一种氢还原铬酸盐的生产系统的制作方法

本实用新型涉及氧化铬绿生产技术领域，尤其涉及一种氢还原铬酸盐的生产系统。

背景技术：

铬盐是我国重点发展的一类无机化工原料，在国民经济各部门中用途极广。氧化铬绿(Cr₂O₃)占有铬盐产品30％～40％的市场份额，是一种重要的工业原料，可用作冶金原料、耐火材料、颜料、耐磨剂、热喷涂材料等。

目前氧化铬绿的工业生产方法主要包括铬酸钠(Na₂CrO₄)碱性液硫磺或硫化钠湿法还原法、重铬酸钾硫磺焙烧还原法、铬酸酐热分解法、重铬酸钠硫酸铵还原法，但这些工艺方法均存在一定的污染，直接或间接使用硫或硫化合物还原，使得氧化铬绿产品中含硫量较高，需要进一步降低含硫量处理，才可进行使用。

为了实现氧化铬绿全流程的清洁生产，提出了铬酸盐低温氢还原制备工艺。该工艺以洁净介质氢气(H₂)作为还原剂，在相对低温条件下直接还原在铬盐清洁工艺中得到的铬酸盐中间体，短流程生产氧化铬绿，实现了碱金属介质的再生循环，全程无工业废水、废气、废渣的排放，可改善我国工业上目前采用的生产工艺污染严重的现状。但是，上述工艺目前均采用钢带还原窑进行生产，存在钢带易变形、变形严重的技术问题。钢带还原窑累计生产氧化铬绿几十吨，钢带就会严重变形，因此，钢带使用1～2个月就需要进行更换，不仅严重影响生产效率和产能，还会带来巨大的经济损失。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型旨在解决上面描述的问题。本实用新型的一 个目的是提供一种解决以上问题中的任何一个的生产系统。具体地，本实用新型提供能够有效预热和冷却、实现连续生产的氢还原铬酸盐的生产系统。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种氢还原铬酸盐的生产系统，所述生产系统包括给料装置、还原装置和尾气处理装置，其中，所述给料装置包括星型给料器和锁气器，所述还原装置为回转窑结构，所述还原装置包括顺次连通设置的预热区、高温区和冷却区，所述星型给料器与所述锁气器相连通，所述锁气器与所述预热区的入料口相连通，所述尾气处理装置与所述预热区的尾气出口相连通，且所述预热区与所述高温区之间设置有一条相连通的气体管路。

其中，所述尾气处理装置包括引风机、冷却器和冷凝罐，其中，所述引风机的入口与所述预热区的尾气出口相连通，所述引风机的出口与所述冷却器相连通，所述冷却器与所述冷凝罐相连通，所述冷凝罐与所述冷却区相连通。

其中，所述尾气处理装置还包括收尘器，所述预热区的尾气出口与所述冷却器之间通过所述收尘器相连通。

其中，所述冷却区包括冷却液入口和氢气入口，所述冷却液入口设置在所述冷却区的底部，所述氢气入口设置在所述冷却区的顶部。

其中，所述还原装置还包括旋转桨和电机，所述旋转桨贯穿设置在所述预热区的入料口与所述冷却区的出料口之间，且所述旋转桨与所述电机传动连接。

其中，所述还原装置还包括第一液压撑杆和第二液压撑杆，所述第一液压撑杆与所述预热区的外壁固定连接，所述第二液压撑杆与所述冷却区的外壁固定连接。

本实用新型提供的氢还原铬酸盐的生产系统，可以对原料进行充分预热，并根据实际情况调整物料在还原装置内的停留时间，使得还原反应充分进行，并且反应过程中的气体、热量、水等物质均可以循环利用，避免浪费及污染。该生产系统采用回转窑代替传统的钢带还原窑，有效避免由于钢带变形对生产进程、产品质量等造成的不良影响，确保生产过程的顺利进行以及设备的产能，保证产品质量的稳定。

参照附图来阅读对于示例性实施例的以下描述，本实用新型的其他特性特征和优点将变得清晰。

附图说明

并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且与描述一起用于解释本实用新型的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，而不是全部实施例。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示例性地示出了本实用新型的氢还原铬酸盐的生产系统的还原装置的结构示意图；

图2示例性地示出了本实用新型的氢还原铬酸盐的生产系统的尾气处理装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

本实用新型的基本思想是，采用回转窑替代传统的钢带还原窑，有效解决钢带变形问题。在回转窑内设置预热区、高温区和冷却区依次对物料进行预热、高温还原和冷却，能够有效保证物料充分进行反应，产品质量稳定，另外回转窑设备稳定，能够确保生产过程的顺利进行，确保产能。

下面结合附图，对根据本实用新型所提供的氢还原铬酸盐的生产系统进行详细描述。

本实用新型提供了一种氢还原铬酸盐的生产系统，该生产系统的原料可以是铬酸钠，也可以是铬酸钾等铬酸盐，还可以是铁矿、矿粉、球团等。该生产系统包括给料装置10、还原装置20和尾气处理装置30，图1示出了该氢还原铬酸盐的生产系统的还原装置20的一种实施例的结构示意图。参照图1所示，给料装置10包括星型给料器11和锁气器12；还原装置20为回转窑结构，还原装置20为包括顺次连通设置的预热区21、高温区22和冷却区23。其中，星型给料器11与锁气器12相连通，锁气器12与预热区21的入料口201相连通，尾气处理装置30与预热区21的尾气出口202相连通，且预热区21与高温区22之间设置有一条相连通的气体管路203。高温区22的加热气体经由气体管路203输送至预热区21，利用余温对预热区21的物料进行预加热。

经过处理后的铬酸盐经由星型给料器11分批、定量、均匀加入还原装置20中，锁气器12的设置可以有效防止铬酸盐倒流、防止还原气体的流失，保证还原装置20内的压力稳定。进入还原装置20内的铬酸盐首先经过预热区21进行充分预热后，再进入高温区22中进行还原反应，最后进入冷却区23，与外来冷氢气逆流换热，冷却至接近常温。

具体地，使用本实用新型的氢还原铬酸盐的生产系统，固态铬酸盐经由还原装置20的预热区21入料口201进入，而还原气体氢气则由冷却区23进入，逆流流向预热区21。在冷却区23进入的冷氢气，首先与经由高温区22反应后的物料进行换热，将物料冷却的同时，氢气自身进行预热，然后逆向流入高温区22与铬酸盐进行还原反应；反应过程中生成的水蒸气被氢气带走，进入预热区21中，与预热区21内的物料进行热交换，对铬酸盐进行预热，最后经由尾气出口202排放至尾气处理装置30中进行处理。

图2示出了该生产系统中尾气处理装置30的一种实施例的结构示意图，参照图2所示，尾气处理装置30包括引风机31、冷却器32和冷凝罐33。其中，引风机31的入口(即图中尾气处理装置30的A口)与预热区21的尾气出口202相连通，引风机31的出口与冷却器32相连通，冷却器32与冷凝罐33相连通，冷凝罐33与冷却区23相连通。在预热区21内与铬酸盐换热后的尾气，经由引风机31通过尾气出口202引出后，进入冷却器32内，尾 气内的水蒸气冷凝成液态冷凝水，流入冷凝罐33中储存待用；冷凝罐33中储存的冷凝水可以直接返回至还原装置20的冷却区23，对物料进行水冷却。

另外，尾气处理装置30还包括收尘器34，预热区21的尾气出口202与冷却器32之间通过收尘器34相连通。经由预热区21逆向排出的尾气先经过收尘器34进行收尘处理，再进入冷却器32冷凝，将尾气中的氢气提纯，再返回还原装置20中参与还原反应；同时将冷凝水进行收集，用作冷却液在冷却区23中进行冷却使用。

具体地，冷却区23包括冷却液入口231和氢气入口232，冷却液入口231设置在冷却区23的底部，氢气入口232设置在冷却区23的顶部。冷却液入口231与尾气处理装置30中的冷凝罐33相连通，使得冷凝罐33中储存的冷凝水可以直接进入冷却区23中，对物料进行水冷；另外，冷却液入口231也可以输送其他不参与反应的冷却气体，利用水冷空冷相结合的方式对反应后的物料进行冷却。氢气入口232与冷氢气储存罐连通，也可以与干燥机35连通，经过处理后的尾气中的氢气，可以直接返回至还原装置20再次参与还原反应。氢气和水均可以进行循环利用，节约资源，减少原料的耗费，同时无废水、废渣、废气的排放。

具体地，还原装置20还可以包括旋转桨24和电机25，旋转桨24贯穿设置在预热区21的入料口201与冷却区23的出料口204之间，且旋转桨24与电机25传动连接。铬酸盐经由入料口201进入还原装置20后，直至参与还原反应生成的所有物料，均由旋转桨24传送至出料口204排出还原装置20外。其中，旋转桨24的旋转输送作业由电机25带动，可以通过调整电机25的转速来控制旋转桨24的输送速度，进而控制物料在还原装置20内预热区21、高温区22和冷却区23的反应、停留时间。还原装置20内也可以不设置旋转桨24，此时物料可以通过扬尘等输送方式进行输送。

需要指出的是，还原装置20还包括第一液压撑杆26和第二液压撑杆27，第一液压撑杆26与预热区21的外壁固定连接，第二液压撑杆27与冷却区23的外壁固定连接。高温区22还原反应需要的操作温度为300～950℃、操作压力为0.02～0.6MPa，物料在高温区22内的停留时间控制在50～180min，以确保还原反应的充分进行。通过调节第一液压撑杆26和第二液压撑杆27 可以控制回转窑(还原装置20)的倾斜角度，即可以控制物料在高温区22的停留时间。

上面描述的内容可以单独地或者以各种方式组合起来实施，而这些变型方式都在本实用新型的保护范围之内。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，仅仅参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。