一种含钒石煤一火提钒的脱碳焙烧装置及其工艺.pdf

1、10申请公布号CN102062527A43申请公布日20110518CN102062527ACN102062527A21申请号201010550297022申请日20101118F27B1/00200601F27B1/10200601F27B1/16200601F27B1/24200601C22B34/2220060171申请人北京科技大学地址100083北京市海淀区学院路30号72发明人夏德宏张艳徐元博胡羽霍婧舒斌陈良泽74专利代理机构北京东方汇众知识产权代理事务所普通合伙11296代理人刘淑芬54发明名称一种含钒石煤一火提钒的脱碳焙烧装置及其工艺57摘要本发明属于提钒技术领域，尤其涉及一种

2、无需外加热源的含钒石煤的一火提钒的脱碳焙装置及其工艺；该工艺将石煤与助燃风在预燃室内点燃后，切向进入主体一内，在主体一内螺旋前进，并与从环形配风器中喷出的热空气均匀混合，充分脱碳、氧化焙烧后，通过锥形出料口内气固分离，熟料从锥形出料口排出，高温烟气逆流向上从中心管内排出；熟料通过进料仓进入冷却装置内，通过弹性阻尼体上孔状结构的分配作用，缓慢下落与通过锥形布风器往上循环空气进行换热，加热后的空气从排出口通过管道进入到预燃室内预热石煤；冷却后的熟料进入后续浸出、沉钒和灼烧等工序提取V2O5产品。本发明简化工序，合理利用提钒焙烧工序中存在的热量，无需外界补充热量。51INTCL19中华人民共和国国家

3、知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图3页CN102062536A1/1页21一种含钒石煤一火提钒的脱碳焙烧装置，该装置由焙烧炉和冷却装置组成；其特征在于，所述焙烧炉包括预燃室1，环形配风器2、主体一3和中心管5；所述冷却装置包括进料仓6、主体二7、弹性阻尼体8和锥形布风器9；其中，所述主体一3为圆柱套筒，所述主体一3上部连接所述预燃室1，底部为锥型出料口4，所述环形配风器2装配所述主体一3的外壁上，所述中心管5一端置于所述主体一3内，另一端伸出所述主体一3外，所述锥型出料口4与所述进料仓6管接，所述进料仓6与所述主体二7的连接，所述主体二7上端设置有排出口14，下端与进气管1

4、3连接，所述锥形布风器9设置在所述主体二7的底部，所述弹性阻尼体8设置在所述主体二7的内壁上；所述排出口15通过管道与所述预燃室1连接。2根据权利要求1所述的脱碳焙烧装置，其特征在于，所述环形配风器3由环形风管10、上排布风管11和下排布风管12组成，所述环形风管10上设置有所述上排布风管11和下排布风管12，所述上排布风管10向上倾斜520度连接，所述下排布风管11水平连接，可调整大涡强度。3根据权利要求1所述的脱碳培烧炉，其特征在于，所述弹性阻尼体8采用耐热不锈钢的多层网状复合结构。4根据权利要求1所述的脱碳焙烧装置，其特征在于，所述弹性阻尼体8与振动电机固接，使所述弹性阻尼体根据设定的频

5、率振动，强化烟气和物料之间的换热和保证流动通畅。5根据权利要求1所述的含钒石煤一火提钒的脱碳焙烧装置的工艺，其特征在于步骤1将石煤与助燃风在预燃室内点燃后，切向进入主体内，在主体一内螺旋前进，并与从环形配风器中喷出的热空气均匀混合，顺流、涡旋前进、缓慢燃烧、充分脱碳、氧化焙烧，至锥形出料口内气固分离，熟料从锥形出料口排出，高温烟气逆流向上从中心管内排出；其次，所述熟料通过进料仓进入冷却装置内，通过弹性阻尼体上孔状结构的分配作用，缓慢下落，锥形布风器通过进气管将空气吸入往上循环，熟粉料与从下往上的所述空气进行换热，加热后的空气从排出口通过管道进入到预燃室内与预热石煤进行燃烧。权利要求书CN102

6、062527ACN102062536A1/3页3一种含钒石煤一火提钒的脱碳焙烧装置及其工艺技术领域0001本发明属于含钒石煤的提钒技术，尤其涉及一种无需外加热源的含钒石煤一火提钒的脱碳焙烧装置及其工艺。技术背景0002石煤是贮藏在古老岩层中的一种煤炭资源，是5亿年前地质时期的藻类、菌类等在浅海环境下形成的一种腐泥煤。石煤大都具有高灰、高硫和低热值的特点，其成分除含有机碳外，还有氧化硅、氧化钙和少量的氧化铁、氧化铝和氧化镁等。0003典型石煤中含较多C、V、CA、AL、SI等元素，因此，石煤不仅可以用作动力锅炉和水泥窑炉的燃料，燃烧后的炉渣也可作为水泥的原料，还可从石煤中提取钒、铀、钼、镍、铜、

7、钴等金属元素。0004目前含钒量较高的石煤多采用焙烧浸出沉钒灼烧工序提取V2O5。传统氧化焙烧工序通常在竖窑、流化床、倒焰窑、回转窑等窑炉中完成，氧化焙烧工序的原料为常温石煤，在窑内其首先进行预热，至700左右时进行燃烧脱碳，脱碳完毕方可进行三价钒向五价钒的转化，一般预热段和脱碳段占焙烧窑总长的一半左右，严重限制了氧化焙烧工序的产能。产生的高温烟气经初步除尘后进入余热锅炉回收余热，再经布袋除尘由排烟机排空，虽然石煤具有化学热，并且焙烧亦放热，但是由于余热回收热量没有返回焙烧炉，因此焙烧炉不仅不能外供能源，反而需要外加热源，工业中多采用发生炉煤气。然而石煤中含碳，此部分化学热足够提供钒的氧化所需

8、的750900的高温，而且钒由三价钒氧化为五价钒也是放热反应，因此同一炉内完成石煤的燃烧和焙烧非常可行。发明内容0005针对目前含钒石煤提钒焙烧工序中存在的热量利用不合理的问题，本发明的目的是提出一种简化工序，合理利用提钒焙烧工序中存在的热量，无需外界补充热量的含钒石煤一火提钒的脱碳焙烧装置及其工艺。0006本发明的技术方案是一种含钒石煤一火提钒的脱碳焙烧装置，该脱碳培烧炉由焙烧炉和冷却装置组成；所述焙烧炉包括预燃室，环形配风器、主体一和中心管；所述冷却装置包括进料仓、主体二、弹性阻尼体和锥形布风器；其中，所述主体一为圆柱套筒，所述主体一上部连接所述预燃室，下部为锥型出料口，所述中心管一端置于

9、所述主体一内，另一端伸出所述主体一；所述环形配风器装配所述主体一的外壁上，所述锥型出料口与所述进料仓管接，所述进料仓与所述主体二的连接，所述主体二上端设置有排出口，下端与进气管连接，所述锥形布风器设置在所述主体二的底部，所述弹性阻尼体设置在所述主体二的内壁上；所述热风排出口通过管道与所述预燃室连接。0007进一步，所述环形配风器由环形风管、上排布风管和下排布风管组成，所述环形风管上设置有所述上排布风管和下排布风管，所述上排布风管向上倾斜520度连接，所述下排布风管水平连接，可调整大涡强度。说明书CN102062527ACN102062536A2/3页40008进一步，所述弹性阻尼体采用耐热不锈

10、钢的多层网状复合结构。0009进一步，所述弹性阻尼体与振动电机固接，使弹性阻尼体根据设定的频率振动，强化烟气和物料之间的换热和保证流动通畅。0010本发明的另一目的是提供上述含钒石煤一火提钒的脱碳焙烧装置的工艺，具体包括以下步骤0011首先，将石煤与助燃风在预燃室内点燃后，切向进入主体一内，在主体一内螺旋前进，并与从环形配风器中喷出的热空气均匀混合，顺流、涡旋前进、缓慢燃烧、充分脱碳、氧化焙烧，至锥形出料口内气固分离，固体粉料从锥形出料口排出，高温烟气逆流向上，从中心管内排出；0012其次，所述固体粉料通过进料仓进入冷却装置内，通过弹性阻尼体上孔状结构的分配作用，缓慢下落，锥形布风器通过进气管

11、将空气吸入往上循环，所述固体粉料与从下往上的空气进行换热，加热后的空气从排出口通过管道进入到预燃室内与预热石煤进行燃烧。0013本发明的有益效果是由于采用上述技术方案，本发明的装置底部设置了锥形布风器，气流向下流动打至锥形布风器上逆流向上，起到沿径向方向均匀布风的效果，保证了气流向上分布均匀，合理利用提钒焙烧工序中存在的热量，无需外界补充热量，简化工序，降低了生产成本。附图说明0014图1为本发明的焙烧炉的结构示意图。0015图2为本发明的环形配风器的结构示意图。0016图3为本发明冷却装置的结构示意图。0017图4为本发明含钒石煤一火提钒的脱碳焙烧装置的工艺流程图。0018图中00191预燃

12、室9锥形布风器00202环形配风器10环形风管00213主体一11上排布风管00224锥型出料口12下排布风管00235中心管13进气管00246进料仓14排出口00257主体二00268弹性阻尼体具体实施方式0027下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。0028如图1所示为本发明焙烧炉的结构示意图。焙烧炉由预燃室1，环形配风器2、主体一3和中心管5组成，其中，主体一3为圆柱套筒，上部与预燃室1连接，中心管5一端置于圆柱套筒的主体一3内，一端伸出主体一3外，多个环形配风器2装配主体一3的外壁上，底部为锥型出料口4。说明书CN102062527ACN102062536A3/3页500

13、29如图2本发明的环形配风器的结构示意图。环形配风器2由一环形风管10、上排布风管11和下排布风管12组成，环形风管10设有上排布风管11和下排布风管12，上排布风管11向上倾斜520度，下排布风管12为水平，可调整大涡强度。0030如图3所示本发明冷却装置的结构示意图。冷却装置由仓进料6、主体二7和弹性阻尼体8组成，其中，进料仓6设置在主体二7的顶部，主体二7上端设置有排出口14，下端与进气管13连接，进气管13的底部开口正对主体二7下部设置的锥形布风器9，弹性阻尼体8设置在所述主体二的内壁上。0031如图4所示为本发明含钒石煤一火提钒的工艺示意图。将石煤与助燃风在预燃室内点燃后，切向进入主

14、体一内，在主体一内螺旋前进，并与从环形配风器中喷出的热空气均匀混合，顺流、涡旋前进、缓慢燃烧、充分脱碳、氧化焙烧，至锥形出料口内气固分离，熟料从锥形出料口排出，高温烟气逆流向上从中心管内排出；0032其次，所述熟料通过进料仓进入冷却装置内，通过弹性阻尼体上孔状结构的分配作用，缓慢下落，锥形布风器通过进气管将空气吸入往上循环，熟粉料与从下往上的所述空气进行换热，加热后的空气从排出口通过管道进入到预燃室内与预热石煤进行燃烧。说明书CN102062527ACN102062536A1/3页6图1图2说明书附图CN102062527ACN102062536A2/3页7图3说明书附图CN102062527ACN102062536A3/3页8图4说明书附图CN102062527A