一种低质煤提钒纯氧焙烧的方法及装置与流程

本发明涉及钒主要以类质同象形式存在于硅酸盐晶格中含碳量<30％的低质煤提钒生产领域，尤其涉及一种低质煤提钒纯氧焙烧的方法及装置。

背景技术：

低质煤提钒技术难点就是尽可能将矿物中的Ⅲ价钒氧化成Ⅴ价的高价钒，选择低质煤提钒的生产工艺主要取决于钒在矿石中的存在状况。若低质煤中的钒主要以吸附形式存在，则可选用湿法工艺提钒，通过对低质煤用酸或碱溶液直接浸出可使钒以各种钒酸根离子的形式溶解在溶液中；若低质煤中的钒主要以类质同相形式存在于硅酸盐矿物晶格中，此类低质煤矿石不宜直接用湿法工艺浸出钒，可采用火法工艺通过氧化焙烧的方法破坏晶体结构，使赋存于晶格中的Ⅴ价钒转化为易浸出的钒酸盐，达到含钒化合物从固体形态当中转移到溶液的目的。

现有的氧化焙烧提钒技术普遍存在燃烧不充分、氧化不彻底的情况。同时对高温余热不能高效的利用，浪费余热资源。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种低质煤提钒纯氧焙烧的方法及装置，使焙烧炉内部的氧气均匀流动，燃烧充分，确保将低质煤中Ⅲ价钒完全氧化为可溶于酸的Ⅴ价钒。炉膛内氧化焙烧产生的辐射热进行有效的回收利用，达到节能降耗的目的。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种低质煤提钒纯氧焙烧的方法，通过焙烧炉炉底两个氧气入口交替向焙烧炉内吹入纯氧，焙烧炉内部的低质煤在均匀流动的氧气中燃烧，使低质煤中的Ⅲ价钒充分氧化；焙烧炉产生的高温烟气对进入焙烧炉之前的纯氧进行预热，促进氧化燃烧；利用焙烧炉炉膛辐射热生产水蒸汽；按以下步骤完成：

1)在焙烧炉的底部设置左右两个氧气入口，左右两个氧气入口的调节阀间隔1-2min交替自动开启，初次点炉时，未预热的纯氧交替从左右两个氧气入口吹入焙烧炉，5-10min后，焙烧炉内高于600℃的高温烟气经除尘后进入氧气预热系统对进入焙烧炉之前的纯氧进行预热，预热后的纯氧经调压稳流处理后通过左右两个氧气入口交替吹入焙烧炉内；

2)将水通入到焙烧炉炉壁内设有的水冷夹套内，利用炉膛内氧化焙烧产生的高于800℃辐射热生产水蒸汽。

一种低质煤提钒纯氧焙烧的方法采用的装置，包括依次相连的氧气系统、氧气预热系统、热氧气调压系统、焙烧炉、除尘器，焙烧炉顶部设有储料仓及下料装置，焙烧炉内设有炉篦，焙烧炉炉壁内四周设有水冷夹套，焙烧炉底部设有煤渣出口，煤渣出口的两侧设有左右两个氧气入口，焙烧炉侧壁上设有烟气出口，烟气出口与除尘器烟气入口连接，除尘器烟气出口通过烟气管道与氧气预热系统烟气入口连接，氧气系统与氧气预热系统的氧气入口连接，氧气预热系统与热氧气调压系统连接，热氧气调压系统的氧气出口与焙烧炉底部的两个氧气入口连接；

所述的水冷夹套下部设有夹套水入口，水冷夹套上部设有夹套水出口，夹套水出口外接汽水分离器。

所述的除尘器底部设有除尘器粉尘出口。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

本发明采用交替使用的两个氧气入口的方式向焙烧炉内吹纯氧，使焙烧炉内部的氧气形成均匀流动状态进行燃烧，确保将焙烧炉内低质煤中的Ⅲ价钒完全氧化为可溶于酸的Ⅴ价钒；对炉膛内氧化焙烧产生的800℃辐射热通过水冷夹套进行余热回收利用；通过氧化焙烧产生的600℃高温烟气余热对进入焙烧炉之前的纯氧进行预热，不仅降低排烟损失，还可促进氧化燃烧，提高燃烧温度，实现节能降耗的目的。

附图说明

图1是本发明一种低质煤提钒纯氧焙烧的装置的结构示意图。

图2是本发明中焙烧炉的结构示意图。

图中：1-储料仓 2-下料装置 3-焙烧炉 4-炉篦 5-煤渣出口 6-焙烧炉氧气入口7-焙烧炉烟气出口 8-水冷夹套 9-夹套水入口 10-夹套水出口 11-除尘器烟气入口12-除尘器 13-除尘器烟气出口 14-除尘器粉尘出口 15-烟气管道调节阀 16-氧气预热系统烟气入口 17-氧气预热系统 18-氧气系统 19-氧气管道调节阀 20-氧气预热系统氧气入口 21-热氧气调压系统 22-热氧气调压系统氧气出口 23-焙烧炉氧气入口调节阀 24-氧气预热系统烟气出口 25-汽水分离器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进一步说明：

如图1-2所示，一种低质煤提钒纯氧焙烧的方法采用的装置，包括依次相连的氧气系统18、氧气预热系统17、热氧气调压系统21、焙烧炉3、除尘器12。

焙烧炉3顶部设有储料仓1及下料装置2，焙烧炉3内设有炉篦4，焙烧炉3炉壁内四周设有水冷夹套8，水冷夹套8下部设有夹套水入口9，水冷夹套8上部设有夹套水出口10，夹套水出口外接汽水分离器。

焙烧炉3底部设有煤渣出口5，煤渣出口5的两侧设有左右两个氧气入口6，焙烧炉3侧壁上设有烟气出口7，在焙烧炉3右侧安装有除尘器12，除尘器12底部设有除尘器粉尘出口14，焙烧炉烟气出口7通过烟气主管道与除尘器烟气入口11连接，除尘器烟气出口13通过烟气管道、烟气管道调节阀15与氧气预热系统烟气入口16连接，除尘器12内产生的粉尘在除尘器粉尘出口14处流出。

氧气系统18通过氧气管道、氧气管道调节阀19与氧气预热系统氧气入口20连接，氧气预热系统17与热氧气调压系统21连接，热氧气调压系统的氧气出口通过氧气管道、焙烧炉氧气入口调节阀23与焙烧炉底部的两个氧气入口6连接。焙烧炉氧气入口6的中心线与水平线呈90°夹角的设置。

一种低质煤提钒纯氧焙烧的方法，一种低质煤提钒纯氧焙烧的方法，通过焙烧炉炉底两个氧气入口交替向焙烧炉内吹入纯氧，焙烧炉内部的低质煤在均匀流动的氧气中燃烧，使低质煤中的Ⅲ价钒充分氧化；焙烧炉产生的高温烟气对进入焙烧炉之前的纯氧进行预热，促进氧化燃烧；利用焙烧炉炉膛辐射热生产水蒸汽；按以下步骤完成：

1)储料仓1中的低质煤粒通过控制阀进入到下料装置2，下料装置2中的低质煤粒通过控制阀后进入焙烧炉3散落在炉篦4上，初次点炉时，左侧氧气入口调节阀自动开启向焙烧炉内吹入纯氧，与此同时右侧氧气入口调节阀自动关闭；1min后，左侧氧气入口调节阀自动关闭，右侧氧气入口调节阀自动开启向焙烧炉内吹入纯氧，如此交替循环；纯氧经炉篦4进入焙烧炉3内，与低质煤粒在炉篦4上进行纯氧氧化焙烧。

5-10min后，氧化焙烧产生的高于600℃的高温烟气经除尘器12除尘，除尘器12内产生的粉尘在除尘器粉尘出口14处流出，经除尘后的烟气进入氧气预热系统17，经过换热后，低于200℃的烟气从氧气预热系统烟气出口24排出，高于300℃的热纯氧进入热氧气调压系统21经调压稳流处理后从焙烧炉底部两个焙烧炉氧气入口6交替进入焙烧炉，均匀吹向炉篦4上正在氧化焙烧的低质煤粒，搅动氧气均匀流动，使得低质煤粒充分燃烧氧化。氧气预热温度高低可通过氧气管道调节阀19调节进入氧气预热系统17的氧气流量调整，经焙烧炉氧气入口6进入焙烧炉3内氧气流量和压力的大小可通过热氧气调压系统21调整。氧化焙烧产生的煤渣经煤渣出口5排出。

2)低于30℃的冷却水从夹套水入口9进入水冷夹套8中，利用炉膛内氧化焙烧产生的高于800℃辐射热加热，高于80℃的热水从夹套水出口10流出。高于80℃热水与汽水分离器25配套处理后产生水蒸汽，达到余热利用的目的。

上面所述仅是本发明的基本原理，并非对本发明作任何限制，凡是依据本发明对其进行等同变化和修饰，均在本专利技术保护方案的范畴之内。