一种循环煅烧生产五氧化二钒粉剂的设备和方法与流程

本发明涉及一种钒生产工业中循环煅烧生产五氧化二钒粉剂的设备和方法，属于钒生产设备及方法技术领域。

背景技术：

传统的五氧化二钒（粉剂）生产工艺主要有三种方法：第一种是采用箱式炉生产工艺，箱式炉炉体内由托盘分层，炉壳钢板结构，内置耐火材料保温，底部采用电热辐射管或热风加热，人工向托盘加料，翻料，一炉一炉生产，断续进出料。第二种工艺是采用外加热回转窑生产，回转窑是不锈钢筒体，外部设置耐火材料打结的燃气燃烧室或电加热室，物料可由螺旋等输送设备，连续进出料。以上两种工艺方法均采用间接加热物料，存在能耗高、产量低、环保不达标等问题。第三种工艺采用悬浮煅烧炉（主炉、副炉）煅烧，热风炉直火直接煅烧物料，旋风+布袋收集物料。由于煅烧时间短，脱氨氧化不完全，造成质量不达标、管道易堵塞、布袋使用寿命短等问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种循环煅烧生产五氧化二钒粉剂的设备和方法，这种设备和方法能够减少能耗，增加产量，提高产品质量，减少设备的损坏和维修时间，提高生产效率，并且具有安全环保的优点，值得推广应用。

解决上述技术问题的技术方案是：

一种循环煅烧生产五氧化二钒粉剂的设备，它包括打散双螺旋一体机、旋闪干燥机、干燥串级旋风收尘器、干燥布袋收尘器、煅烧串级旋风收集器、煅烧布袋收尘器、换热调节器、循环煅烧炉、热风发生炉、混风平衡室、合格粉钒包装计量装置，打散双螺旋一体机的入料口为物料进口，打散双螺旋一体机出料口与高速旋闪干燥机进料口相连接，高速旋闪干燥机的出口干燥串级旋风收尘器的进口连接接，干燥串级旋风收尘器的出口与干燥布袋收尘器的进口连接接，干燥串级旋风收尘器和干燥布袋收尘器的下收集料仓出料口与循环煅烧炉的进料口相连接，循环煅烧炉的出口与煅烧串级旋风收集器入口连接，煅烧串级旋风收尘器的出口换热调节器的物料进口相连接，换热调节器的物料出口与煅烧布袋收尘器的进口相连接，煅烧串级旋风收尘器和煅烧布袋收尘器的下收集料仓出料口与合格粉钒包装计量装置相连接；热风发生炉与混风平衡室相连接，混风平衡室的500℃以下热风管道与高速旋闪干燥机的热风进口相连接，混风平衡室的600℃以下热风管道与循环煅烧炉的热风进口相连接，换热调节器的热风出口与热风发生炉的回风进口相连接。

上述循环煅烧生产五氧化二钒粉剂的设备，它还有氨吸收塔、外排烟筒和干燥引风机、煅烧引风机、换热鼓风机，干燥引风机和煅烧引风机的进口分别与干燥布袋收尘器和煅烧布袋收尘器的气体出口相连接，干燥引风机和煅烧引风机的出口分别与氨吸收塔进口连接，氨吸收塔出口连接外排烟囱，换热鼓风机的出口与换热调节器的进口相连接。

上述循环煅烧生产五氧化二钒粉剂的设备，它还有不合格粉钒气流输送机，不合格粉钒气流输送机的进料口通过输送带与合格粉钒包装计量装置相连接，不合格粉钒气流输送机的出料口与干燥串级旋风收尘器的入料口相连接。

一种使用上述循环煅烧生产五氧化二钒粉剂的设备循环煅烧生产五氧化二钒粉剂的方法，它采用以下步骤进行：

a.将含水40%左右的湿基多钒酸铵，或含水30%左右的偏钒酸铵，或它们的各种比例混合物投入到打散双螺旋一体机内，物料经过打散后输送到高温高速旋闪干燥机内，热风发生炉燃烧煤气或天然气等动力介质产生的热风通过混风平衡室的热风出口进入高速旋闪干燥机内，热风在与高速旋闪干燥机内与物料直接接触，对物料进行闪蒸干燥脱水和预脱氨；

b.物料在高速旋闪干燥机内干燥脱水和预脱氨后进入干燥串级旋风收尘器和干燥布袋收尘器进行收集，经干燥串级旋风收尘器）、干燥布袋收尘器气固分离后的钒酸铵等固态物料从干燥串级旋风收尘器、干燥布袋收尘器的下收集料仓输送到循环煅烧炉；

c.热风发生炉燃烧煤气或天然气等动力介质产生的热风通过混风平衡室的热风出口进入循环煅烧炉，进入循环煅烧炉的热风与来自干燥串级旋风收尘器、干燥布袋收尘器的物料在循环煅烧炉内直接接触煅烧，燃烧后的烟气固体混合物输送到煅烧串级旋风收集器；

d.煅烧后烟气与固体混合物经过煅烧串级旋风收集器分离出部分固体物料，其余的烟气固体混合物输送到换热调节器中，经过换热降温后输送到煅烧布袋收尘器，烟气固体混合物经过煅烧布袋收尘器进行气固分离，分离后的固体物料与煅烧串级旋风收集器分离出的固体物料均为完全脱氨并氧化合格的五氧化二钒粉剂，通过煅烧串级旋风收集器、煅烧布袋收尘器的下收集料仓输送到合格粉钒包装计量装置；

e.输送到合格粉钒包装计量装置的五氧化二钒粉剂在粉钒包装计量装置中进行称重和包装，合格产品入库，不合格的粉料通过不合格粉钒气流输送机输送到干燥串级旋风收尘器的入口，再次进行循环煅烧；

f．经干燥串级旋风收尘器、干燥布袋收尘器气固分离后的含氨烟气在干燥引风机的作用下输送到氨吸收塔中，含氨烟气在氨吸收塔中经过硫酸淋洗，淋洗后合格气体排放；

经煅烧串级旋风收集器、换热调节器、煅烧布袋收尘器气固分离后的含氨烟气在煅烧引风机的作用下输送到氨吸收塔中，含氨烟气在氨吸收塔中经过硫酸淋洗，淋洗后合格气体排放。

上述循环煅烧生产五氧化二钒粉剂的方法，所述步骤a中进入高速旋闪干燥机的热风温度在500℃以下，输入的物料为含水40%左右的湿基多钒酸铵或含水30%左右的湿基偏钒酸铵，物料在高速旋闪干燥机内由旋闪片粉碎至0.1mm以下，物料脱水到含水小于1%，氨气含量为15%-30%，预脱多钒酸铵含氨5%左右或偏钒酸铵含氨5%左右。

上述循环煅烧生产五氧化二钒粉剂的方法，所述步骤c中热风发生炉通过混风平衡室进入循环煅烧炉的热风为600℃以下，物料经循环煅烧炉完全脱氨并氧化生成合格的五氧化二钒粉剂。

上述循环煅烧生产五氧化二钒粉剂的方法，所述步骤f中经干燥引风机、煅烧引风机输送到氨吸收塔的气固分离后的含氨烟气的温度为100℃以下。

本发明的有益效果是：

本发明将湿基多钒酸铵（含水40%左右）或偏钒酸铵（含水30%左右），通过打散、输送一体式双螺旋输送机输送到高速旋闪干燥机内，块状湿基物料被旋闪片打散到0.1mm以下，在热风直接接触及引风作用下物料干燥脱水（含水1%以下），通过干燥串级旋风收尘器和干燥布袋收尘器收集，干燥物料通过螺旋输送机输送到循环煅烧炉中，在循环煅烧炉中进行循环煅烧、脱氨、氧化，再经过换热调节器换热冷却，干燥串级旋风收尘器和干燥布袋收尘器收集，最后经过自动化称量包装生产合格的五氧化二钒粉剂。

本发明是五氧化二钒生产工艺的首创，相比传统工艺，产量提高50%，能耗碱低30%以上，质量稳定率可达98%以上，设备使用寿命提高50%以上，有效地解决了传统的钒生产工业粉钒生产工艺中能耗高、产量低、质量不稳定、环保不达标等问题。本发明实现了能源综合利用、独立的热风炉、热风与物料直接接触等新技术，具有降低生产成本、提高生产效率、安全环保等优点，适合在行业内推广。

附图说明

图1是本发明的循环煅烧生产五氧化二钒粉剂的设备的结构示意图。

图中标记如下：打散双螺旋一体机1、旋闪干燥机2、干燥串级旋风收尘器3、干燥布袋收尘器4、干燥引风机5、煅烧串级旋风收集器6、煅烧布袋收尘器7、煅烧引风机8、合格粉钒包装计量装置9、换热调节器10、循环煅烧炉11、不合格粉钒气流输送机12、换热鼓风机13、热风发生炉14、混风平衡室15、氨吸收塔16、外排烟筒17。

具体实施方式

本发明的循环煅烧生产五氧化二钒粉剂的设备由物料干燥部分、煅烧部分、热风部分、产品包装部分和气体排放部分组成。

图中显示，物料干燥部分包括打散双螺旋一体机1、旋闪干燥机2、干燥串级旋风收尘器3、干燥布袋收尘器4、干燥引风机5。

打散双螺旋一体机1的入料口为物料进口，打散双螺旋一体机1将湿块状物料打散，防止物料结蓬堵料。打散双螺旋一体机1出料口与高速旋闪干燥机2进料口相连接，高速旋闪干燥机2的出口干燥串级旋风收尘器3的进口连接接，干燥串级旋风收尘器3的出口与干燥布袋收尘器4的进口连接接，干燥串级旋风收尘器3和干燥布袋收尘器4的下收集料仓出料口与循环煅烧炉11的进料口相连接，将干燥后收集的固体物料输送的煅烧部分。

干燥布袋收尘器4的气体出口与干燥引风机5的进口相连接，干燥引风机5的出口与氨吸收塔16进口连接，将气固分离后的含氨气体输送到氨吸收塔16中，进行处理。

图中显示，煅烧部分包括循环煅烧炉11、煅烧串级旋风收集器6、换热调节器10、换热鼓风机13、煅烧布袋收尘器7、煅烧引风机8。

循环煅烧炉11的出口与煅烧串级旋风收集器6入口连接，煅烧串级旋风收尘器6的出口换热调节器10的物料进口相连接，换热调节器10的物料出口与煅烧布袋收尘器7的进口相连接，换热鼓风机的出口与换热调节器的进口相连接，煅烧串级旋风收尘器6和煅烧布袋收尘器7的下收集料仓出料口与合格粉钒包装计量装置9相连接。物料在煅烧部分经过煅烧、换热降温后成为粉剂成品，输送到产品包装部分进行包装。

煅烧引风机8的进口与煅烧布袋收尘器7的气体出口相连接，煅烧引风机8的出口与氨吸收塔16进口连接，氨吸收塔16出口连接外排烟囱，将气固分离后的含氨气体输送到氨吸收塔16中，进行处理。

图中显示，热风部分包括热风发生炉14、混风平衡室15。

热风发生炉14通过混风平衡室15分别向物料干燥部分和煅烧部分输送热风。混风平衡室15的500℃以下热风管道与高速旋闪干燥机2的热风进口相连接，混风平衡室15的600℃以下热风管道与循环煅烧炉11的热风进口相连接。同时，换热调节器10的热风出口与热风发生炉14的回风进口相连接，将换热后的热风输送回热风发生炉14。

图中显示，产品包装部分包括合格粉钒包装计量装置9、不合格粉钒气流输送机12。

物料在煅烧部分经过煅烧、换热降温后成为粉剂成品，输送到合格粉钒包装计量装置9进行包装，合格的五氧化二钒粉钒纯度在98%，99%及以上。不合格粉钒气流输送机12的进料口通过输送带与合格粉钒包装计量装置9相连接，不合格粉钒气流输送机12的出料口与干燥串级旋风收尘器3的入料口相连接，不合格的粉料通过不合格粉钒气流输送机12输送到干燥串级旋风收尘器3的入口，再次进行循环煅烧。

图中显示，气体排放部分包括氨吸收塔16、外排烟筒17。

干燥引风机5和煅烧引风机8的出口分别与氨吸收塔16进口连接，氨吸收塔16出口连接外排烟囱。气固分离后的含氨气体输送到氨吸收塔16中，氨吸收塔16吸收氨气后通过外排烟囱排放。

本发明的一个实施例如下：

打散双螺旋一体机1的规格为¢704x704mm；

旋闪干燥机2的规格为¢720x576mm；

干燥串级旋风收尘器3的型号为8-39№9.5d；

干燥布袋收尘器4的型号为slmd-80*2；

干燥引风机5的风量38000m3/h,风压8000pa；

煅烧串级旋风收集器6的型号为xfcc500；

煅烧布袋收尘器7的型号为4-72-12，流量4500m3/h，全压1760-1116pa；

煅烧引风机8的型号为w9-12no10.5d（顺旋90°）；

换热调节器10的型号为hzr-240/10；

循环煅烧炉11的型号为kuds-80，炉体直径800mm,高度13500mm；

换热鼓风机13的风量15000m3/h,风压2000pa；

热风发生炉14的型号为¢1200x8000mm。

本发明的循环煅烧生产五氧化二钒粉剂的方法，它采用以下步骤进行：

a.将含水40%左右的湿基多钒酸铵，或含水30%左右的偏钒酸铵，或它们的各种比例混合物投入到打散双螺旋一体机1内，物料经过打散后输送到高温高速旋闪干燥机2内，热风发生炉15燃烧煤气或天然气等动力介质产生的热风通过混风平衡室15的热风出口进入高速旋闪干燥机2内，热风在与高速旋闪干燥机2内与物料直接接触，对物料进行闪蒸干燥脱水和预脱氨。

进入高速旋闪干燥机2的高温烟气550℃，输入的物料为含水40%左右的湿基多钒酸铵或含水30%左右的湿基偏钒酸铵，高速旋闪干燥机2的旋闪片转速400转/分钟以上，干燥后物料含水小于1%,粒度小于0.1mm以下，物料预脱氨15%-30%，预脱多钒酸铵含氨5%左右或偏钒酸铵含氨5%左右。

b.物料在高速旋闪干燥机2内干燥脱水和预脱氨后进入干燥串级旋风收尘器3和干燥布袋收尘器4进行收集，经干燥串级旋风收尘器3、干燥布袋收尘器4气固分离后的钒酸铵等固态物料从干燥串级旋风收尘器3、干燥布袋收尘器4的下收集料仓输送到循环煅烧炉11。

c.热风发生炉14燃烧煤气或天然气等动力介质产生的热风通过混风平衡室15的热风出口进入循环煅烧炉11，进入循环煅烧炉11的热风与来自干燥串级旋风收尘器3、干燥布袋收尘器4的物料在循环煅烧炉11内直接接触煅烧，燃烧后的烟气固体混合物输送到煅烧串级旋风收集器6。

热风发生炉14通过混风平衡室15进入循环煅烧炉11的热风为600℃以下，物料经循环煅烧炉完全脱氨并氧化生成合格的五氧化二钒粉剂。

d.煅烧后烟气与固体混合物经过煅烧串级旋风收集器6分离出部分固体物料，其余的烟气固体混合物输送到换热调节器10中，经过换热降温后输送到煅烧布袋收尘器7，烟气固体混合物经过煅烧布袋收尘器7进行气固分离，分离后的固体物料与煅烧串级旋风收集器6分离出的固体物料均为完全脱氨并氧化合格的五氧化二钒粉剂，通过煅烧串级旋风收集器6、煅烧布袋收尘器7的下收集料仓输送到合格粉钒包装计量装置9。

e.输送到合格粉钒包装计量装置9的五氧化二钒粉剂在粉钒包装计量装置9中进行称重和包装，合格产品入库，不合格的粉料通过不合格粉钒气流输送机12输送到干燥串级旋风收尘器3的入口，再次进行循环煅烧。

f．经干燥串级旋风收尘器3、干燥布袋收尘器4气固分离后的含氨烟气在干燥引风机5的作用下输送到氨吸收塔16中，含氨烟气在氨吸收塔16中经过硫酸淋洗，淋洗后合格气体排放。

经煅烧串级旋风收集器6、换热调节器10煅烧布袋收尘器7气固分离后的含氨烟气在煅烧引风机8的作用下输送到氨吸收塔16中，含氨烟气在氨吸收塔16中经过硫酸淋洗，淋洗后合格气体排放。

经干燥引风机5、煅烧引风机8输送到氨吸收塔16的气固分离后的含氨烟气的温度为100℃以下。