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    鋰輝石焙燒回轉窯窯尾煙氣的處理方法及系統

      鋰輝石是目前鋰化學制品的主要工業礦物原料。溴化鋰、氯化鋰、氫氧化鋰等鋰化合物廣泛用于空調、制冷、除濕和空氣凈化;丁基鋰用作主體異性橡膠和合成橡膠的聚合催化劑;鋰基潤滑脂用于軍事機械化裝備、石油化工設備、精密儀表等。鋰電池用于心臟起搏器、助聽器、袖珍計算機、閃光燈、電子手表等電子器件。金屬鋰和鋰材還廣泛用于原子能、航空、航天、軍事、冶金、電子、玻璃、陶瓷、機械制造等工業部門。鋰的用途在不斷擴大,正在開拓的新用途是用于可控熱核聚變堆和碳酸鋰溶液燃料電池等。鋰是未來的“能源”金屬,可望成為給人類長期供給能源的重要燃料。

      鋰輝石有三種晶型,天然的稱作α型鋰輝石;經過加熱到1150℃~1200℃,會轉變成β型鋰輝石;在更高的溫度下β型鋰輝石會轉變成γ型的鋰輝石。α型鋰輝石為單斜晶系,結構致密,化學惰性大,除氫氟酸外幾乎不與各種酸、堿反應,所以不宜直接提鋰。β型鋰輝石為四方晶型,由于晶型的轉變礦物的物理化學性質也產生明顯的變化,能與酸堿產生反應,適于鋰的提取。因此鋰輝石的晶型轉變焙燒工藝是整個提鋰工藝的基礎,晶型轉換焙燒的質量好壞直接影響鋰的回收率。

    傳統工藝  在進行焙燒過程中,需要對回轉窯窯尾煙氣進行處理。傳統的處理工藝如圖1所示,而該工藝缺陷如下:

      1、該尾氣處理中沒有對氮氧化物進行處理,必將導致排放不達標,造成嚴重的環境污染;

      2、靜電除塵精度降低,效果不穩定,使得氣體中粉塵含量較高,超過排放標準;

      3、靜電除塵維護難,效率低;

      4、煙氣中粉塵含量多,對脫硫系統效率和難度都大為提高。

      SCR( Selective Catalytic Reduction)即為選擇性催化還原技術,目前氨催化還原法是應用得較多的脫氨氮技術。它沒有副產物,不形成二次污染,裝置結構簡單,并且脫除效率高(可達90%以上),運行可靠,便于維護等優點。

      該類技術的選擇性是指在催化劑的作用和在氧氣存在條件下,NH3優先和NOx發生還原脫除反應,生成氮氣和水,而不和煙氣中的氧進行氧化反應,其主要反應式為:

      4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O (1)

      2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O (2)

      在沒有催化劑的情況下,上述化學反應只是在很窄的溫度范圍內( 980℃左右 )進行,采用催化劑時其反應溫度可控制在300~400℃下進行,相當于鍋爐省煤器與空氣預熱器之間的煙氣溫度,使其很好的適配于電力行業的尾氣脫硝,而該技術目前也主要應用于電力行業。

      為解決現有技術的不足,本發明提供了一種鋰輝石焙燒回轉窯窯尾煙氣的處理方法及系統,解決鋰生產尾氣的整體排放問題,利用和實現高溫煙氣除塵、脫硝和脫硫。

      本發明解決上述技術問題的技術方案如下:

      一種鋰輝石焙燒回轉窯窯尾煙氣的處理方法,包括以下步驟:

      1)將鋰輝石焙燒后得到的尾氣通過高溫過濾進行過濾,得到過濾后尾氣。

      具體的,步驟1 )中:通過高溫膜進行高溫過濾,過濾后尾氣的溫度為320~360℃,過濾后尾氣的粉塵濃度小于30mg/m3。

      一方面,鋰輝石焙燒通常使用回轉窯,出窯煙氣的溫度通常在360~400℃。該高溫煙氣經過高溫膜的高溫過濾,溫度仍然能維持在320~360℃。

      另一方面,過濾后尾氣可通入催化脫硝( SCR )系統進行脫硝。如前文所述,該類反應的催化溫度可控制在300~400℃,而通過前述高溫過濾后320~360℃的尾氣,剛好與催化脫硝的溫度適配,從而在基本上不需要做升溫或降溫處理、甚至溫度控制的情況下,即可將過濾后尾氣直接進行脫硝。

      再一方面,經過高溫過濾,過濾后尾氣中粉塵大大減少,從而保證催化脫硝系統中催化劑的使用壽命。

      2)將步驟1)得到的過濾后尾氣通過催化脫硝進行脫硝,得到脫硝后尾氣。

      具體的,步驟2)中:脫硝后尾氣的溫度為300~330℃;脫硝效率大于等于90%。

      3)將步驟2)得到的脫硝后尾氣進行降溫,得到降溫后尾氣。

      具體的,步驟3)中:降溫后尾氣的溫度為120~150℃,降溫方式為空冷。

      4)將步驟3)得到的降溫后尾氣進行脫硫,得到脫硫后尾氣。

      5)排放。

      本發明還提供了一種鋰輝石焙燒回轉窯窯尾煙氣的處理系統,沿物料流向,包括依次串聯的回轉窯、高溫膜過濾裝置、催化脫硝裝置、空冷器、脫硫裝置以及排放裝置。

      煙氣進入高溫膜過濾裝置,粉塵經高溫過濾膜攔截,攔截效率可達99 .99%以上,凈氣進入SCR系統進行脫硝,脫硝后氣體經空冷器后進入脫硫系統,脫硫煙氣可直接進行排放。

      具體的,所述高溫膜過濾裝置至少包括進氣口、出氣口以及設置在所述進氣口和所述出氣口之間的垂直于物料流向的高溫膜。

      具體的,所述高溫膜為金屬間化合物膜、陶瓷膜、金屬膜或金屬燒結膜。工作溫度可在320~360℃,從而適用于鋰輝石焙燒尾氣的過濾。

      具體的,所述高溫膜的孔徑為5~20μm,孔隙率為30~45%。

      金屬間化合物膜:由金屬間化合物形成的膜。金屬間化合物( intermetalliccompound )是指金屬與金屬、金屬與類金屬之間以金屬鍵或共價鍵形式結合而成的化合物。

      在金屬間化合物中的原子遵循著某種有序化的排列。例如,Cu6Sn15、Cu3Sn、CuZn、InSb、GaAs、CdSe等都是金屬間化合物。該類膜材料可來自于現有技術,例如通過購買的方式得到,例如:成都易態科技有限公司生產的鋁系金屬間化合物膜(FeAl、TiAl、NiAl等)。

      陶瓷膜:陶瓷膜( ceramic membrane )又稱無機陶瓷膜,是以無機陶瓷材料經特殊工藝制備而形成的非對稱膜。該類膜材料可來自于現有技術,例如通過購買的方式得到,例如:波爾公司生產的飛灰過濾器用的高溫陶瓷濾芯等。

      金屬膜:以多孔不銹鋼為基體、TiO2陶瓷為膜層材料的金屬-陶瓷復合型的無機膜。該類膜材料可來自于現有技術,例如通過購買的方式得到,例如:西安寶德生產的鈦、不銹鋼多孔材料,等。

      金屬燒結膜:由金屬燒結材料(又稱燒結金屬材料 )料形成。該類膜材料可來自于

      現有技術,例如通過購買的方式得到,例如:西安寶德的燒結金屬絲網多孔材料,等。

      總體上,本發明所提供的技術方案基于金屬間化合物過濾材料及其他高溫過濾材料(如陶瓷、金屬燒結材料等)的特點以及高溫煙氣過濾技術的應用,將原有SCR的應用技術進行創新,在煙氣高溫階段進行煙氣凈化,凈化后的煙氣進行SCR催化反應實現脫硝,而后氣體進行脫硫處理,達到排放標準。

      技術方案優點

      1、對回轉窯窯尾煙氣進行過濾,將煙氣中的粉塵進行攔截,潔凈氣體進行SCR系統進行催化脫硝,而后進行后續系統進行脫硫,直至后面達標排放;

      2、進行了高溫除塵凈化,催化劑減少了磨損,有效提高了催化劑的使用壽命;

      3、降低催化劑活性劣化速率,提高脫硝效率;

      4、充分利用了高溫煙氣的熱量,在高溫階段進行除塵,無需對煙氣進行再加熱,降低了系統運行成本。

    創建時間 2017-11-08 來源 回轉窯網 瀏覽
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