專(zhuān)利名稱(chēng)：一種移動(dòng)床焙燒系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種移動(dòng)床焙燒系統(tǒng)，尤其是一種用于含釩石煤灰渣的成球焙燒 的移動(dòng)床焙燒系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
釩是世界上資源豐富、分布廣泛的金屬元素，在地殼中含量為0.015%，但無(wú)單獨(dú) 可供開(kāi)采的富礦，總是以低品位與其它礦物共生。釩鈦磁鐵礦和石煤是提釩的主要原料， 目前世界各國(guó)生產(chǎn)釩的主要原材料是釩鈦磁鐵礦在冶煉過(guò)程中副產(chǎn)的釩渣和石煤，我國(guó)亦 然。在我國(guó)的釩鈦磁鐵礦資源中，V2O5的總儲(chǔ)量為1741. 28萬(wàn)噸，其中攀枝花地區(qū)擁有 1600萬(wàn)噸，占全國(guó)釩鈦磁鐵礦中V2O5總儲(chǔ)量的90%以上。石煤是一種含碳質(zhì)的頁(yè)巖，是在還原環(huán)境下形成的黑色可燃有機(jī)巖，多屬變質(zhì)程 度高的腐泥無(wú)煙煤，為淺海相沉積物。其主要特性為灰份高，密度大，發(fā)熱量低，結(jié)構(gòu)致密， 著火點(diǎn)高，不易燃燒和難以完全燃燒。在我國(guó)，石煤主要賦存于下寒武紀(jì)的地層中，形成石 煤的物質(zhì)除泥、硅、鈣質(zhì)等無(wú)機(jī)鹽成分外，有機(jī)質(zhì)部分主要是藻類(lèi)等低級(jí)生物、海綿及一些 分類(lèi)尚不明確的原始動(dòng)植物。由于碳質(zhì)頁(yè)巖在沉積過(guò)程中陸屑物的來(lái)源不同，藻菌類(lèi)等低 級(jí)生物的生成條件或腐化的藻菌類(lèi)產(chǎn)生的腐植質(zhì)的絡(luò)合、吸附作用，以及成巖的熱液浸染 等影響，石煤中含有或賦集了較多的伴生元素，如釩、鋁、鐵、鎂、鈣、鎳、鉬、鈾、銅、硒、鎵、鏝 及貴金屬等60余種。在某些層位中，一種或幾種伴生元素達(dá)到工業(yè)單獨(dú)開(kāi)采品位或邊界品 位，可作為某種礦物資源單獨(dú)開(kāi)采，并通過(guò)冶煉回收有價(jià)組分。目前，我國(guó)石煤提釩工藝主要有鈉鹽焙燒提釩、苛化泥焙燒提釩、鈣鹽焙燒提釩、 復(fù)合添加劑焙燒、濕法提釩、石煤直接酸浸提釩、石煤灰渣直接酸浸提釩等。我國(guó)不同地區(qū) 的石煤礦物組成相異甚大，部分地區(qū)的含釩云母類(lèi)礦物很難運(yùn)用已有的工藝方法打破，因 此需要開(kāi)發(fā)出更多的具有不同適應(yīng)性的提釩新工藝，來(lái)處理不同礦物性質(zhì)的含釩石煤。石 煤提釩通常首先將含釩石煤破碎，焙燒脫碳，得到含釩石煤灰渣，再以含釩石煤灰渣提釩， 至少要經(jīng)過(guò)三個(gè)主要工序一鈉化焙燒、浸出、釩液凈化最終得到V2O5，國(guó)內(nèi)本行業(yè)絕大多 數(shù)石煤提釩的總收率通常是40% 50%的指標(biāo)，現(xiàn)在即使是在這三個(gè)工序有較大技術(shù)突 破的工藝，石煤提釩的總收率平均也只達(dá)到60%左右。這三個(gè)步驟中鈉化焙燒是較關(guān)鍵的 步驟，焙燒工藝及其焙燒設(shè)備對(duì)釩的轉(zhuǎn)化都具有重要影響。目前，平窯是我國(guó)鈉化焙燒提釩工藝主要采用的焙燒設(shè)備，其主要缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)化率 低、能耗高、占地面積大、機(jī)械化程度低等，且大部分民營(yíng)提釩工廠為追求資金利益最大化， 將未處理的廢氣直接向大氣排放，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞。政府部門(mén)正逐漸關(guān)停此類(lèi)高能耗、 高污染、低效率的平窯生產(chǎn)方法。近年來(lái)，回轉(zhuǎn)窯逐漸取代平窯，成為我國(guó)重要的提釩設(shè)備 之一?；剞D(zhuǎn)窯具有生產(chǎn)規(guī)模大、機(jī)械化程度高等優(yōu)點(diǎn)，但仍然存在諸多缺點(diǎn)。首先，回轉(zhuǎn)窯 窯尾廢氣溫度一般在600°C以上，而廢氣中含有較多酸性腐蝕氣體，如果直接將廢氣處理后 排放，將大幅降低能源利用效率；如果對(duì)廢氣余熱加以利用，則必須解決余熱利用中受熱面腐蝕的難題。其次，回轉(zhuǎn)窯窯頭熟料溫度一般在500°C左右，如需冷卻并回收熱能，勢(shì)必將增 加窯頭前的換熱設(shè)備，這增加了設(shè)備系統(tǒng)的復(fù)雜程度。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，安裝方便、機(jī)械化 程度高、熱能利用率高、能耗低的用于含釩石煤灰渣的成球焙燒的移動(dòng)床焙燒系統(tǒng)。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種移動(dòng)床焙燒系統(tǒng)，所述移動(dòng)床焙燒系統(tǒng)包括添加劑料倉(cāng)、灰渣倉(cāng)、煤倉(cāng)、計(jì)量 給料裝置、粉磨裝置、成球裝置、移動(dòng)床焙燒爐；所述的移動(dòng)床焙燒爐包括立式爐體、煙囪、 熟料出料裝置和鼓風(fēng)機(jī)，所述爐體的頂部設(shè)置有加料裝置，所述爐體的底部設(shè)置熟料卸料 裝置，所述的熟料出料裝置和鼓風(fēng)機(jī)均與熟料卸料裝置連接，所述的煙 位于爐體頂部；所 述的添加劑料倉(cāng)、灰渣倉(cāng)、煤倉(cāng)分別獨(dú)自連接一個(gè)計(jì)量給料裝置，所述的添加劑料倉(cāng)、灰渣 倉(cāng)、煤倉(cāng)各自與粉磨裝置連接，所述的粉磨裝置與成球裝置連接，所述的成球裝置與焙燒爐 的加料裝置連接。本發(fā)明使用的移動(dòng)式焙燒爐的結(jié)構(gòu)類(lèi)似于水泥立窯，其中爐體、熟料卸料裝置、鼓 風(fēng)機(jī)、加料裝置等的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)均可參照水泥立窯。比如，所述的加料裝置包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和回 轉(zhuǎn)撒料溜子。所述的熟料卸料裝置9可以是塔篦結(jié)構(gòu)，由顎板、雙偏心卸料錐和傳動(dòng)裝置構(gòu) 成。本發(fā)明所述的粉磨裝置、成球裝置均有成熟的商品，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需 要進(jìn)行選擇。本發(fā)明所述移動(dòng)床焙燒系統(tǒng)的工作過(guò)程為添加劑料倉(cāng)的添加劑和灰渣料倉(cāng)的含 釩石煤灰渣、煤倉(cāng)的無(wú)煙煤或石煤，按設(shè)定比例分別經(jīng)計(jì)量給料裝置給入粉磨裝置，混合物 料在粉磨裝置中混合磨細(xì)，得到生料粉；生料粉進(jìn)入成球裝置，在成球裝置中加入適量水造 粒成球，制得生料球；所述的生料球自爐體頂部的加料裝置加入爐體，同時(shí)空氣通過(guò)鼓風(fēng) 機(jī)經(jīng)由爐體底部的熟料卸料裝置鼓入爐體，生料球和空氣在爐內(nèi)進(jìn)行焙燒并逆流運(yùn)動(dòng)，在 爐體內(nèi)，生料球自上而下經(jīng)過(guò)預(yù)熱干燥帶、氧化燒成帶、冷卻帶后進(jìn)入熟料卸料裝置排出爐 體，經(jīng)熟料出料裝置放出熟料，用于后續(xù)V2O5的浸出；來(lái)自鼓風(fēng)機(jī)的空氣自下而上經(jīng)冷卻 帶、氧化燒成帶、預(yù)熱干燥帶，最終從爐體頂部的煙 排出爐體后進(jìn)入后續(xù)廢氣處理系統(tǒng)。本發(fā)明所述的移動(dòng)床焙燒系統(tǒng)適用于含釩石煤灰渣的成球焙燒，所述含釩石煤灰 渣通常可由如下方法制備得到將含釩石煤破碎，經(jīng)850 920°C燃燒脫碳，得到所述含釩 石煤灰渣。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要選擇合適的添加劑以及配入需要熱量的無(wú)煙 煤或石煤，通過(guò)常規(guī)操作實(shí)施含釩石煤灰渣的成球焙燒。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明使用了移動(dòng)床焙燒系統(tǒng)，其具有下列優(yōu)勢(shì)(1)首先，本發(fā)明使用的移動(dòng)床焙燒爐具有高效利用熱能的優(yōu)點(diǎn)移動(dòng)床焙燒特 點(diǎn)是固體料球自上而下移動(dòng)，氧化介質(zhì)空氣自下而上移動(dòng)，氣固逆流運(yùn)動(dòng)，熱交換充分，焙 燒轉(zhuǎn)化、廢氣余熱利用和熟料余熱利用在爐內(nèi)同時(shí)完成，排出焙燒爐的熟料溫度可達(dá)100°c 以下，排出的廢氣溫度可達(dá)150°c以下，不僅熱能利用率高，還可避免用回轉(zhuǎn)窯焙燒時(shí)廢氣 余熱利用中受熱面腐蝕的難題；其次，移動(dòng)床焙燒爐具有設(shè)備系統(tǒng)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)移動(dòng)床焙 燒爐中氣固逆流運(yùn)動(dòng)，焙燒轉(zhuǎn)化、廢氣余熱利用和熟料余熱利用在爐中同時(shí)完成，免去了外部余熱利用設(shè)備，優(yōu)化了設(shè)備系統(tǒng)，降低了設(shè)備投資。(2)本發(fā)明設(shè)置煤倉(cāng)和成球裝置，將焙燒所需的無(wú)煙煤或石煤直接加入生料粉中， 并在成球裝置中造粒成球，具有諸多優(yōu)點(diǎn)。首先，克服了不成球濕生料的不規(guī)則糊塊狀而導(dǎo) 致不利于大規(guī)模機(jī)械化布料、焙燒轉(zhuǎn)化率波動(dòng)大、須靠外加燃料燃燒等缺陷。其次，國(guó)內(nèi)已 有成熟的成球設(shè)備對(duì)生料粉進(jìn)行成球，可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，這滿足了移動(dòng)床焙燒爐大規(guī)模 生產(chǎn)時(shí)對(duì)生料的需求；再次，通過(guò)成球設(shè)備生產(chǎn)的生料球大小均勻，焙燒時(shí)間和溫度容易控 制，通過(guò)移動(dòng)床焙燒爐二次焙燒后的熟料品質(zhì)穩(wěn)定；最后，焙燒后的熟料易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化卸 料。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例所采用的移動(dòng)式焙燒系統(tǒng)，其中1粉磨裝置，2計(jì)量給料 裝置，3煤倉(cāng)，4灰渣倉(cāng)，5添加劑料倉(cāng)，6成球裝置，7煙囪，8爐體，9熟料卸料裝置，10羅茨 鼓風(fēng)機(jī)，11熟料出料裝置。
具體實(shí)施方式
下面以具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步說(shuō)明，但本實(shí)用新型的保護(hù) 范圍不限于此。附圖1中，所述移動(dòng)床焙燒系統(tǒng)包括添加劑料倉(cāng)5、灰渣倉(cāng)4、煤倉(cāng)3、計(jì)量給料裝置 2、粉磨裝置1、成球裝置6、移動(dòng)床焙燒爐。所述的移動(dòng)床焙燒爐包括立式爐體8、煙囪7、熟 料出料裝置11和羅茨鼓風(fēng)機(jī)10，所述爐體8的頂部設(shè)置有加料裝置，所述的加料裝置包括 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)撒料溜子；所述爐體8的底部設(shè)置熟料卸料裝置9，所述的熟料卸料裝置9 為塔篦結(jié)構(gòu)，由顎板、雙偏心卸料錐和傳動(dòng)裝置構(gòu)成，所述的熟料卸料裝置9的傳動(dòng)裝置的 傳動(dòng)軸為內(nèi)空心，與羅茨鼓風(fēng)機(jī)10相連。所述的熟料出料裝置11與熟料卸料裝置9連接， 所述的煙囪位于爐體頂部。所述成球裝置6由成球盤(pán)與電機(jī)組成。所述的添加劑料倉(cāng)5、灰渣倉(cāng)4、煤倉(cāng)3分別獨(dú)自連接一個(gè)計(jì)量給料裝置2，所述的 添加劑料倉(cāng)5、灰渣倉(cāng)4、煤倉(cāng)3各自與粉磨裝置1連接，所述的粉磨裝置1與成球裝置6連 接，所述的成球裝置6與焙燒爐的加料裝置連接。煤倉(cāng)3、灰渣倉(cāng)4、添加劑料倉(cāng)5按指定比例配制生料，進(jìn)入粉磨裝置1磨細(xì)并均勻 混合。生料粉進(jìn)入后端成球裝置6造粒成球。所得生料球進(jìn)入后端爐體8，通過(guò)回轉(zhuǎn)撒料溜 子將生料球均勻地撒在爐面上。料球燒成后通過(guò)熟料卸料裝置9放出，熟料經(jīng)過(guò)顎板與卸 料錐間的環(huán)狀卸料口，受擠壓破碎后卸出，防止熟料自由瀉落，保證熟料有控制地卸出。送 風(fēng)由羅茨鼓風(fēng)機(jī)10提供，經(jīng)熟料卸料裝置10塔篦下部風(fēng)管鼓入爐內(nèi)。氣體與料球在爐體 8中燃燒并逆流運(yùn)動(dòng)，充分換熱后煙氣由煙囪7送出移動(dòng)床焙燒設(shè)備。本實(shí)用新型采用的石煤灰渣的成球焙燒方法為以NaCl、CaF2和CaCO3組成復(fù)合添 加劑，將含礬石煤、復(fù)合添加劑、焙燒所需燃料無(wú)煙煤或石煤組成混合物物料，其中含礬石 煤灰渣與NaCl、CaF2和CaCO3的投料質(zhì)量比為1 5%: 2% 7% 10% 15%， 配入的熱值為每kg混合物料1460 2100kJ，將混合物料混勻細(xì)磨至80目 150目得到 生料粉，往生料粉中加入質(zhì)量為生料粉質(zhì)量8% 20%的水，機(jī)械攪拌后在成球機(jī)中造粒 成球，得到球徑3 15mm的生料球，生料球自移動(dòng)床焙燒爐頂部加入，在移動(dòng)床焙燒爐中于800 900°C下焙燒，冷卻后得到用于V2O5浸出的熟料。實(shí)施例1 取在浙江大學(xué)熱能工程研究所1麗大型循環(huán)流化床試驗(yàn)臺(tái)中于890 910°C 燃燒脫碳后的石煤灰渣15kg(其化學(xué)成分為V2051. 39 %，Si0267 . 04 %, Fe2037. 65 %, Al20317. 84%, CaO 1. 64%, MgO 1. 94% )，加入復(fù)合添加劑，包括 0. 3kg 的 NaCl、0. 75kg 的 CaF2和2. Ikg的CaCO3,外加無(wú)煙煤1. 05kg,混合物料熱值1898kJ/kg，混合均勻并磨細(xì)到80 目以下得生料粉，然后加入水成球，料球含水分17 %，球徑5 8mm。料球在內(nèi)徑120mm，高度 IOOOmm的實(shí)驗(yàn)室移動(dòng)床焙燒試驗(yàn)爐頂部加入，在830 850°C焙燒2h，經(jīng)焙燒爐下部冷卻 后排出熟料，熟料磨細(xì)后在體積濃度為2%、固體質(zhì)量(kg)與液體體積(L)之比為1 2. 5 的稀硫酸溶液中常溫?cái)嚢杞?0min。分析得V2O5浸出率為73. 98%。實(shí)施例2 取在浙江大學(xué)熱能工程研究所1麗大型循環(huán)流化床試驗(yàn)臺(tái)中于890 910°C 燃燒脫碳后的石煤灰渣15kg(其化學(xué)成分為V2051. 39 %，Si0267 . 04 %, Fe2037. 65 %, Al20317. 84%, CaO 1. 64%, MgO 1. 94% )，加入復(fù)合添加劑，包括 0. 3kg 的 NaCl、0. 75kg 的 CaF2和2. Ikg的CaCO3,外加無(wú)煙煤0. 9kg，混合物料熱值1626kJ/kg，混合均勻并磨細(xì)到80 目以下得生料粉，然后加入水成球，料球含水分14. 5%，球徑5 8mm。料球在內(nèi)徑120mm， 高度IOOOmm的實(shí)驗(yàn)室移動(dòng)床焙燒試驗(yàn)爐頂部加入，在820 840°C焙燒2. 5h，經(jīng)焙燒爐下 部冷卻后排出熟料，熟料磨細(xì)后在體積濃度為2%、固體質(zhì)量(kg)與液體體積(L)之比為 1 2. 5的稀硫酸溶液中常溫?cái)嚢杞?0min。分析得V2O5浸出率為76. 14%。實(shí)施例3 取在浙江大學(xué)熱能工程研究所1麗大型循環(huán)流化床試驗(yàn)臺(tái)中于890 910°C 燃燒脫碳后的石煤灰渣15kg(其化學(xué)成分為V2051. 39 %，Si0267 . 04 %, Fe2037. 65 %, Al20317. 84%, CaO 1. 64%, MgO 1. 94% )，加入復(fù)合添加劑，包括 0. 3kg 的 NaCl、0. 75kg 的 CaF2和2. Ikg的CaCO3,外加脫碳前石煤3. 575kg，混合物料熱值1643kJ/kg，混合均勻并磨 細(xì)到80目以下得生料粉，然后加入水成球，料球含水分16.5%，球徑5 8mm。料球在內(nèi)徑 120mm,高度IOOOmm的實(shí)驗(yàn)室移動(dòng)床焙燒試驗(yàn)爐頂部加入，在825 845°C焙燒2. 5h，經(jīng)焙 燒爐下部冷卻后排出熟料，熟料磨細(xì)后在體積濃度為2%、固體質(zhì)量(kg)與液體體積(L)之 比為1 2.5的稀硫酸溶液中常溫?cái)嚢杞?0min。分析得V2O5浸出率為76. 44%。
權(quán)利要求1. 一種移動(dòng)床焙燒系統(tǒng)，其特征在于所述移動(dòng)床焙燒系統(tǒng)包括添加劑料倉(cāng)、灰渣倉(cāng)、 煤倉(cāng)、計(jì)量給料裝置、粉磨裝置、成球裝置、移動(dòng)床焙燒爐；所述的移動(dòng)床焙燒爐包括立式爐 體、煙@、熟料出料裝置和鼓風(fēng)機(jī)，所述爐體的頂部設(shè)置有加料裝置，所述爐體的底部設(shè)置 熟料卸料裝置，所述的熟料出料裝置和鼓風(fēng)機(jī)均與熟料卸料裝置連接，所述的煙囪位于爐 體頂部；所述的添加劑料倉(cāng)、灰渣倉(cāng)、煤倉(cāng)分別獨(dú)自連接一個(gè)計(jì)量給料裝置，所述的添加劑 料倉(cāng)、灰渣倉(cāng)、煤倉(cāng)各自與粉磨裝置連接，所述的粉磨裝置與成球裝置連接，所述的成球裝 置與焙燒爐的加料裝置連接。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種移動(dòng)床焙燒系統(tǒng)，其包括添加劑料倉(cāng)、灰渣倉(cāng)、煤倉(cāng)、計(jì)量給料裝置、粉磨裝置、成球裝置、移動(dòng)床焙燒爐；所述的移動(dòng)床焙燒爐包括立式爐體、煙囪、熟料出料裝置和鼓風(fēng)機(jī)，所述爐體的頂部設(shè)置有加料裝置，所述爐體的底部設(shè)置熟料卸料裝置，所述的熟料出料裝置和鼓風(fēng)機(jī)均與熟料卸料裝置連接，所述的煙囪位于爐體頂部；所述的添加劑料倉(cāng)、灰渣倉(cāng)、煤倉(cāng)分別獨(dú)自連接一個(gè)計(jì)量給料裝置，所述的添加劑料倉(cāng)、灰渣倉(cāng)、煤倉(cāng)各自與粉磨裝置連接，所述的粉磨裝置與成球裝置連接，所述的成球裝置與焙燒爐的加料裝置連接。本實(shí)用新型所述移動(dòng)床焙燒爐具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、安裝方便、機(jī)械化程度高、熱能利用率高、能耗低的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)F27B1/10GK201779968SQ20102021397
公開(kāi)日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2010年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月3日
發(fā)明者余春江, 倪明江, 周勁松, 岑可法, 方夢(mèng)祥, 施正倫, 王勤輝, 王樹(shù)榮, 程樂(lè)鳴, 駱仲泱, 高翔 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)