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      鋰輝石焙燒回轉(zhuǎn)窯窯尾煙氣的處理方法及系統(tǒng)

        鋰輝石是目前鋰化學(xué)制品的主要工業(yè)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(diào)、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(shè)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(yè)部門。鋰的用途在不斷擴大,正在開拓的新用途是用于可控?zé)岷司圩兌押吞妓徜嚾芤喝剂想姵氐。鋰是未來?ldquo;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(jīng)過加熱到1150℃~1200℃,會轉(zhuǎn)變成β型鋰輝石;在更高的溫度下β型鋰輝石會轉(zhuǎn)變成γ型的鋰輝石。α型鋰輝石為單斜晶系,結(jié)構(gòu)致密,化學(xué)惰性大,除氫氟酸外幾乎不與各種酸、堿反應(yīng),所以不宜直接提鋰。β型鋰輝石為四方晶型,由于晶型的轉(zhuǎn)變礦物的物理化學(xué)性質(zhì)也產(chǎn)生明顯的變化,能與酸堿產(chǎn)生反應(yīng),適于鋰的提取。因此鋰輝石的晶型轉(zhuǎn)變焙燒工藝是整個提鋰工藝的基礎(chǔ),晶型轉(zhuǎn)換焙燒的質(zhì)量好壞直接影響鋰的回收率。

      傳統(tǒng)工藝  在進行焙燒過程中,需要對回轉(zhuǎn)窯窯尾煙氣進行處理。傳統(tǒng)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(dǎo)致排放不達標(biāo),造成嚴重的環(huán)境污染;

        2、靜電除塵精度降低,效果不穩(wěn)定,使得氣體中粉塵含量較高,超過排放標(biāo)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(tǒng)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(shù),目前氨催化還原法是應(yīng)用得較多的脫氨氮技術(shù)。它沒有副產(chǎn)物,不形成二次污染,裝置結(jié)構(gòu)簡單,并且脫除效率高(可達90%以上),運行可靠,便于維護等優(yōu)點。

        該類技術(shù)的選擇性是指在催化劑的作用和在氧氣存在條件下,NH3優(yōu)先和NOx發(fā)生還原脫除反應(yīng),生成氮氣和水,而不和煙氣中的氧進行氧化反應(yīng),其主要反應(yīng)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(xué)反應(yīng)只是在很窄的溫度范圍內(nèi)( 980℃左右 )進行,采用催化劑時其反應(yīng)溫度可控制在300~400℃下進行,相當(dāng)于鍋爐省煤器與空氣預(yù)熱器之間的煙氣溫度,使其很好的適配于電力行業(yè)的尾氣脫硝,而該技術(shù)目前也主要應(yīng)用于電力行業(yè)。

        為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明提供了一種鋰輝石焙燒回轉(zhuǎn)窯窯尾煙氣的處理方法及系統(tǒng),解決鋰生產(chǎn)尾氣的整體排放問題,利用和實現(xiàn)高溫?zé)煔獬龎m、脫硝和脫硫。

        本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:

        一種鋰輝石焙燒回轉(zhuǎn)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(zhuǎn)窯,出窯煙氣的溫度通常在360~400℃。該高溫?zé)煔饨?jīng)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(tǒng)進行脫硝。如前文所述,該類反應(yīng)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(jīng)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(tǒng)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(fā)明還提供了一種鋰輝石焙燒回轉(zhuǎn)窯窯尾煙氣的處理系統(tǒng),沿物料流向,包括依次串聯(lián)的回轉(zhuǎn)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(jīng)高溫過濾膜攔截,攔截效率可達99 .99%以上,凈氣進入SCR系統(tǒng)進行脫硝,脫硝后氣體經(jīng)空冷器后進入脫硫系統(tǒng),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(shè)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(jié)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(jié)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(xiàn)有技術(shù),例如通過購買的方式得到,例如:成都易態(tài)科技有限公司生產(chǎn)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(jīng)特殊工藝制備而形成的非對稱膜。該類膜材料可來自于現(xiàn)有技術(shù),例如通過購買的方式得到,例如:波爾公司生產(chǎn)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(fù)合型的無機膜。該類膜材料可來自于現(xiàn)有技術(shù),例如通過購買的方式得到,例如:西安寶德生產(chǎn)的鈦、不銹鋼多孔材料,等。

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

        現(xiàn)有技術(shù),例如通過購買的方式得到,例如:西安寶德的燒結(jié)金屬絲網(wǎng)多孔材料,等。

        總體上,本發(fā)明所提供的技術(shù)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(jié)材料等)的特點以及高溫?zé)煔膺^濾技術(shù)的應(yīng)用,將原有SCR的應(yīng)用技術(shù)進行創(chuàng)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(yīng)實現(xiàn)脫硝,而后氣體進行脫硫處理,達到排放標(biāo)準。

        技術(shù)方案優(yōu)點

        1、對回轉(zhuǎn)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(tǒng)進行催化脫硝,而后進行后續(xù)系統(tǒng)進行脫硫,直至后面達標(biāo)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?zé)煔獾臒崃浚诟邷仉A段進行除塵,無需對煙氣進行再加熱,降低了系統(tǒng)運行成本。

      創(chuàng)建時間 2017-11-08 來源 回轉(zhuǎn)窯網(wǎng) 瀏覽
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