[实用新型]一种石煤脱碳沸腾炉

说明书

技术领域

本实用新型属于沸腾炉技术领域。具体涉及一种石煤脱碳沸腾炉。

背景技术

钒是一种稀有金属，具有良好的延展性、高熔点等特性，钒产品在造船、高速钢、反应堆、喷气式飞机和火箭等尖端科学领域中得到广泛应用。我国钒矿资源丰富，尤以石煤中钒的储量最多，但石煤中钒的品位低，开发难度大。经过几十年的发展，多种石煤提钒工艺虽已经应用于工业，但存在钒提取率低、环境污染严重等问题。因石煤中存在10%~20%的碳，在一步焙烧过程中不利于钒的氧化，所以研究人员提出先脱碳再焙烧的工艺。脱碳是石煤进行提钒焙烧前的一种预处理工艺，要求能在短时间内将石煤中含有的碳等还原性物质大部分脱除，减少其对焙烧过程中钒氧化的抑制；同时使石煤颗粒内部形成疏松的孔道，有利于后续焙烧过程中氧化气氛与低价态钒的充分接触氧化；弱化碳的疏水性及吸附作用，使钒产品在浸出和洗出过程中，更容易富集。

现有普通沸腾炉，一般燃烧热值大于4000kcal/kg的燃料，但对于热值低于1000kcal/kg的石煤，难易实现稳定的沸腾燃烧，而加入其它产生灰渣的燃料助燃不利于钒的富集提取；普通沸腾炉飞灰量大，将带走部分碳使石煤不能完全燃烧，灰渣含炭量较大。

发明内容

本实用新型旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种结构简单、能实现低热值石煤稳定燃烧和脱碳效率高的石煤脱碳沸腾炉。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：炉体内设有主床和副床，主床和副床由挡火墙隔开。与挡火墙平行的主床侧壁装有进料管，与挡火墙垂直的主床两侧设有主床煤气烧嘴，与挡火墙垂直的副床两侧设有副床煤气烧嘴，主床煤气烧嘴和副床煤气烧嘴高度相同，主床煤气烧嘴和副床煤气烧嘴通过煤气管道外接煤气源。主床和副床下部对应地设有主床风帽和副床风帽，主床风帽和副床风帽与各自对应的主床风室和副床风室相通。与挡火墙垂直的副床一侧上部设有旋风分离器进口，旋风分离器进口处固定装有旋风分离器，旋风分离器的下端固定装有返料装置，返料装置通过返料管与副床相通，旋风分离器的上端设有旋风分离器出口，旋风分离器出口位于返料装置的正上方。

进料管的炉内端口的高度为炉体高度的3/10~5/10，挡火墙的高度为炉体高度的4/10~8/10。

风机的出口通过风管与主床风室相通，主床风室通过风管与副床风室相通。

所述的主床宽为炉体炉内宽的1/2~2/3。

所述的副床宽为炉体炉内宽的1/3~1/2。

所述的返料管与水平方向夹角为40°~70°。

本实用新型的工作过程是：先点燃主床4和副床12上的主床煤气烧嘴6和副床煤气烧嘴11对炉膛加热，再开启风机1，使其在小风量条件下运行；当炉膛温度到800℃~1000℃时，将石煤通过进料管5送入主床4，随着石煤进入量的增加，逐渐加大风量。当炉内密相区石煤沸腾高度达到炉体7高度的9/20~11/20时，保持进料量和风量稳定，使石煤实现稳定沸腾燃烧，石煤开始脱碳过程。

小颗粒的石煤在主床4中短暂燃烧后，在烟气的携带下越过挡火墙8进入副床12的上部空间继续燃烧；较小颗粒的石煤在烟气携带下，进入旋风分离器16，在旋风分离器16分离作用下大部分被分离出来，并被返料装置17收集。若返料装置17中的石煤灰渣含碳量达到脱碳标准则排出收集，未达到脱碳标准则通过返料管13送入副床12继续燃烧，经副床12燃烧后的烟气再次进入旋风分离器16，随烟气进入旋风分离器16的较小颗粒石煤飞灰会再次被收集并送入副床12中燃烧，如此不断循环燃烧，直至完成脱碳。石煤脱碳过程中产生的烟气经旋风分离器出口9排出。

由于采用上述技术方案，本实用新型与现有技术相比具有以下积极效果：

本实用新型在主床和副床上增加了主床煤气烧嘴和副床煤气烧嘴的煤气助燃方式，利用煤气燃烧提供热量，实现低热值石煤稳定沸腾燃烧，在不添加其它固体燃料的基础上提高石煤的脱碳效率。

本实用新型在双床流化床沸腾炉结构基础上增加了旋风分离器，不仅结构简单，且能在烟气排出之前将烟气中携带的小颗粒石煤飞灰分离出来，并被返料装置收集，通过返料管将石煤飞灰送入副床中继续燃烧，经副床燃烧后，烟气再次进入旋风分离器，随烟气进入旋风分离器的小颗粒石煤飞灰会再次被收集并送入副床中燃烧，如此循环往复直至达到脱碳标准，从而可实现循环燃烧，有利于石煤中碳的充分燃烧。

因此，本实用新型结构简单，能实现低热值石煤稳定沸腾燃烧，且燃烧充分，脱碳效率高。

附图说明

图1为本实用新型的一种结构示意图；

图2为图1中A-A结构剖面示意图。