一種有效防止漏入空氣接觸焙燒物料的焙燒工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種有效防止漏入空氣接觸焙燒物料的焙燒工藝，該工藝在微負(fù)壓操作工況下能夠防止和杜絕焙燒爐動(dòng)靜密封處漏入空氣接觸焙燒物料，能在同一設(shè)備內(nèi)實(shí)現(xiàn)貧氧與富氧焙燒反應(yīng)。該工藝包括以下步驟：物料由給料機(jī)送入焙燒爐，在爐內(nèi)進(jìn)行焙燒反應(yīng)，焙燒后的物料從出料端排出爐外，去后續(xù)工序；焙燒過(guò)程中向焙燒爐加入的工藝氣體，同時(shí)從焙燒爐進(jìn)料端和出料端分別向外引風(fēng)，將工藝氣體、焙燒釋放出的氣體以及焙燒爐進(jìn)、出料端動(dòng)靜密封處漏入的空氣一并作為尾氣引出，控制焙燒爐內(nèi)為微負(fù)壓條件；焙燒爐進(jìn)、出料端引出的尾氣經(jīng)與過(guò)濾后空氣混合送入袋式除塵器，經(jīng)除塵后的尾氣引入尾氣處理系統(tǒng)，捕集的焙燒物料回收利用。
【專利說(shuō)明】一種有效防止漏入空氣接觸焙燒物料的焙燒工藝
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種物料焙燒的新型工藝技術(shù)，可應(yīng)用于微負(fù)壓操作工況下，防止漏入空氣接觸焙燒物料的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程;對(duì)于需要貧氧與富氧反應(yīng)，以及需要經(jīng)常更換焙燒物料的操作工況具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，其典型應(yīng)用為處理汽車尾氣的沸石催化劑焙燒。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]目前，汽車尾氣催化凈化器使用的主要載體為3mm?4mm的活性氧化鋁小球體，技術(shù)成熟，成本較低，但其吸收凈化率較低，使用周期短。沸石催化劑是一種用于凈化汽車尾氣的新型催化劑，用作汽車機(jī)外尾氣凈化裝置載體，可以克服上述產(chǎn)品不足，提高尾氣凈化能力，因此，沸石催化劑生產(chǎn)，順應(yīng)技術(shù)市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)。
[0005]汽車尾氣處理用沸石催化劑，比表面積大，機(jī)械強(qiáng)度高，裝填容易，與活性組分親和力好，世界上只有屈指可數(shù)的幾家企業(yè)能夠生產(chǎn)此類產(chǎn)品。利用沸石催化劑處理汽車尾氣，已在一些環(huán)保要求較高的國(guó)家得到應(yīng)用，沸石催化劑是汽車尾氣吸收載體的升級(jí)換代
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[0006]沸石催化劑焙燒過(guò)程工藝要求焙燒物料不得與環(huán)境空氣接觸，否則空氣中的水分會(huì)嚴(yán)重影響產(chǎn)品品質(zhì);焙燒過(guò)程需要首先經(jīng)過(guò)炭化然后再進(jìn)行氧化，生產(chǎn)操作不易控制。
[0007]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明旨在提供一種在微負(fù)壓操作工況下，能夠防止和杜絕焙燒爐動(dòng)靜密封處漏入空氣接觸焙燒物料，能在同一設(shè)備內(nèi)實(shí)現(xiàn)貧氧與富氧焙燒反應(yīng)，滿足類似于處理汽車尾氣的沸石催化劑焙燒要求的新型工藝技術(shù)。
[0009]本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種微負(fù)壓操作工況防止漏入空氣接觸焙燒物料的新工藝，該工藝包括以下步驟:
1)物料由給料機(jī)送入焙燒爐，在爐內(nèi)進(jìn)行焙燒反應(yīng)，焙燒后的物料從出料端排出爐外，去后續(xù)工序；
2)焙燒過(guò)程中向焙燒爐加入的工藝氣體，同時(shí)從焙燒爐進(jìn)料端和出料端分別向外引風(fēng)，將工藝氣體、焙燒釋放出的氣體以及焙燒爐進(jìn)、出料端動(dòng)靜密封處漏入的空氣一并作為尾氣引出，控制焙燒爐內(nèi)為微負(fù)壓條件；
3)焙燒爐進(jìn)、出料端引出的尾氣經(jīng)與過(guò)濾后空氣混合送入袋式除塵器，經(jīng)除塵后的尾氣引入尾氣處理系統(tǒng)，捕集的焙燒物料回收利用。
[0010]本發(fā)明的進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于:
焙燒爐的操作壓力條件為O?_200Pa.G。
[0011]焙燒爐進(jìn)、出料端引風(fēng)管路上設(shè)置節(jié)流裝置，該節(jié)流裝置采用孔板、閥門型結(jié)構(gòu)。
[0012]焙燒爐采用單臺(tái)式，單臺(tái)式的焙燒爐分為炭化區(qū)和氧化區(qū)，工作時(shí)向炭化區(qū)引入炭化工藝氣體，向氧化區(qū)引入氧化工藝氣體。
[0013]焙燒爐也可采用炭化爐和氧化爐串聯(lián)的雙臺(tái)式，兩臺(tái)焙燒爐采用從炭化爐尾部引入炭化工藝氣體，從氧化爐尾部引入氧化工藝氣體，炭化焙燒爐處理后的物料送入氧化焙燒爐進(jìn)一步處理后出料，炭化爐和氧化爐的進(jìn)料端和出料端分別向外引風(fēng)，引出的尾氣經(jīng)與過(guò)濾后空氣混合送入袋式除塵器。
[0014]焙燒爐膛開(kāi)設(shè)通風(fēng)口，該通風(fēng)口與鼓風(fēng)機(jī)或引風(fēng)機(jī)相連。
[0015]該工藝適用于沸石催化劑焙燒及類似物料的生產(chǎn)。
[0016]本發(fā)明的焙燒工藝采用微負(fù)壓操作，進(jìn)出料端引出尾氣，爐膛設(shè)置通風(fēng)口，穩(wěn)態(tài)除塵等技術(shù)，主要特點(diǎn)如下:
1、焙燒爐微負(fù)壓操作，在焙燒爐兩端的動(dòng)靜密封處會(huì)有少量空氣漏入，通過(guò)在焙燒爐進(jìn)出料端設(shè)置引風(fēng)口，分別引出設(shè)備兩端動(dòng)靜密封處漏入焙燒爐中的空氣，從而防止了漏入空氣流經(jīng)焙燒爐，避免了焙燒過(guò)程中催化劑物料與環(huán)境空氣接觸的可能性，保證了焙燒產(chǎn)品質(zhì)量。
[0017]2、通過(guò)調(diào)節(jié)焙燒爐兩端的引風(fēng)量，可隨意改變焙燒爐內(nèi)焙燒尾氣的流動(dòng)方向，可在一臺(tái)或二臺(tái)焙燒爐中實(shí)現(xiàn)靠近進(jìn)料端的尾氣向進(jìn)料端流動(dòng)、靠近出料端的尾氣向出料端流動(dòng)的分流流動(dòng)狀態(tài)，從而在同一設(shè)備中能夠形成不同的操作氛圍。利用這種操作工藝模式，可在一臺(tái)焙燒爐中同時(shí)完成焙燒物料的炭化和氧化過(guò)程，減少了物料炭化與氧化過(guò)程分別處理帶來(lái)的防止高溫炭化物料遇氧燃燒而需冷卻、物料氧化又需加熱至氧化起始溫度的工藝過(guò)程，簡(jiǎn)化了焙燒流程。同時(shí)也可在二臺(tái)焙燒爐中分別完成炭化和氧化過(guò)程。
[0018]3、焙燒爐引出尾氣采用袋式除塵工藝，通過(guò)在焙燒爐出口高溫尾氣管路設(shè)置節(jié)流裝置，平衡系統(tǒng)阻力，既實(shí)現(xiàn)了冷空氣與高溫尾氣混合降溫可靠操作與尾氣引風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定調(diào)節(jié)，保證了進(jìn)入袋式除塵器的含塵氣體溫度滿足濾袋使用要求；同時(shí)減少了袋式除塵器反吹清灰操作對(duì)焙燒爐帶來(lái)的壓力波動(dòng)，改善了焙燒爐動(dòng)靜密封處向外噴料的現(xiàn)象。
[0019]4、焙燒爐爐膛設(shè)置通風(fēng)口，對(duì)于焙燒爐內(nèi)物料具有氧化或其他強(qiáng)放熱反應(yīng)過(guò)程以及需要經(jīng)常更換焙燒物料等操作工況，能夠方便地實(shí)現(xiàn)焙燒爐爐膛的快速降溫和冷卻設(shè)備操作。爐膛通風(fēng)操作可以是微負(fù)壓引風(fēng)方式，也可采用正壓鼓風(fēng)實(shí)現(xiàn)。
[0020]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和產(chǎn)生的有益效果:
微負(fù)壓操作的常規(guī)催化劑焙燒工藝，其焙燒尾氣均從焙燒爐一端排出，這種工藝方法不可避免地會(huì)將環(huán)境空氣從焙燒爐動(dòng)靜密封處吸入，在通過(guò)焙燒爐的過(guò)程中與物料接觸，若生產(chǎn)沸石催化劑采用此工藝將會(huì)嚴(yán)重影響催化劑品質(zhì)。此外，沸石催化劑焙燒需要經(jīng)過(guò)炭化和氧化兩種相反的操作過(guò)程，采用常規(guī)催化劑焙燒工藝也不能在一臺(tái)爐內(nèi)滿足沸石催化劑的焙燒工藝要求，本發(fā)明的物料焙燒工藝技術(shù)，可滿足汽車尾氣處理用沸石催化劑等類似工藝的焙燒要求。
[0021]1、該焙燒工藝采用進(jìn)出料端同時(shí)引風(fēng)方式，可避免環(huán)境空氣與焙燒過(guò)程中的物料接觸。對(duì)于需要進(jìn)行高溫炭化等貧氧操作氛圍，采用進(jìn)出料端同時(shí)引風(fēng)工藝，可避免動(dòng)靜密封處漏入焙燒爐的空氣與物料接觸，消除了爐內(nèi)炭化物料可能發(fā)生氧化反應(yīng)存在的系統(tǒng)安全隱患。對(duì)于焙燒過(guò)程物料不能接觸濕分的工況，采用進(jìn)出料端同時(shí)引風(fēng)工藝，可保證焙燒產(chǎn)品質(zhì)量。此外，采用進(jìn)出料端同時(shí)引風(fēng)工藝，可在一臺(tái)焙燒爐內(nèi)實(shí)現(xiàn)不同的焙燒氛圍，如貧氧和富氧操作。
[0022]2、該焙燒系統(tǒng)引風(fēng)管路采用節(jié)流裝置平衡系統(tǒng)阻力，可方便地實(shí)現(xiàn)進(jìn)入袋式除塵器的高溫含塵尾氣溫度的調(diào)節(jié)操作，當(dāng)除塵器進(jìn)行布袋反吹清料時(shí)，節(jié)流裝置的存在，可大幅減小焙燒爐內(nèi)的壓力波動(dòng)，焙燒爐噴料現(xiàn)象大大改善。
[0023]3、該工藝系統(tǒng)的焙燒爐爐膛設(shè)置通風(fēng)口，可方便靈活地對(duì)爐膛進(jìn)行加熱和實(shí)施冷卻操作，實(shí)現(xiàn)設(shè)備一爐多能。
[0024]
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為沸石催化劑采用單臺(tái)焙燒爐實(shí)現(xiàn)炭化和氧化過(guò)程的工藝流程框圖。
[0026]圖2a為沸石催化劑采用炭化焙燒爐和氧化焙燒爐兩臺(tái)串聯(lián)操作的炭化工藝流程框圖。
[0027]圖2b為沸石催化劑采用炭化焙燒爐和氧化焙燒爐兩臺(tái)串聯(lián)操作的氧化工藝流程框圖。
[0028]圖3為實(shí)施例一中單臺(tái)焙燒爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖3中:1.物料進(jìn)口；2.進(jìn)料螺旋；3.進(jìn)料箱；4.進(jìn)料端動(dòng)靜密封；5.進(jìn)料端尾氣出口； 6.齒圈；7.前滾圈;8.爐筒;9.爐膛；10.后滾圈；11.出料側(cè)動(dòng)靜密封;12.氧化工藝氣體進(jìn)口； 13.出料箱；14.物料出口； 15.炭化工藝氣體進(jìn)口 ； 16.氧化工藝氣體中心管；17.炭化工藝氣體中心管；18.出料端尾氣出口。
[0030]
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
本發(fā)明中，焙燒爐可實(shí)現(xiàn)在OPa.G?-1OOOPa.G下操作，爐筒轉(zhuǎn)速控制在0.1rpm?5rpm，焙燒停留時(shí)間通過(guò)焙燒爐爐筒轉(zhuǎn)速和設(shè)備長(zhǎng)度調(diào)節(jié)，焙燒需要的熱量由焙燒爐爐膛電熱器或燃?xì)?、燃油等方式提供，焙燒溫度?00°C?8000C，爐膛溫度在400°C?1000 V。炭化工藝氣體和氧化工藝氣體可以采用工藝氮?dú)饣蚱渌に嚉怏w。
[0032]實(shí)施例一:
單臺(tái)焙燒爐實(shí)現(xiàn)炭化、氧化反應(yīng)，結(jié)構(gòu)如圖3所示。炭化工藝氣體(工藝氮?dú)?由進(jìn)料端15加入，氧化工藝氣體由出料端12加入;動(dòng)靜密封處4和11，動(dòng)靜密封處4是進(jìn)料箱與爐筒之間的配合處，進(jìn)料箱不動(dòng)，爐筒轉(zhuǎn)動(dòng);動(dòng)靜密封處11是出料箱與爐筒之間的配合處。
[0033]爐內(nèi)引風(fēng)量根據(jù)進(jìn)風(fēng)大小調(diào)節(jié)，一般不相同；在一臺(tái)爐子實(shí)現(xiàn)炭化和氧化工藝時(shí)，進(jìn)料端引風(fēng)5—般為來(lái)自進(jìn)料端炭化工藝氣體(如工藝氮?dú)?+進(jìn)料端動(dòng)靜密封處4漏風(fēng)量+物料炭化反應(yīng)產(chǎn)生的氣體+物料中的水分，出料端引風(fēng)18—般為來(lái)自出料端氧化工藝氣體12及與物料氧化反應(yīng)產(chǎn)生的氣體+出料端動(dòng)靜密封處11漏風(fēng)量。
[0034]該爐的爐膛還可以設(shè)置通風(fēng)口，以調(diào)節(jié)爐膛溫度及反應(yīng)速度。
[0035]實(shí)施例二:
如圖1所示，本發(fā)明所涉及的沸石催化劑焙燒工藝描述如下:
本實(shí)例采用單臺(tái)焙燒爐焙燒(實(shí)例一的單臺(tái)焙燒)沸石催化劑，具體工藝過(guò)程如下: 沸石催化劑由給料機(jī)2從焙燒爐進(jìn)料箱3加入，物料在焙燒爐中向出料箱13移動(dòng)的過(guò)程中首先進(jìn)入炭化區(qū)進(jìn)行物料的干燥與炭化焙燒，然后進(jìn)入氧化區(qū)進(jìn)行物料的氧化反應(yīng)，焙燒后的物料從出料端卸出，爐膛溫度如控制在610°C?6700C，焙燒溫度可控制在600°C?650 °C左右。
[0036]物料在干燥和炭化過(guò)程中，焙燒爐通入工藝氣體，工藝氮?dú)鈴倪M(jìn)料端中心管(炭化工藝氣體中心管17)進(jìn)入炭化區(qū)，物料干燥水分及炭化過(guò)程產(chǎn)生的氣體，隨工藝氮?dú)馀c焙燒物料逆向流動(dòng)，與從進(jìn)料端漏入的環(huán)境空氣一起從進(jìn)料端引出。
[0037]物料氧化反應(yīng)過(guò)程，焙燒爐通入含氧工藝氣體，從出料端中心管(氧化工藝氣體中心管16)進(jìn)入氧化區(qū)，與炭化后的物料進(jìn)行氧化反應(yīng)，該過(guò)程中產(chǎn)生的尾氣與焙燒物料同向流動(dòng)，與從出料端漏入的環(huán)境空氣一起從出料端引出。
[0038]從焙燒爐進(jìn)出料端分別引出的炭化和氧化高溫尾氣，實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)微負(fù)壓操作(壓力如控制在-1OPa.G?-30Pa.G)，并經(jīng)內(nèi)設(shè)節(jié)流裝置的尾氣管道，與三級(jí)過(guò)濾凈化后的冷空氣混合降溫，達(dá)到袋式除塵器使用溫度要求的尾氣進(jìn)入除塵器，捕集回收尾氣夾帶的粉塵物料，除塵凈化后的焙燒尾氣經(jīng)進(jìn)出料端引風(fēng)機(jī)去后續(xù)系統(tǒng)。除塵器捕集下來(lái)的焙燒物料回收利用。
[0039]焙燒爐爐膛設(shè)有通風(fēng)口，當(dāng)爐內(nèi)物料氧化反應(yīng)過(guò)速，在停止?fàn)t膛加熱后物料溫度仍不能得到控制時(shí)，通過(guò)開(kāi)啟通風(fēng)口可快速降低爐膛溫度，防止物料快速氧化反應(yīng)超過(guò)設(shè)備許用溫度損壞焙燒爐。此外，若焙燒爐更換物料等需要快速冷卻設(shè)備時(shí)，可開(kāi)啟焙燒爐爐膛通風(fēng)口快速降低爐膛溫度，縮短設(shè)備降溫時(shí)間。
[0040]實(shí)施例三:
本實(shí)例采用兩臺(tái)焙燒爐串聯(lián)完成沸石催化劑的焙燒，分別為炭化焙燒爐和氧化焙燒爐，具體工藝過(guò)程如下:
如圖2a，沸石催化劑由給料機(jī)加入炭化焙燒爐，物料在炭化焙燒爐中向出料端移動(dòng)的過(guò)程中完成炭化反應(yīng)，炭化后的物料去下游進(jìn)行氧化處理。炭化焙燒爐爐膛溫度如控制在6500C?7000C，焙燒溫度可控制在630 V?680°C左右。
[0041]炭化反應(yīng)的工藝氣體從炭化焙燒爐出料端炭化工藝氣體中心管進(jìn)入炭化區(qū)，與焙燒物料逆流接觸，物料干燥濕份及焙燒炭化釋放的氣體隨工藝氣體與物料逆向流動(dòng)，與從炭化焙燒爐進(jìn)料端漏入的環(huán)境空氣一起從進(jìn)料端引出。
[0042]由于炭化焙燒爐進(jìn)、出料端分別設(shè)有引風(fēng)機(jī)，從炭化焙燒爐出料端漏入的環(huán)境空氣及少量工藝氮?dú)鈴某隽隙吮灰?，?shí)現(xiàn)炭化焙燒爐的微負(fù)壓操作(壓力如控制在_70Pa.G?-90Pa.G)o
[0043]從炭化焙燒爐進(jìn)、出料端分別引出的高溫尾氣，其處理方式與實(shí)例二相同。
[0044]如圖2b，來(lái)自炭化焙燒爐的沸石催化劑，經(jīng)給料機(jī)加入，物料在氧化焙燒爐中向出料端移動(dòng)的過(guò)程中完成氧化反應(yīng)。氧化焙燒爐的焙燒溫度可與炭化焙燒爐溫度相同或不同，根據(jù)具體工藝要求確定。
[0045]氧化反應(yīng)的工藝氣體從出料端氧化工藝氣體中心管進(jìn)入焙燒爐氧化區(qū)，物料氧化生成的氣體及未反應(yīng)的工藝氣體與爐內(nèi)物料逆流接觸，與從氧化焙燒爐進(jìn)料端漏入的環(huán)境空氣一起從氧化焙燒爐進(jìn)料端引出。
[0046]由于氧化焙燒爐進(jìn)、出料端分別設(shè)有引風(fēng)機(jī)，從氧化焙燒爐出料端漏入的環(huán)境空氣及少量工藝氣體從氧化焙燒爐出料端被引出，實(shí)現(xiàn)氧化焙燒爐的微負(fù)壓操作(壓力如控制在-60Pa.G?-80Pa.G)。
[0047]從氧化焙燒爐進(jìn)、出料端分別引出的高溫尾氣，其處理方式與實(shí)例二相同。爐膛撤熱通風(fēng)口的設(shè)置與實(shí)例二中相同。
[0048]本發(fā)明采用的工藝方法可以有效調(diào)節(jié)、控制各工藝參數(shù)，焙燒產(chǎn)品滿足工藝要求合格率大大提高，對(duì)此種催化劑的生產(chǎn)具有重要意義。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種有效防止漏入空氣接觸焙燒物料的焙燒工藝，該工藝包括以下步驟: 1)物料由給料機(jī)送入焙燒爐，在爐內(nèi)進(jìn)行焙燒反應(yīng)，焙燒后的物料從出料端排出爐外，去后續(xù)工序； 2)焙燒過(guò)程中向焙燒爐加入的工藝氣體，同時(shí)從焙燒爐進(jìn)料端和出料端分別向外引風(fēng)，將工藝氣體、焙燒釋放出的氣體以及焙燒爐進(jìn)、出料端動(dòng)靜密封處漏入的空氣一并作為尾氣引出，控制焙燒爐內(nèi)為微負(fù)壓條件； 3)焙燒爐進(jìn)、出料端引出的尾氣經(jīng)與過(guò)濾后空氣混合送入袋式除塵器，經(jīng)除塵后的尾氣引入尾氣處理系統(tǒng)，捕集的焙燒物料回收利用。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述焙燒工藝，其中，控制焙燒爐進(jìn)、出料端的引風(fēng)量至焙燒爐的微負(fù)壓條件為O?_200Pa.G。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述焙燒工藝，其中，焙燒爐進(jìn)、出料端引風(fēng)管路上設(shè)置節(jié)流裝置，該節(jié)流裝置采用孔板、閥門型結(jié)構(gòu)。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述焙燒工藝，其中，焙燒爐采用單臺(tái)式，單臺(tái)式的焙燒爐分為炭化區(qū)和氧化區(qū)，工作時(shí)向炭化區(qū)引入炭化工藝氣體，向氧化區(qū)引入氧化工藝氣體。5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述焙燒工藝，其中，焙燒爐采用炭化爐和氧化爐串聯(lián)的雙臺(tái)式，兩臺(tái)焙燒爐采用從炭化爐尾部引入炭化工藝氣體，從氧化爐尾部引入氧化工藝氣體，炭化焙燒爐處理后的物料送入氧化焙燒爐進(jìn)一步處理后出料，炭化爐和氧化爐的進(jìn)料端和出料端分別向外引風(fēng)，引出的尾氣經(jīng)與過(guò)濾后空氣混合送入袋式除塵器。6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述焙燒工藝，其中，焙燒爐膛開(kāi)設(shè)通風(fēng)口，該通風(fēng)口與鼓風(fēng)機(jī)或引風(fēng)機(jī)相連。7.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述焙燒工藝，其中，該工藝適用于沸石催化劑焙燒及類似物料的生產(chǎn)。
【文檔編號(hào)】B01J37/08GK106040316SQ201610652873
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年8月11日 公開(kāi)號(hào)201610652873.X, CN 106040316 A, CN 106040316A, CN 201610652873, CN-A-106040316, CN106040316 A, CN106040316A, CN201610652873, CN201610652873.X
【發(fā)明人】李仁金, 王朝麗, 褚維平, 常青, 楊登, 吳向偉
【申請(qǐng)人】南京天華化學(xué)工程有限公司