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(duì)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(qiáng)、調(diào)節(jié)速度快等特點(diǎn)，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(yùn)動(dòng)狀態(tài)及受熱方式，采用流態(tài)化沸騰爐對(duì)石煤進(jìn)行空白焙燒，該空白焙燒具有焙燒時(shí)間短、脫碳效率高和釩轉(zhuǎn)化率高等特點(diǎn)。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(shí)際生產(chǎn)。進(jìn)入沸騰爐的石煤粒度組成往往比較復(fù)雜，破碎過程會(huì)產(chǎn)生大量的細(xì)粒級(jí)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(qiáng)度往往優(yōu)先適應(yīng)粗粒級(jí)石煤，因而在引風(fēng)及鼓風(fēng)的雙重作用下，細(xì)粒級(jí)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(jí)石煤的焙燒制度實(shí)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(jí)，無法使不同粒級(jí)的石煤都得到理想的焙燒效果，同時(shí)也會(huì)降低能源利用效率。

針對(duì)上述石煤沸騰焙燒過程存在的問題，“一種含釩石煤分粒級(jí)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(gè)不同粒級(jí)，對(duì)小于0.1mm的細(xì)粒級(jí)石煤進(jìn)行加水泥造球作業(yè)，再將四個(gè)粒級(jí)的石煤分別置于四個(gè)流態(tài)化焙燒爐中，在相同的焙燒制度下進(jìn)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(shí)施過程比較復(fù)雜，焙燒時(shí)間長(zhǎng)，且會(huì)引入水泥，對(duì)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(duì)破碎至60目以下石煤進(jìn)行焙燒，收集進(jìn)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(duì)入爐原料粒度要求高，增加入爐前磨礦能耗；另一方面，進(jìn)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(jí)物料的收集帶來不便。“含釩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(shí)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(qiáng)度大于副床，使得細(xì)粒級(jí)石煤進(jìn)入到副床中進(jìn)行二次焙燒。該方法能夠改善細(xì)粒級(jí)石煤的焙燒效果，而主、副床單一的焙燒制度對(duì)不同粒級(jí)石煤的適應(yīng)性不強(qiáng)。

綜上所述，現(xiàn)有的針對(duì)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(shí)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(qiáng)、操作簡(jiǎn)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(shí)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(jī)，調(diào)節(jié)風(fēng)口的風(fēng)速為9~15m/s，同時(shí)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(jí)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(jí)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(jí)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(jī)；打開第一風(fēng)機(jī)、第二風(fēng)機(jī)和第三風(fēng)機(jī)，調(diào)節(jié)第一風(fēng)機(jī)、第二風(fēng)機(jī)和第三風(fēng)機(jī)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(shí)升溫至各自的預(yù)定焙燒溫度，保溫時(shí)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(shí)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(jī)的鼓風(fēng)量、第二風(fēng)機(jī)的鼓風(fēng)量和第三風(fēng)機(jī)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(jī)、第二風(fēng)機(jī)和第三風(fēng)機(jī)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(jī)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(zhǎng)線與風(fēng)口的中心延長(zhǎng)線相交。

所述第一擋火墻與第二擋火墻長(zhǎng)度和高度相同，高度為爐體高度的4/8~5/8，長(zhǎng)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(zhǎng)度為爐體的內(nèi)壁長(zhǎng)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(jí)分布于第一流化床、第二流化床和第三流化床內(nèi)，實(shí)現(xiàn)石煤破碎料在沸騰爐內(nèi)的一步分級(jí)，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(jìn)行沸騰焙燒，工藝流程短，操作簡(jiǎn)單易行。

2.本發(fā)明在同一沸騰爐內(nèi)，分別對(duì)第一流化床、第二流化床和第三流化床實(shí)行不同的鼓風(fēng)制度和焙燒制度，強(qiáng)化沸騰焙燒對(duì)不同粒級(jí)石煤破碎料的適應(yīng)性，粗粒級(jí)石煤破碎料采用高鼓風(fēng)強(qiáng)度和高溫焙燒，提高焙燒效率；細(xì)粒級(jí)石煤破碎料采用低鼓風(fēng)強(qiáng)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(dá)到86%以上，脫碳率達(dá)到80%以上，釩轉(zhuǎn)化率達(dá)到90%以上。

3.本發(fā)明在同一沸騰爐內(nèi)，對(duì)不同粒級(jí)的石煤破碎料分別實(shí)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(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、焙燒料產(chǎn)率高、焙燒效率高及能源利用率高的特點(diǎn)。

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(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，并非對(duì)其保護(hù)范圍的限制：

實(shí)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(jī)22、第二風(fēng)機(jī)23和第三風(fēng)機(jī)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(jī)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(zhǎng)線與風(fēng)口7的中心延長(zhǎng)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(zhǎng)度和高度相同，高度為爐體10高度的8/16~9/16，長(zhǎng)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(zhǎng)度為爐體10的內(nèi)壁長(zhǎng)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(shí)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(jī)6，調(diào)節(jié)風(fēng)口7的風(fēng)速為9~12m/s，同時(shí)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(jí)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(jí)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(jí)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(jī)6；打開第一風(fēng)機(jī)22、第二風(fēng)機(jī)23和第三風(fēng)機(jī)24，調(diào)節(jié)第一風(fēng)機(jī)22、第二風(fēng)機(jī)23和第三風(fēng)機(jī)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(shí)升溫至各自的預(yù)定焙燒溫度，保溫時(shí)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(shí)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(jī)22的鼓風(fēng)量、第二風(fēng)機(jī)23的鼓風(fēng)量和第三風(fēng)機(jī)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(shí)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(shí)施例2

一種石煤一步沸騰焙燒的方法。本實(shí)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(shí)施例1：

所述第一擋火墻11和第二擋火墻12長(zhǎng)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(zhǎng)度為爐體10的內(nèi)壁長(zhǎng)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(shí)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(shí)施例1：

調(diào)節(jié)風(fēng)口7的風(fēng)速為12~15m/s，同時(shí)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(jī)22、第二風(fēng)機(jī)23和第三風(fēng)機(jī)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(jí)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(shí)現(xiàn)石煤破碎料在沸騰爐內(nèi)的一步分級(jí)，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(jìn)行沸騰焙燒，工藝流程短，操作簡(jiǎn)單易行。

2.本具體實(shí)施方法在同一沸騰爐內(nèi)，分別對(duì)第一流化床1、第二流化床2和第三流化床14實(shí)行不同的鼓風(fēng)制度和焙燒制度，強(qiáng)化沸騰焙燒對(duì)不同粒級(jí)石煤破碎料的適應(yīng)性，粗粒級(jí)石煤破碎料采用高鼓風(fēng)強(qiáng)度和高溫焙燒，提高焙燒效率；細(xì)粒級(jí)石煤破碎料采用低鼓風(fēng)強(qiáng)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(dá)到86%以上，脫碳率達(dá)到80%以上，釩轉(zhuǎn)化率達(dá)到90%以上。

3.本具體實(shí)施方法在同一沸騰爐內(nèi)，對(duì)不同粒級(jí)的石煤破碎料分別實(shí)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(shí)施方法具有原料適應(yīng)性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、焙燒料產(chǎn)率高、焙燒效率高及能源利用率高的特點(diǎn)。