风机9和制酸系统A121，链篦机2抽风干燥段底部风箱排出的烟气经第一烟气脱硫处理系统的电除尘器8去除粉尘、在主抽风机9加压后，进入制酸系统A121进行脱硫处理，制酸系统A121处理后的烟气经烟气出口和烟囱排向大气，制酸系统A121的成品硫酸出口制取含量为98%的硫酸送入浸出化产工段13；

链篦机2预热段底部风箱排出的烟气进入第二烟气脱硝处理系统进行烟气脱硝，回转窑3中的窑尾900℃热气流进入预热段，预热球团矿后的烟气温度降低至300℃-400℃并由预热段底部风箱排出，经第二烟气脱硝处理系统的多管除尘器5去除粉尘，然后进入SCR脱硝塔6，除尘和脱硝后的烟气经回热风机7送至抽风干燥段，用于生球干燥；

4）V₂O₅球团矿的制取

环冷机4球团出料口的钠化球团和制酸系统A制取的硫酸送至浸出化产工段混合后，即可制取成品V₂O₅球团矿。

本实用新型使用脱硫灰（主要成分为硫酸钠和碳酸钠）作为添加剂，通过链篦机、回转窑和环冷机，环冷机球团焙烧成钠化球团，钠化球团经过水浸处理使其中的可溶性钒酸钠溶于水中，经浓缩后加入硫酸混合搅拌得到产品V₂O₅，提钒后的球团仍然能作为炼铁原料，其产生的废气（SO₂及氮氧化物）可以通过后续已有的废气净化处理系统处理后达标排放，该方法既解决了钠基脱硫灰处理的问题，同时也解决了传统钠化焙烧提钒工艺产生大量含氯废气治理成本高的问题。

实施例2

如图2所示，当抽风干燥段底部风箱烟气出口的烟气中二氧化硫体积比＜3%时,所述的第一烟气处理制酸系统为第一烟气脱硫脱硝处理制酸系统，所述第一烟气脱硫脱硝处理系统包括依次与抽风干燥段底部风箱连接的排烟管道Ⅰ14、与排烟管道Ⅰ14连接的电除尘器8、主抽风机9、活性焦吸附塔10、活性焦再生塔11和制酸系统B122，活性焦吸附塔10的烟气入口与主抽风机9的烟气出口相连接，活性焦吸附塔10的排料口过管路与活性焦再生塔11的入口相连接，所述活性焦再生塔11由上至下设有加热段、抽气段和冷却段；在活性焦再生塔11抽气段设有烟气出口，所述的制酸系统B122包括烟气入口、净化工段、转化工段、干吸工段、烟气出口和成品硫酸出口，所述的制酸系统B122的烟气入口通过管路与活性焦再生塔11抽气段的烟气出口相连，活性焦吸附塔10的排气口与烟囱相连接，制酸系统B122的成品硫酸出口与浸出化产工段13相连接。

其方法是：当抽风干燥段底部风箱烟气出口的烟气中二氧化硫体积比＜3%时，链篦机2抽风干燥段底部风箱排出的烟气经第一烟气脱硫脱硝处理系统的电除尘器8去除粉尘、在主抽风机9加压后，给入活性焦吸附塔10，烟气进入活性焦吸附塔10脱除烟气中的二氧化硫和氮氧化物，除尘、脱硫和脱硝后的烟气经烟囱排向大气；

吸附了二氧化硫的活性焦从活性焦吸附塔10底部转移到活性焦再生塔11中，从活性焦吸附塔10排出的吸附了二氧化硫的活性焦全硫量为3.5%～4.5%，经过活性焦再生塔11再生后全硫量≤2.1%，再生后的活性焦被送回活性焦吸附塔10，吸附了二氧化硫的活性焦从活性焦再生塔11的顶部进入，经加热段、抽气段和冷却段再生后，最后到达活性焦再生塔11底部；在活性焦再生塔11的抽气段：活性焦再生过程中产生的高SO₂浓度气体由抽气段排出进入制酸系统B122，制取含量为98%的硫酸。

本实用新型中提及的配料、混合及生球制备系统、成品球造球系统和浸出化产工段、电除尘器、主抽风机、烟气脱硫脱硝系统中的活性焦吸附塔、活性焦再生塔、SCR脱硝塔、及制酸系统A和制酸系统B 等设备均为现有技术，故对上述设备的结构不作赘述。

Claims

1.一种用脱硫灰和钒钛磁铁矿制备V₂O₅球团矿的系统，包括配料、混合及生球制备系统、造球系统和浸出化产工段，所述的造球系统采用依次连接的链篦机、回转窑和环冷机，所述的链篦机由鼓风干燥段、抽风干燥段和预热段组成，在链篦机的下部设有与鼓风干燥段、抽风干燥段和预热段对应的鼓风干燥段底部风箱、抽风干燥段底部风箱和预热段底部风箱，所述的链篦机球团的鼓风干燥段的入料口端与配料、混合及生球制备系统的排料端通过物料输送管道相连接，环冷机的排料端通过物料输送管道与浸出化产工段的物料入口相连；其特征在于，还包括烟气处理制酸系统，所述的烟气处理制酸系统包括第一烟气处理制酸系统和第二第一烟气处理制酸系统，所述的第一烟气处理制酸系统为第一烟气脱硫处理制酸系统或第一烟气脱硫脱硝处理制酸系统，第二烟气处理系统为第二烟气脱硝处理系统，

当抽风干燥段底部风箱烟气出口的烟气中二氧化硫体积比＞3%时,所述第一烟气处理制酸系统为第一烟气脱硫处理制酸系统，包括依次与抽风干燥段底部风箱连接的排烟管道Ⅰ、与排烟管道Ⅰ连接的电除尘器、主抽风机和制酸系统A，所述的制酸系统A的包括烟气入口、净化工段、转化工段、干吸工段、碱液喷淋工段、烟气出口和成品硫酸出口，制酸系统A的烟气出口通过管路与烟囱相连接，其制酸系统A的成品硫酸通过管路与浸出化产工段相连接；

所述的第二烟气脱硝处理系统由排烟管道Ⅱ、多管除尘器、SCR脱硝塔和回热风机组成，多管除尘器的烟气入口通过管路与链篦机的预热段底部风箱烟气出口相连接，多管除尘器的烟气出口通过管路与SCR脱硝塔的烟气入口相连接，SCR脱硝塔的烟气出口与回热风机烟气入口相连通，回热风机的烟气出口抽风干燥段的上罩连通。

2.根据权利要求1所述的用脱硫灰和钒钛磁铁矿制备V₂O₅球团矿的系统，其特征在于，当抽风干燥段底部风箱烟气出口的烟气中二氧化硫体积比＜3%时,所述第一烟气处理制酸系统为第一烟气脱硫脱硝处理系统，包括依次与抽风干燥段底部风箱连接的排烟管道Ⅰ、与排烟管道Ⅰ连接的电除尘器、主抽风机、活性焦吸附塔、活性焦再生塔和制酸系统B，活性焦吸附塔的烟气入口与主抽风机的烟气出口相连接，活性焦吸附塔的排料口过管路与活性焦再生塔的入口相连接，所述活性焦再生塔由上至下设有加热段、抽气段和冷却段；在活性焦再生塔抽气段设有烟气出口，所述的制酸系统B包括烟气入口、净化工段、转化工段、干吸工段、烟气出口和成品硫酸出口，所述的制酸系统B的烟气入口通过管路与活性焦再生塔抽气段的烟气出口相连，活性焦吸附塔的排气口与烟囱相连接，制酸系统B的成品硫酸出口与浸出化产工段相连接。