[发明专利]一种钒渣清洁氯化生产高纯五氧化二钒的系统及方法

摘要

本发明公开了一种钒渣清洁氯化生产高纯五氧化二钒的系统和方法。通过流化床氧化造粒处理，实现钒渣矿相重整及矿粒长大；通过选择性氯化将钒渣中的钒转化为气态三氯氧钒，将钒渣中的铬、铁、钙、磷、锰、钛、硅等大部分杂质留在氯化残渣中，实现钒和铬等其他杂质的有效分离。气态的三氯氧钒依次经过除尘‑淋洗‑沉降‑精馏纯化‑催化氧化等工序制备得到高纯五氧化二钒。氯化残渣通过气相水解脱氯处理，处理渣返回炼铬铁。本发明实现了钒渣的清洁综合利用，同时有效利用了氯化炉高温烟气的显热，达到节能降耗的目的。

主权项

1.一种钒渣清洁氯化生产高纯五氧化二钒的系统，其特征在于，所述系统包括备料工段(1)、混料工段(2)、氯化收尘工段(3)、淋洗沉降工段(4)、精制工段(5)、制粉工段(6)和氯化残渣处理工段(7)；所述备料工段(1)包括钒渣料仓(1‑1)、钒渣螺旋给料机(1‑2)、氧化造粒流化床(1‑3)和旋风除尘器(1‑4)；所述混料工段(2)包括造粒钒渣料仓(2‑1)、造粒钒渣螺旋给料器(2‑2)、碳源料仓(2‑3)、碳源螺旋给料器(2‑4)和流化床混料器(2‑5)；所述氯化收尘工段(3)包括氯化炉(3‑1)、氯化炉换热器(3‑2)、收尘塔(3‑3)和收尘塔换热器(3‑4)；所述淋洗沉降工段(4)包括淋洗塔(4‑1)、浆料泵(4‑2)、淋洗塔换热器(4‑3)、捕滴器(4‑4)和淋洗浆料沉降槽(4‑5)；所述精制工段(5)包括再沸器(5‑1)、再沸器换热器(5‑2)、精馏塔(5‑3)、高纯三氯氧钒冷凝器(5‑4)和高纯三氯氧钒储罐(5‑5)；所述制粉工段(6)包括制粉反应器(6‑1)、超纯水汽化器(6‑2)、制粉换热器(6‑3)、制粉软水储罐(6‑4)、制粉循环水泵(6‑5)、高纯钒料仓(6‑6)和高纯钒螺旋给料机(6‑7)；所述氯化残渣处理工段(7)包括工艺水汽化器(7‑1)、水解脱氯流化床(7‑2)、旋风分离器(7‑3)和布袋除尘器(7‑4)；所述钒渣料仓(1‑1)底部的出料口与所述钒渣螺旋给料机(1‑2)的进料口相连接；所述钒渣螺旋给料机(1‑2)的出料口与所述氧化造粒流化床(1‑3)的进料口通过管道相连接；所述氧化造粒流化床(1‑3)的进气口与压缩空气总管通过管道相连接；所述氧化造粒流化床(1‑3)的尾气出口与所述旋风除尘器(1‑4)的进气口通过管道相连接；所述旋风除尘器(1‑4)的出气口与尾气处理系统的进气口通过管道相连接；所述旋风除尘器(1‑4)的粉尘出口与所述氧化造粒流化床(1‑3)的粉尘入口通过管道相连接；所述氧化造粒流化床(1‑3)的排料口与所述造粒钒渣料仓(2‑1)的进料口通过管道相连接；所述造粒钒渣料仓(2‑1)的出料口与所述造粒钒渣螺旋给料器(2‑2)的进料口相连接；所述造粒钒渣螺旋给料器(2‑2)的出料口与所述流化床混料器(2‑5)的进料口通过管道相连接；所述碳源料仓(2‑3)的出料口与所述碳源螺旋给料器(2‑4)的进料口相连接；所述碳源螺旋给料器(2‑4)的出料口与所述流化床混料器(2‑5)的进料口通过管道相连接；所述流化床混料器(2‑5)的流化气体入口与氮气总管相连接；所述流化床混料器(2‑5)的出料口与所述氯化炉(3‑1)的进料口通过管道相连接；所述氯化炉(3‑1)的进气口分别与氮气总管、循环氯气总管、氯气总管通过管道相连接；所述氯化炉(3‑1)的氯化烟气出口与所述收尘塔(3‑3)的气体入口通过管道相连接；所述氯化炉(3‑1)的氯化残渣出口与所述水解脱氯流化床(7‑2)的进料口通过管道相连接；所述氯化炉(3‑1)顶部的浆料入口分别与所述淋洗浆料沉降槽(4‑5)的浆料出口及所述再沸器(5‑1)的釜底液出口通过管道相连接；所述氯化炉换热器(3‑2)设置于所述氯化炉(3‑1)中部；所述收尘塔(3‑3)的气体出口与所述淋洗塔(4‑1)的进气口通过管道相连接；所述收尘塔(3‑3)顶部的浆料入口分别与所述淋洗浆料沉降槽(4‑5)的浆料出口及所述再沸器(5‑1)的釜底液出‑口通过管道相连接；所述收尘塔(3‑3)的排料口与所述水解脱氯流化床(7‑2)的进料口通过管道相连接；所述收尘塔换热器(3‑4)设置于所述收尘塔(3‑3)的中部；所述收尘塔换热器(3‑4)热流体出口与所述再沸器换热器(5‑2)的热流入口通过管道相连接；所述收尘塔换热器(3‑4)的热流体入口与所述制粉循环水泵(6‑5)的流体出口通过管道相连接；所述浆料泵(4‑2)设置于所述淋洗塔(4‑1)的底部；所述淋洗塔换热器(4‑3)设置于所述淋洗塔(4‑1)的顶部；所述淋洗塔(4‑1)的塔底液出口与所述淋洗浆料沉降槽(4‑5)的入口通过管道相连接；所述淋洗塔(4‑1)尾气出口与所述捕滴器(4‑4)的气体入口通过管道相连接；所述捕滴器(4‑4)的气体出口与尾气处理系统的气体入口通过管道相连接；所述捕滴器(4‑4)的液体出口与所述淋洗浆料沉降槽(4‑5)的入口通过管道相连接；所述淋洗浆料沉降槽(4‑5)的上清液出口与所述精馏塔(5‑3)的进液口通过管道相连接；所述精馏塔(5‑3)的回流口与所述再沸器(5‑1)的进液口通过管道相连接；所述再沸器(5‑1)的出气口与所述精馏塔(5‑3)的进气口通过管道相连接；所述再沸器换热器(5‑2)设置于所述再沸器(5‑1)的内部；所述再沸器换热器(5‑2)热流体出口与所述制粉换热器(6‑3)的热流体入口通过管道相连接；所述精馏塔(5‑3)的高纯三氯氧钒气体出口与所述高纯三氯氧钒冷凝器(5‑4)的气体入口通过管道相连接；所述高纯三氯氧钒冷凝器(5‑4)的液体出口与所述高纯三氯氧钒储罐(5‑5)的液体入口通过管道相连接；所述高纯三氯氧钒储罐(5‑5)的出液口与所述制粉反应器(6‑1)的三氯氧钒入口通过管道相连接；所述制粉换热器(6‑3)设置于所述制粉反应器(6‑1)中部；所述制粉换热器(6‑3)的热流体出口与所述制粉软水储罐(6‑4)的热流体入口通过管道相连接；所述制粉软水储罐(6‑4)的热流体出口与所述制粉循环水泵(6‑5)的流体入口通过管道相连接；所述制粉反应器(6‑1)的尾气出口与氯气循环系统入口通过管道相连接；所述超纯水汽化器(6‑2)的进料口分别与净化富氧空气总管、超纯水总管相连；所述超纯水汽化器(6‑2)的出气口与所述制粉反应器(6‑1)的进气口通过管道相连接；所述制粉反应器(6‑1)的排料口与所述高纯钒料仓(6‑6)的进料口通过管道相连接；所述高纯钒料仓(6‑6)的排料口与所述高纯钒螺旋给料机(6‑7)的进料口通过管道相连接；所述工艺水汽化器(7‑1)的进水口与工艺水总管相连接；所述工艺水汽化器(7‑1)的出气口与所述水解脱氯流化床(7‑2)的进气口通过管道相连接；所述水解脱氯流化床(7‑2)的进气口同时与空气总管相连接；所述水解脱氯流化床(7‑2)的燃料入口与燃料总管相连接；所述水解脱氯流化床(7‑2)中部设有处理渣排料口；所述水解脱氯流化床(7‑2)的尾气出口与所述旋风分离器(7‑3)的进气口通过管道相连接；所述旋风分离器(7‑3)的气体出口与所述布袋除尘器(7‑4)的气体入口通过管道相连接；所述旋风分离器(7‑3)的粉尘出口与所述水解脱氯流化床(7‑2)的进料口通过管道相连接；所述布袋除尘器(7‑4)的粉尘出口与所述旋风分离器(7‑3)的进气口通过管道相连接；所述布袋除尘器(7‑4)的尾气出口与尾气处理系统的进气口通过管道相连接。