一種熱載體循環的硫精礦熱解提質系統的製作方法
2023-12-01 19:02:02 1
1.本發明涉及一種硫精礦的熱解提質系統，具體涉及一種硫精礦系統中以熱解產品作為固體熱載體的脫硫方法。
背景技術：
2.我國的硫磺長期以來依賴於進口，自給嚴重不足，硫精礦等大量硫資源用來生產硫酸，而硫酸生產由於受到運輸成本、儲存條件等限制，造成了硫資源的浪費。但是將硫精礦熱解可以得到熱解渣及硫蒸氣，進而生產磁黃鐵礦及硫磺，可以提高硫精礦的利用率。
3.現有硫精礦的熱解方法（cn215668138）主要先採用熱解迴轉窯將硫精礦熱解為熱解渣及硫蒸氣後，再採用冷卻迴轉窯將熱解渣冷卻，該案中熱解迴轉窯為間接接觸加熱，熱量利用率低，同時存在物料加熱不均勻等問題。除此之外，由於產生的硫磺易對金屬設備造成腐蝕，在設備內壁還需增加非金屬澆注料，常規熱解迴轉窯採用外加熱，而澆注料導熱係數低，造成熱量難以傳導至設備內部對物料進行熱解，造成了熱量的大量浪費。另外，熱解渣在冷卻迴轉窯中直接被冷卻，其熱量無法再回收利用，熱量利用率低。因此，開發出一種熱量利用率高、系統安全的硫精礦熱解工藝，對提高硫精礦的利用率有重要意義。
技術實現要素：
4.針對現有硫精礦熱解工藝存在的問題，本發明的目的在於提出一種熱載體循環的硫精礦熱解提質系統。
5.為實現上述目的，本發明提供了以下方案：一種熱載體循環的硫精礦熱解提質系統，所述的系統包括有用於混合高溫氮氣和硫精礦的以進行第一次預熱的第一混合器，所述的第一混合器連接有用於循環氮氣和經第一預熱的硫精礦的除塵器，所述的除塵器底部連接有用於混合硫精礦和循環氮氣以進行二次加熱的第二混合器，所述的第二混合器尾端連接有用於分離循環氮氣和硫精礦的第一氣固分離器，所述的第一氣固分離器11頂部連接至所述的第一混合器，所述的第一氣固分離器底部連接有用於放置硫精礦的第二料封倉；所述的系統還包括有轉爐，所述的轉爐連接有用於分離熱解渣和硫蒸氣的脫氣裝置，所述的脫氣裝置設有用於將硫蒸氣排出系統外的硫蒸氣出口、將部分熱解渣排出系統外的熱解渣第二出口和部分熱解渣重回系統當做熱源的熱解渣第一出口，所述的熱解渣第一出口連接有氣力輸送管，所述的氣力輸送管首端連接有高溫氮氣輸入管，所述的氣力輸送管尾端連接有用於分離加熱後的高溫熱解渣與氮氣的第二氣固分離器，所述的第二氣固分離器頂部連接至第二混合器，所述的第二氣固分離器連接有用於存儲高溫熱解渣的第一料封倉；所述的除塵器頂部通過一引風機連接有加熱器，所述的加熱器連接至氣力輸送管1首端的高溫氮氣輸入管；所述的第一料封倉和所述的第二料封倉連接到用於熱解硫精礦的轉爐5。
6.進一步的，所述的第一混合器和第二混合器為文丘裡混合器。
7.進一步的，所述的熱解渣第一出口和熱解渣第二出口連接有圓盤給料機，所述圓盤給料機通過重力連鎖控制下料。
8.進一步的，所述的第二氣固分離器和第一氣固分離器為旋風分離器。
9.進一步的，所述的第一料封倉和所述的第二料封倉通過重力連鎖控制下料。
10.進一步的，所述的第一料封倉和所述的第二料封倉設有料封層。
11.進一步的，所述的轉爐採用螺旋輸送器送料。
12.進一步的，所述的轉爐內部設有折流板。
13.本發明還提供一種熱載體循環的硫精礦熱解提質方法，其特徵在於，所述的方法包括有如下的步驟：（1）乾燥的硫精礦經第一混合器進入系統，在第一混合器中硫精礦和來自第一氣固分離器的較熱的循環氮氣充分混合，對硫精礦進行第一次預熱；（2）第一次預熱完成後，物料進入到除塵器，經除塵器後，乾淨的氮氣在引風機13的作用下進入加熱器加熱至約900℃，硫精礦則進入第二混合器；（3）在第二混合器中，硫精礦和來自第二氣固分離器的循環氮氣充分混合，對硫精礦進行第二次加熱 ；（4）加熱結束後，物料進入到第一氣固分離器，經該分離器後，氮氣向上排出進入第一混合器作為第一次預熱的熱源，而硫精礦向下進入第二料封倉；（5）經加熱器加熱後的熱氮氣進入氣力輸送管內，和經脫氣裝置的熱解渣第一出口排出的熱解渣充分混合，熱解渣被進一步加熱；（6）氣力輸送管將物料和循環氮氣送入第二氣固分離器，經過該分離器後，循環氮氣排出進入第二混合器中作為硫精礦第二次加熱的熱源；高溫熱解渣向下排出進入第一料封倉；（7）來自第一料封倉的高溫熱解渣和第二料封倉的硫精礦混合 後進入轉爐，高溫熱解渣作為熱源和硫精礦直接接觸，硫精礦熱解；（8）熱解完成後，熱解渣的熱解氣體進入脫氣裝置進行脫氣，脫氣完畢後，蒸汽排出系統，該蒸汽中含有大量的硫，主要為硫蒸氣，而熱解渣根據系統的需要分為兩部分，一部分經過熱解渣第二出口排出系統，另做熱量回收，另外一部分熱解渣經熱解渣第一出口進入氣力輸送管內被作為熱源進一步加熱。
14.本發明的有益效果在於，（1）採用固體熱載體（熱解渣）對硫精礦直接接觸加熱，提高脫硫效率，減少熱損失；（2）系統中採用循環熱氮氣對物料進行加熱和輸送，保證了系統的惰性環境，使熱解渣不被空氣氧化，保證後續獲取磁黃鐵礦的純度及回收率，也保證熱解過程的安全性；（3）高溫熱解渣與硫精礦在混合前均通過料封倉收集後下料，隔絕氮氣及熱解過程中可能生成的水蒸氣，提高了熱解過程硫蒸氣的純度，提高了硫回收率；（4）料封倉及圓盤給料機通過重力控制出料比例，控制高低溫物料的混合比例及固體熱載體的循環量，保證了硫精礦的熱解效果。
附圖說明
15.圖1為本發明的簡單示意圖。
具體實施方式
16.下面結合附圖對本發明做進一步的解釋和說明。
17.一種熱載體循環的硫精礦熱解提質系統，所述的系統包括有用於混合高溫氮氣和硫精礦的第一混合器12，所述的第一混合器12首端設有第一高溫氮氣入口，尾端設有第一混合物出口，所述的第一混合器12還設有硫精礦入口，所述的硫精礦從硫精礦入口進入系統， 進入系統的硫精礦和高溫氮氣混合以進行第一次預熱，第一混合物出口連接有用於分離降溫後的循環氮氣和經第一預熱的硫精礦的除塵器9，所述的除塵器9底部連接有用於供硫精礦和高溫氮氣換熱以對硫精礦進行二次加熱的第二混合器8，所述的第二混合器8尾端連接有用於分離換熱後的循環氮氣和硫精礦的第一氣固分離器11，所述的第一氣固分離器11頂部連接至所述的第一混合器12，較熱的循環氮氣從頂部進入到第一混合器12和硫精礦混合，充分利用循環氮氣剩餘的熱量對剛進入系統的硫精礦進行第一次預熱，所述的第一氣固分離器11底部連接有第二料封倉10，經二次加熱的硫精礦進入第二料封倉10；所述的系統還包括有轉爐5，所述的轉爐5連接有用於分離熱解渣和硫蒸氣的脫氣裝置2，所述的脫氣裝置2設有用於將硫蒸氣排出系統外的硫蒸氣出口、將部分熱解渣重回系統循環的熱解渣第一出口3和將部分熱解渣排出系統外的熱解渣第二出口4，部分熱解渣重回系統循環的熱解渣作為固體熱載體，所述的熱解渣第一出口3連接至氣力輸送管1，所述的氣力輸送管1首端連接有高溫氮氣輸入管，經熱解渣第一出口3輸入的熱解渣和經高溫氮氣輸入管輸入的高溫氮氣在氣力輸送管1中匯合，熱解渣被加熱後成高溫熱解渣，所述的氣力輸送管1尾端連接有用於分離加熱後的高溫熱解渣與氮氣的第二氣固分離器7，所述的第二氣固分離器7頂部設有第一氣體出口71，底部設有第一固體出口72，所述第一固體出口72連接有用於存儲高溫熱解渣的第一料封倉6；所述的除塵器9頂部通過一引風機13連接有加熱器14，所述的加熱器14連接至氣力輸送管1首端的高溫氮氣輸入管，經除塵器9分離後的循環氮氣從除塵器9頂部排出後由加熱器14進行加熱約900℃，然後進入氣力輸送管1和經熱解渣第一出口3輸入的熱解渣一起由氣力輸送管1輸送到所述的第二氣固分離器7；所述的第一料封倉6和所述的第二料封倉10均連接到用於熱解硫精礦的轉爐5，來自第一料封倉6所述的高溫熱解渣和來自於第二料封倉10的經二次加熱的硫精礦在轉爐5中混合，硫精礦被高溫熱解，高溫熱解渣作為固體熱載體和硫精礦在轉爐5中充分混合，實現對硫精礦直接接觸加熱，提高脫硫效率，減少熱損失；高溫熱解渣與硫精礦在混合前均通過料封倉先收集再下料，隔絕氮氣及熱解過程中可能生成的水蒸氣，提高了熱解過程硫蒸氣的純度，提高了硫回收率。
18.在該系統中，氮氣在整個系統中不斷被加熱、循環，和待熱解的硫精礦或作為熱載體的熱解渣進行熱交換以對硫精礦或熱解渣進行加熱，以實現硫精礦的熱解，獲得硫蒸氣。
19.作為優選的，所述的第一混合器12和第二混合器8為文丘裡混合器，所述文丘裡混合器也可採用三通管或其他氣力輸送設備。
20.作為優選的，所述的熱解渣第一出口3和熱解渣第二出口4連接有圓盤給料機。所述圓盤給料機通過重力連鎖控制下料，從而控制固體熱載體的循環量。
21.作為優選的，所有的第二氣固分離器7和第一氣固分離器11為旋風分離器。
22.作為優選的，所有的第一料封倉6和所述的第二料封倉10通過重力連鎖控制下料，
從而控制轉爐中高低溫物料的混合比例，保證硫精礦的熱解效果。
23.所有的第一料封倉6和所述的第二料封倉10在系統運行過程中維持一定的料封層，隔絕循環氮氣及熱解過程中可能生成的水蒸氣，提高熱解過程硫蒸氣的純度，提高硫回收率；所述轉爐5採用螺旋輸送器進料，在轉爐內部設有折流板，提高硫精礦與熱解渣之間的換熱效果。
24.為保持整個系統的流暢性，系統還設有氮氣補充管口及氮氣定排管口。
25.一種熱載體循環的硫精礦熱解提質方法，所述的方法包括有如下的步驟：（1）乾燥的硫精礦經第一混合器12進入系統，在第一混合器12中硫精礦和來自第一氣固分離器11的較熱的循環氮氣充分混合，對硫精礦進行第一次預熱，預熱至400-500℃；（2）第一次預熱完成後，物料進入到除塵器9，經除塵器9後，乾淨的氮氣在引風機13的作用下進入加熱器14加熱至約900℃，硫精礦則進入第二混合器8；（3）在第二混合器8中，硫精礦和來自第二氣固分離器7的循環氮氣充分混合，對硫精礦進行第二次加熱，加熱至600-720℃；（4）加熱結束後，物料進入到第一氣固分離器11，經該分離器後，氮氣向上排出進入第一混合器12作為第一次預熱的熱源，而硫精礦向下進入第二料封倉10；（5）經加熱器14加熱後的熱氮氣進入氣力輸送管1內，和經脫氣裝置的熱解渣第一出口3排出的熱解渣充分混合，熱解渣被進一步加熱至700-800℃；（6）氣力輸送管1將物料送入第二氣固分離器7，經過該分離器後，循環氮氣排出進入第二混合器8中作為硫精礦第二次加熱的熱源；高溫熱解渣向下排出進入第一料封倉6；（7）來自第一料封倉6的高溫熱解渣和第二料封倉10的硫精礦混合後進入轉爐5，高溫熱解渣作為熱源和硫精礦直接接觸，硫精礦熱解；一般來說，硫精礦進料量確定後，通過熱量衡算確定需要的高溫熱解渣用量。
26.（8）熱解完成後，熱解渣的熱解氣體進入脫氣裝置2進行脫氣，脫氣完畢後，蒸汽排出系統，該蒸汽中含有大量的硫，主要為硫蒸氣，而熱解渣根據系統的需要分為兩部分，一部分經過熱解渣第二出口4排出系統，另做熱量回收，另外一部分熱解渣經熱解渣第一出口3進入氣力輸送管1內被作為熱源進一步加熱。