[发明专利]石煤钒矿焙烧废气的控制与治理新工艺

说明书

技术领域

本发明涉及石煤钒矿焙烧废气的控制与治理工艺和设备保障。

背景技术

我国在上世纪50年代末，在石煤页岩中发现了钒，通过广大地质工作者的努力，已查明遍布我国20余个省市的石煤钒矿资源矿石量600多亿吨，超过世界各国钒的总储量。由于我国的石煤钒矿资源丰富，所以对石煤钒矿的开发利用具有广阔的前景。经过对我国已投产的20余家石煤钒矿提钒厂家的考察，大都采用平窑焙烧工艺，且对废气的处理存在严重的不足，生产中焙烧产生的废气对环境的污染严重。因此，研究开发石煤钒矿焙烧废气控制、治理新工艺和设备，非常重要。

发明内容

通过对石煤钒矿提钒焙烧废气的污染源进行控制，再将废气集中收集进行处理，并对设备进行改进等长期反复试验研究，确立了先经干式旋风除尘后，再用三类、六级湍动泡沫塔除尘、洗涤、净化废气的新工艺。

1、使用石煤钒矿提钒新型环保复合添加剂，它具有与矿石混合焙烧烧失量低和具有转化、催化、氧化、固化作用，在实现钒高转化率的同时，还能实现对有害气体的转化与固化，从污染源上减少对石煤钒矿提钒焙烧产生的SO_x、Cl₂、HCl等的排放量，并使其生成硫酸盐和氯化物，达到对有害气体固化的目的。

2、对有害气体进行集中收集，并经过湍动泡沫塔分三类、6级处理，烟气中的粉尘、氯气、氯化氢、三氧化硫和三氧化二砷等有害气体，其吸收率均达到90％以上，最终排放的废气能达到GB16297-1996标准。

(1)、第一类第1、2级湍动泡沫塔，用水作除尘、吸收剂，使烟气中的粉尘和部分SO_x、Cl₂、HCl气体，在第1、2级湍动泡沫塔中得到有效控制，特别是起到湿式除尘功能，得到酸性矿浆作为焙烧熟料的浸出剂循环使用。

(2)、第二类第3、4、5级湍动泡沫塔用10％NH₄HCO₃水溶液作吸收剂，可将大部分SO_x、Cl₂、HCl等气体吸收，得到NH₄Cl、NH₄ClO和(NH₄)₂SO₄等杂酸铵肥，含氮量可达20％以上，可用于制作复混肥的原料，确保氯气和氯化氢气体完全吸收。

(3)、第三类第6级湍动泡沫塔用饱和石灰水溶液作吸收剂，微量的氯气、氯化氢、三氧化硫和三氧化二砷分别生成氯化钙、次氯酸钙、硫酸钙和砷酸钙，得到更完整的吸收。

3、湍动泡沫吸收塔的结构，见附图1：湍动泡沫塔的结构图。

4、湍动泡沫吸收塔工作原理。

废气经高压离心风机的抽吸作用，将废气首先进行干式旋风除尘，再使气体经过吸收塔前的水幕除尘、降温后，废气继续溢出向上运动进入湍动泡沫塔。气体经过两层细孔隔板和若干个湍动球，在每层湍动球上部装有吸收液喷雾管道，湍动球在细孔隔板上，由气体的推动而湍动，达到吸收液与废气充分接触而使有害气体成分被充分吸收的目的。然后废气继续上升经过双层百页板，由于高压液雾喷淋的作用，双层百页板表面产生大量的泡沫，增加吸收剂与废气的接触面积与吸收效果，每个塔工作完后，废气从塔顶部送至上一级吸收塔，继续同样的原理工作，只是每级投放的吸收液采用的吸收剂不同，最后，吸收液集中到塔内水池中自动溢流到塔外配液池中。

5、见附图2：湍动泡沫吸收塔工艺布置图。

具体实施方式

下面结合附图1、附图2对具体实施方式对本工艺进一步说明：

一、废气的产生与污染源的控制

1、石煤提钒焙烧添加剂：本发明采用的是某新型环保复合添加剂，该添加剂具有下述四种功能和效果：

(1)对石煤钒矿中以低价形态存在的钒具有催化、氧化作用；

(2)可以加快钒从低价转化为高价的速度，降低焙烧转化温度；

(3)便于形成易溶于水和低浓度硫酸的偏钒酸钠；

(4)对焙烧产生的废气有转化、固化作用，经试验测得工艺总烧失量小于4％，能有效减少废气排放量，从源头控制废气污染。

2、添加剂的作用机理。

(1)、混合钠盐转化剂在低温下易于分解生成Na₂O，且易与V₂O₅生成易溶于水的偏钒酸钠，促进钒的转化；