[发明专利]一种钒制品还原尾气处理再利用方法

说明书

技术领域

本发明涉及钒制品还原尾气处理，特别涉及一种钒制品还原尾气处理再利用方法。

背景技术

钒制品企业生产钒制品时，一般使用焦炉煤气，通过外加热还原窑(即窑外加热、窑内还原反应)的方式还原原料。在此过程中，焦炉煤气主要有两方面的用途，一方面用途是作为还原气体，利用煤气中的氢(含量约在55-60％)在850℃左右时，还原窑内的原料，其用量约占七分之一左右；二方面用途是作为燃料，在还原窑外燃烧，加热窑内的原料及其本身至850℃左右。

焦炉煤气经过上述过程作为还原剂和自身燃烧后形成的尾气，温度约400℃左右，其中含有大量的可燃气体，主要是焦炉煤气中未烧尽的一氧化碳(含量8％)、甲烷(含量28％)等。目前这些尾气一般都没有利用，而是直接点燃外排，因此，相当于参与还原的焦炉煤气热值的75％-80％排放掉，也相当于生产钒制品所用焦炉煤气总热值的10％-12％排放掉。这样，不仅浪费资源，对环境造成废气和热污染，而且尾气中的一氧化碳、甲烷等一旦燃烧不充分或熄火，存在着人员中毒和爆炸的安全隐患。

发明内容

针对目前钒制品生产企业未对还原窑产生的尾气再利用而直接点燃外排的问题，本发明提供一种对此尾气处理再利用的方法。

所述一种钒制品还原尾气处理再利用方法，包括钒制品还原系统、喷淋洗涤系统、冷却系统和冷却水循环系统，钒制品还原系统产生的尾气进入喷淋洗涤系统洗涤后进入冷却系统冷却进一步出去水分，再返回钒制品还原系统燃烧还原。

由制冷机为核心的冷却水循环系统产生的冷却水进入冷却系统实现热量交换后再返回冷却水循环系统。

该方法实现了还原尾气的循环利用及其零排放，可降低钒制品生产过程中焦炉煤气耗量10％左右。

附图说明

附图为本发明的工艺流程图

图中，1是未处理的尾气；2是经喷淋洗涤后的尾气；3是干燥纯净尾气即处理后的可燃气体；4是二氧化碳废气；5是洗涤介质初态即是刚进入洗涤工艺的洗涤液；6是洗涤介质终态即是洗涤尾气后的洗涤液；7是入口冷却水；8是出口冷却水；9是尾气凝结水；A是喷淋洗涤系统；B是冷却系统；D是冷却水循环系统；E是钒制品还原系统。

具体实施方式

钒制品还原系统产生的还原尾气的温度约在400℃左右，主要含有一氧化碳、甲烷等可燃气体，将这些尾气经过喷淋洗涤，除去杂质，并降温至80℃左右；再经过以管壳式换热装置为核心的冷却系统冷却降温至露点温度，使尾气中的水凝结出来，生成纯净的可燃气体，即可返回到钒制品还原系统的加热还原窑外燃烧，加热窑内的原料及焦炉煤气至850℃左右。

喷淋洗涤的作用是除去杂质并同时降低尾气的温度；冷却系统的作用是进一步降低尾气的温度至露点从而凝结出其中的水分；冷却系统的作用是生产冷却尾气所用冷却水并进入冷却系统循环。

焦炉煤气通过钒制品还原系统E还原物料，产生温度约400℃的尾气1从下部进入喷淋洗涤系统A直接洗涤，除去杂质后，温度降至80℃左右的尾气2，该尾气2从从上部出来，再直接从冷却系统的下部进入冷却尾气系统B中的管壳式冷凝器的壳程，将热传给管壳式冷凝器管程中的冷却水或冷水，使尾气冷却降温至露点温度，这时尾气中的水份凝结成水9从下部排出，尾气变为纯净的可燃气体3从上部排出，再回到钒制品还原系统E作为燃料燃烧，生成二氧化碳废气4排放至大气。

喷淋洗涤系统A的洗涤介质5洗涤尾气后生成含杂质的介质6后直接外排，其中喷淋洗涤工系统采用上喷工艺，雾化高度为3米左右，这样可使尾气流程加长，充分实现热交换，提高杂质去除效果。在喷淋洗涤系统中，为了提高洗涤效果，要特别注重喷嘴的布置方式。洗涤介质5为32℃-37℃的冷却水。冷却水循环系统中的冷水7从上部进入冷却系统B中管壳式冷凝器的管程，吸收尾气2的热量，温度升高5-7℃左右，成为出口冷却水8，从下部再回到冷却水系统D中循环降温后再进入冷却系统循环使用。在冷却系统中，最关键的是管壳式冷凝器的材质选择及铜管管径及布置形式，材质采用镍铜合金，管径为18-19mm，布置形式为梅花状，间距为29-30mm。

本方法各系统及各环节的运转，由PLC工业工控机控制。工控机根据尾气2出口温度(80℃左右)，控制进入喷淋洗涤系统A中的喷淋介质5的温度和流量；同时根据尾气3的露点温度，控制冷却水循环系统中冷却水或冷水7的温度和流量，使得各系统的水、气温度和流量协调匹配，从而实现尾气3的干燥和纯净。