本發(fā)明屬于石煤提釩焙燒技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種石煤一步沸騰焙燒的方法。
背景技術(shù):
隨著石煤傳統(tǒng)的鈉化焙燒-水浸提釩工藝逐漸被新型提釩工藝所取代,對石煤提釩過程中空白焙燒環(huán)節(jié)的裝備及工藝研究日益深入。近些年來,基于流態(tài)化焙燒技術(shù)焙燒效率高、燃料適應(yīng)性強、調(diào)節(jié)速度快等特點,以及該技術(shù)在有色冶金領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,流態(tài)化焙燒技術(shù)及裝備在石煤提釩領(lǐng)域也得到了深入研究及廣泛應(yīng)用。
由于石煤特殊的運動狀態(tài)及受熱方式,采用流態(tài)化沸騰爐對石煤進行空白焙燒,該空白焙燒具有焙燒時間短、脫碳效率高和釩轉(zhuǎn)化率高等特點。然而,正是其特殊的加熱原理,也帶來了一系列過程問題,制約實際生產(chǎn)。進入沸騰爐的石煤粒度組成往往比較復(fù)雜,破碎過程會產(chǎn)生大量的細(xì)粒級石煤。一方面,為了使大部分石煤能夠具有較好的沸騰狀態(tài),流化床的鼓風(fēng)強度往往優(yōu)先適應(yīng)粗粒級石煤,因而在引風(fēng)及鼓風(fēng)的雙重作用下,細(xì)粒級石煤損失率較高,導(dǎo)致釩的損失。另一方面,適應(yīng)不同粒級石煤的焙燒制度實際是不同的,單一的焙燒制度往往只能適應(yīng)相應(yīng)的特定粒級,無法使不同粒級的石煤都得到理想的焙燒效果,同時也會降低能源利用效率。
針對上述石煤沸騰焙燒過程存在的問題,“一種含釩石煤分粒級流態(tài)化焙燒提取釩的方法”(CN104099484A)專利技術(shù),先將石煤分成四個不同粒級,對小于0.1mm的細(xì)粒級石煤進行加水泥造球作業(yè),再將四個粒級的石煤分別置于四個流態(tài)化焙燒爐中,在相同的焙燒制度下進行沸騰焙燒。該方法盡管能夠獲得80%以上的焙燒料產(chǎn)率,而實施過程比較復(fù)雜,焙燒時間長,且會引入水泥,對焙燒料的后續(xù)作業(yè)產(chǎn)生影響?!碍h(huán)保一次焙燒石煤酸浸取釩的方法”(CN104711437A)專利技術(shù),用沸騰爐對破碎至60目以下石煤進行焙燒,收集進入到除塵系統(tǒng)的細(xì)塵和燒渣,與粗粒燒渣合并得到焙燒混合物。該過程一方面對入爐原料粒度要求高,增加入爐前磨礦能耗;另一方面,進入除塵系統(tǒng)中的細(xì)灰及燒渣量大,影響整體物料的焙燒效果,并且為這細(xì)粒級物料的收集帶來不便?!昂C石煤原生礦提取五氧化二釩的焙燒方法”(CN101913652A)專利技術(shù),將0.074~10mm的石煤同時加入到設(shè)有主、副流化床的沸騰爐內(nèi),控制主床鼓風(fēng)強度大于副床,使得細(xì)粒級石煤進入到副床中進行二次焙燒。該方法能夠改善細(xì)粒級石煤的焙燒效果,而主、副床單一的焙燒制度對不同粒級石煤的適應(yīng)性不強。
綜上所述,現(xiàn)有的針對石煤沸騰焙燒過程存在問題的處理方法,依然存在原料適應(yīng)性差、處理過程復(fù)雜、焙燒料產(chǎn)率低、焙燒效率低及能源利用率低等問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷,目的是提供一種原料適應(yīng)性強、操作簡單、焙燒產(chǎn)率高、焙燒效率高和能源利用率高的石煤一步沸騰焙燒的方法。
為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:所述沸騰焙燒方法所采用的設(shè)備為“用于石煤一步焙燒的沸騰爐”,其具體步驟是:
步驟一、將石煤破碎至粒徑小于等于15mm,得石煤破碎料。打開第四風(fēng)機,調(diào)節(jié)風(fēng)口的風(fēng)速為9~15m/s,同時將石煤破碎料由入料口給入爐體內(nèi),給入量為60~150kg/h;粒級為大于8mm且小于等于15mm占90%以上的石煤破碎料落入第一流化床,粒級為大于3mm且小于等于8mm占90%以上的石煤破碎料落入第二流化床,粒級為小于等于3mm占90%以上的石煤破碎料落入第三流化床。
步驟二、給料結(jié)束后,關(guān)閉第四風(fēng)機;打開第一風(fēng)機、第二風(fēng)機和第三風(fēng)機,調(diào)節(jié)第一風(fēng)機、第二風(fēng)機和第三風(fēng)機的鼓風(fēng)量至第一流化床、第二流化床和第三流化床內(nèi)的石煤破碎料在沸騰狀態(tài)下的料層厚度均為第一擋火墻高度的1/3~2/3。
步驟三、分別調(diào)節(jié)第一煤氣燒嘴、第二煤氣燒嘴和第三煤氣燒嘴的煤氣量,使第一流化床以9~10℃/s的升溫速率、第二流化床以8~9℃/s的升溫速率和第三流化床以7~8℃/s的升溫速率同時升溫至各自的預(yù)定焙燒溫度,保溫時間均為40~60秒;第一流化床、第二流化床和第三流化床的預(yù)定焙燒溫度依次為950~1050℃,850~950℃和800~850℃。
步驟四、焙燒結(jié)束后同時關(guān)閉第一煤氣燒嘴、第二煤氣燒嘴和第三煤氣燒嘴;再調(diào)節(jié)第一風(fēng)機的鼓風(fēng)量、第二風(fēng)機的鼓風(fēng)量和第三風(fēng)機的鼓風(fēng)量至第一流化床內(nèi)的焙燒料、第二流化床內(nèi)的焙燒料和第三流化床內(nèi)的焙燒料依次從第一出料口、第二出料口和第三出料口排出,將第一出料口、第二出料口和第三出料口排出的焙燒料合并,得到石煤焙燒料。
所述“用于石煤一步焙燒的沸騰爐”的結(jié)構(gòu)是:靠近爐體的底部從左向右依次設(shè)置有第一流化床、第二流化床和第三流化床,第一流化床和第二流化床由第一擋火墻隔開,第二流化床和第三流化床由第二擋火墻隔開,第一風(fēng)室和第二風(fēng)室由第一擋火墻隔開,第二風(fēng)室和第三風(fēng)室由第二擋火墻隔開,第一擋火墻與第二擋火墻將爐體左右兩側(cè)墻體內(nèi)壁間的距離等分為三份。第一風(fēng)室、第二風(fēng)室和第三風(fēng)室通過管道依次與第一風(fēng)機、第二風(fēng)機和第三風(fēng)機連通,第一流化床、第二流化床和第三流化床均勻地布有風(fēng)帽。
在爐體的后側(cè)墻體從左向右依次均勻地設(shè)有第一煤氣燒嘴、第二煤氣燒嘴和第三煤氣燒嘴,第一煤氣燒嘴、第二煤氣燒嘴和第三煤氣燒嘴依次位于第一流化床、第二流化床和第三流化床的上方中間位置處,第一煤氣燒嘴、第二煤氣燒嘴和第三煤氣燒嘴通過煤氣管道外接煤氣源。
在第一流化床、第二流化床和第三流化床的前側(cè)依次設(shè)有第一溢流板、第二溢流板和第三溢流板,第一溢流板、第二溢流板和第三溢流板靠近爐體的前側(cè)墻體;爐體的底部從左向右依次設(shè)有第一出料口、第二出料口和第三出料口,第一出料口、第二出料口和第三出料口依次位于第一溢流板、第二溢流板和第三溢流板與爐體的前側(cè)墻體間。
爐體右側(cè)墻的上部中間位置處設(shè)置有煙道;爐體左側(cè)墻的上部設(shè)有風(fēng)口,風(fēng)口靠近爐體的后側(cè)墻,風(fēng)口通過風(fēng)管與第四風(fēng)機相通;靠近后側(cè)墻的爐體頂部設(shè)有入料口,入料口位于第一流化床的正上方。入料口的中心延長線與風(fēng)口的中心延長線相交。
所述第一擋火墻與第二擋火墻長度和高度相同,高度為爐體高度的4/8~5/8,長度為前側(cè)墻和后側(cè)墻內(nèi)壁間的距離。
所述第一流化床長度為爐體的內(nèi)壁長度8/10~9/10,寬度為爐體的內(nèi)壁寬度8/30~9/30;第二流化床和第三流化床與第一流化床相同。
所述第一溢流板的高度為擋火墻高度的4/6~5/6,寬度與第一流化床的寬度相同;第二溢流板和第三溢流板與第一溢流板相同。
所述第一煤氣燒嘴、第二煤氣燒嘴和第三煤氣燒嘴與爐體底部的垂直距離相同,所述距離為擋火墻高度的1/6~3/6。
所述風(fēng)口與爐體頂部的垂直距離為爐體高度的3/24~4/24。
由于采用上述技術(shù)方案,本發(fā)明具有如下有益效果:
1.本發(fā)明通過調(diào)節(jié)入料速度及風(fēng)口的側(cè)向風(fēng)風(fēng)速,使得石煤按不同粒級分布于第一流化床、第二流化床和第三流化床內(nèi),實現(xiàn)石煤破碎料在沸騰爐內(nèi)的一步分級,避免爐外篩分作業(yè);細(xì)粒石煤破碎料無需爐外制粒,直接進行沸騰焙燒,工藝流程短,操作簡單易行。
2.本發(fā)明在同一沸騰爐內(nèi),分別對第一流化床、第二流化床和第三流化床實行不同的鼓風(fēng)制度和焙燒制度,強化沸騰焙燒對不同粒級石煤破碎料的適應(yīng)性,粗粒級石煤破碎料采用高鼓風(fēng)強度和高溫焙燒,提高焙燒效率;細(xì)粒級石煤破碎料采用低鼓風(fēng)強度和低溫焙燒,減少焙燒料損失,在40~60秒內(nèi)使石煤焙燒料的總產(chǎn)率達到86%以上,脫碳率達到80%以上,釩轉(zhuǎn)化率達到90%以上。
3.本發(fā)明在同一沸騰爐內(nèi),對不同粒級的石煤破碎料分別實行不同的焙燒制度,能夠有效降低焙燒過程能耗,提高能源利用效率。
因此,本發(fā)明具有原料適應(yīng)性強、操作簡單、焙燒料產(chǎn)率高、焙燒效率高及能源利用率高的特點。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是圖1的A-A剖視示意圖;
圖3是圖1的B-B剖視示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明做進一步的描述,并非對其保護范圍的限制:
實施例1
一種石煤一步沸騰焙燒的方法。所述沸騰焙燒方法所采用的設(shè)備為“用于石煤一步焙燒的沸騰爐”,所述“用于石煤一步焙燒的沸騰爐”的結(jié)構(gòu)是:
如圖1和圖3所示,靠近爐體10的底部從左向右依次設(shè)置有第一流化床1、第二流化床2和第三流化床14,第一流化床1和第二流化床2由第一擋火墻11隔開,第二流化床2和第三流化床14由第二擋火墻12隔開;如圖1所示,第一風(fēng)室17和第二風(fēng)室16由第一擋火墻11隔開,第二風(fēng)室16和第三風(fēng)室15由第二擋火墻12隔開。如圖1和圖3所示,第一擋火墻11與第二擋火墻12將爐體10左右兩側(cè)墻體內(nèi)壁間的距離等分為三份。第一風(fēng)室17、第二風(fēng)室16和第三風(fēng)室15通過管道依次與第一風(fēng)機22、第二風(fēng)機23和第三風(fēng)機24連通,第一流化床1、第二流化床2和第三流化床14均勻地布有風(fēng)帽3。
如圖1所示,在爐體10的后側(cè)墻體從左向右依次均勻地設(shè)有第一煤氣燒嘴4、第二煤氣燒嘴5和第三煤氣燒嘴13,第一煤氣燒嘴4、第二煤氣燒嘴5和第三煤氣燒嘴13依次位于第一流化床1、第二流化床2和第三流化床14的上方中間位置處,第一煤氣燒嘴4、第二煤氣燒嘴5和第三煤氣燒嘴13通過煤氣管道外接煤氣源。
如圖1和圖3所示,在第一流化床1、第二流化床2和第三流化床14的前側(cè)依次設(shè)有第一溢流板18、第二溢流板21和第三溢流板25,第一溢流板18、第二溢流板21和第三溢流板25靠近爐體10的前側(cè)墻體。如圖2和圖3所示,爐體10的底部從左向右依次設(shè)有第一出料口19、第二出料口20和第三出料口26,第一出料口19、第二出料口20和第三出料口26依次位于第一溢流板18、第二溢流板21和第三溢流板25與爐體10的前側(cè)墻體間。
如圖1和圖2所示,爐體10右側(cè)墻的上部中間位置處設(shè)置有煙道9;爐體10左側(cè)墻的上部設(shè)有風(fēng)口7,風(fēng)口7靠近爐體10的后側(cè)墻,風(fēng)口7通過風(fēng)管與第四風(fēng)機6相通;靠近后側(cè)墻的爐體10頂部設(shè)有入料口8,入料口8位于第一流化床1的正上方。入料口8的中心延長線與風(fēng)口7的中心延長線相交。
如圖1、圖2和圖3所示,所述第一擋火墻11和第二擋火墻12長度和高度相同,高度為爐體10高度的8/16~9/16,長度為前側(cè)墻和后側(cè)墻內(nèi)壁間的距離。
如圖1、圖2和圖3所示,所述第一流化床1長度為爐體10的內(nèi)壁長度16/20~17/20,寬度為爐體10的內(nèi)壁寬度16/60~17/60;第二流化床2和第三流化床14與第一流化床1相同。
如圖2和圖3所示,所述第一溢流板18的高度為擋火墻高度的8/12~9/12,寬度與第一流化床1的寬度相同;第二溢流板21和第三溢流板25與第一溢流板18相同。
如圖2和圖3所示,所述第一煤氣燒嘴4、第二煤氣燒嘴5和第三煤氣燒嘴13與爐體10底部的垂直距離相同,所述距離為擋火墻高度的1/6~2/6。
如圖1所示,所述風(fēng)口7與爐體10頂部的垂直距離為爐體10高度的6/48~7/48。
本實施例所述石煤一步沸騰焙燒的方法的具體步驟是:
步驟一、將石煤破碎至粒徑小于等于15mm,得石煤破碎料。打開第四風(fēng)機6,調(diào)節(jié)風(fēng)口7的風(fēng)速為9~12m/s,同時將石煤破碎料由入料口8給入爐體10內(nèi),給入量為60~110kg/h;粒級為大于8mm且小于等于15mm占90%以上的石煤破碎料落入第一流化床1,粒級為大于3mm且小于等于8mm占90%以上的石煤破碎料落入第二流化床2,粒級為小于等于3mm占90%以上的石煤破碎料落入第三流化床14。
步驟二、給料結(jié)束后,關(guān)閉第四風(fēng)機6;打開第一風(fēng)機22、第二風(fēng)機23和第三風(fēng)機24,調(diào)節(jié)第一風(fēng)機22、第二風(fēng)機23和第三風(fēng)機24的鼓風(fēng)量至第一流化床1、第二流化床2和第三流化床14內(nèi)的石煤破碎料在沸騰狀態(tài)下的料層厚度均為第一擋火墻11高度的2/6~3/6。
步驟三、分別調(diào)節(jié)第一煤氣燒嘴4、第二煤氣燒嘴5和第三煤氣燒嘴13的煤氣量,使第一流化床1以9~10℃/s的升溫速率、第二流化床2以8~9℃/s的升溫速率和第三流化床14以7~8℃/s的升溫速率同時升溫至各自的預(yù)定焙燒溫度,保溫時間均為40~50秒;第一流化床1、第二流化床2和第三流化床14的預(yù)定焙燒溫度依次為950~1000℃,850~900℃和800~830℃。
步驟四、焙燒結(jié)束后同時關(guān)閉第一煤氣燒嘴4、第二煤氣燒嘴5和第三煤氣燒嘴13;再調(diào)節(jié)第一風(fēng)機22的鼓風(fēng)量、第二風(fēng)機23的鼓風(fēng)量和第三風(fēng)機24的鼓風(fēng)量至第一流化床1內(nèi)的焙燒料、第二流化床2內(nèi)的焙燒料和第三流化床14內(nèi)的焙燒料依次從第一出料口19、第二出料口20和第三出料口26排出,將第一出料口19、第二出料口20和第三出料口26排出的焙燒料合并,得到石煤焙燒料。
本實施例的焙燒產(chǎn)率為86%~91%,脫碳率為87%~93%,釩轉(zhuǎn)化率為91%~95%。
實施例2
一種石煤一步沸騰焙燒的方法。本實施例采用的設(shè)備為“用于石煤一步焙燒的沸騰爐”,所述“用于石煤一步焙燒的沸騰爐”的結(jié)構(gòu)除下述技術(shù)參數(shù)外,其余同實施例1:
所述第一擋火墻11和第二擋火墻12長度和高度相同,高度為爐體10高度的9/16~10/16;
所述第一流化床1長度為爐體10的內(nèi)壁長度17/20~18/20,寬度為爐體10的內(nèi)壁寬度17/60~18/60;
所述第一溢流板18的高度為擋火墻高度的9/12~10/12;
所述第一煤氣燒嘴4、第二煤氣燒嘴5和第三煤氣燒嘴13與爐體10底部的垂直距離相同,所述距離為擋火墻高度的2/6~3/6;
所述風(fēng)口7與爐體10頂部的垂直距離為爐體10高度的7/48~8/48。
本實施例所述石煤一步沸騰焙燒的方法除下述技術(shù)參數(shù)外,其余同實施例1:
調(diào)節(jié)風(fēng)口7的風(fēng)速為12~15m/s,同時將石煤破碎料由入料口8給入爐體10內(nèi),給入量為100~150kg/h;
調(diào)節(jié)第一風(fēng)機22、第二風(fēng)機23和第三風(fēng)機24的鼓風(fēng)量至第一流化床1、第二流化床2和第三流化床14內(nèi)的石煤破碎料在沸騰狀態(tài)下的料層厚度均為第一擋火墻11高度的3/6~4/6。
保溫時間均為50~60秒;第一流化床1、第二流化床2和第三流化床14的預(yù)定焙燒溫度依次為1000~1050℃,900~950℃和820~850℃。
本實施例的焙燒產(chǎn)率為88%~93%,脫碳率為82%~92%,釩轉(zhuǎn)化率為90%~93%。
本具體實施方法與現(xiàn)有技術(shù)比較具有如下積極效果:
1.本具體實施方法通過調(diào)節(jié)入料速度及風(fēng)口7的側(cè)向風(fēng)風(fēng)速,使得石煤破碎料按不同粒級分布于第一流化床1、第二流化床2和第三流化床14內(nèi),實現(xiàn)石煤破碎料在沸騰爐內(nèi)的一步分級,避免爐外篩分作業(yè);細(xì)粒石煤破碎料無需爐外制粒,直接進行沸騰焙燒,工藝流程短,操作簡單易行。
2.本具體實施方法在同一沸騰爐內(nèi),分別對第一流化床1、第二流化床2和第三流化床14實行不同的鼓風(fēng)制度和焙燒制度,強化沸騰焙燒對不同粒級石煤破碎料的適應(yīng)性,粗粒級石煤破碎料采用高鼓風(fēng)強度和高溫焙燒,提高焙燒效率;細(xì)粒級石煤破碎料采用低鼓風(fēng)強度和低溫焙燒,減少焙燒料損失,在40~60秒內(nèi)使石煤焙燒料的總產(chǎn)率達到86%以上,脫碳率達到80%以上,釩轉(zhuǎn)化率達到90%以上。
3.本具體實施方法在同一沸騰爐內(nèi),對不同粒級的石煤破碎料分別實行不同的焙燒制度,能夠有效降低焙燒過程能耗,提高能源利用效率。
因此,本具體實施方法具有原料適應(yīng)性強、操作簡單、焙燒料產(chǎn)率高、焙燒效率高及能源利用率高的特點。