閃爍旋流沸騰煅燒爐在高純氧化鉬生產中的應用

趙世友

ZHAO Shi-you

（沈陽職業技術學院，沈陽 110045）

0 引言

閃爍旋流沸騰煅燒技術是近十年發展起來的一門新技術。它是在流態化煅燒的基礎上，結合了流態化原理，形成的一門新興技術。在其基本理論的指導下，結合微積分的數學原理、流體力學、燃燒學等相關學科的基本理論，我們開發研制了新一代煅燒設備——閃爍旋流沸騰煅燒爐。

煅燒是適用于無機鹽的改性、分解、提純、氧化、還原提純、晶形轉化的化工工藝過程。

在鉬冶金過程中，大多數企業是將鉬精礦在回轉窯或多腔窯中煅燒，生產的焙燒砂，鉬的品位不高，雜質含量高、能源消耗大、處理能力小、環境污染治理難度大等問題。

為了解決鉬精礦的煅燒生產中的上述問題，我們采用了國內領先技術，最新的煅燒技術設備——閃爍旋流沸騰煅燒爐。（這一設備已經申請了國家發明專利，專利號：200910013081.8）

1 閃爍旋流沸騰煅燒爐結構特點

閃爍沸騰煅燒爐的基本結構（如圖1所示）是由燃燒室、加料裝置、導流柱、阿波羅漸開線型底座以及煅燒爐體幾部分構成。

1.1 燃燒室

燃燒室的設計結構是依據火焰的燃燒形狀及保證其充分燃燒的條件下的幾何結構而定的，這種結構形式和火焰的形式是一致的，這就能使燃燒機噴出的火焰能夠充分燃燒，使火焰達到清潔，不會留下沒有燃燒完的物質（Hs、C、Co、S），盡而不會污染煅燒的物料。

圖1 煅燒爐結構示意圖

1.2 高溫加料裝置

高溫加料裝置是連接燃燒室和主爐的過渡部分，這種設計結構是為了保證物料在下降過程中便于被熱氣流直接帶走不使之沉積，特別是在煅燒過程中某一個溫度段有溶融現象的物料也能順利地沸騰起來，因而不同的物料需要有不同的結構。這種結構相當是一種“文丘管”的結構，在加料過程實際上是使物料充分分散的過程，這種結構也是為了保證這一過程的充分實現。

圖2 鉬精礦煅燒工藝流程圖

1.3 擴散段和導流柱

擴散段和導流柱均在煅燒爐底部。擴散段采用了阿波羅漸開線型底座，倒流柱在底座的中心。這是一種旋轉加速結構，這種設計結構是為了保證物料的煅燒時間和流態化速度的，由于物料的不同，其比重和粒度也就不同，因而加速度也就不同，因此導流柱的粗細和擴散段的大小也就不同。

2 鉬精礦煅燒工藝和關鍵技術

2.1 鉬精礦煅燒工藝流程

鉬精礦煅燒工藝流程圖如圖2所示。

鉬精礦煅燒工藝關鍵設備是閃爍旋流沸騰煅燒爐系統設備，工藝技術的關鍵點和難點，一是旋流沸騰煅燒；二是高溫過濾；三是快速降溫；四是高溫回收；五是熱能的再利用。

2.2 閃爍旋流沸騰煅燒爐煅燒工作原理

需要煅燒的物料，經加料系統通過氣固混合進入煅燒爐旋轉加速段，同加熱系統加熱的高溫氣體進行充分混合后，呈旋流狀，作流態化運動，煅燒在16～28秒鐘瞬間完成后，進入氣固分離裝置，分離后的固體和氣體分別從排料口和排風口排出。

2.3 煅燒爐的性能

1）煅燒熱介質分布范圍廣，熱介質溫度300～1800℃；

2）煅燒爐結構可多樣化，不同的物料可采用不同結構的煅燒爐，同一結構的煅燒爐可實現產品的系列化；不同的物料煅燒的工藝要求不同，這樣煅燒爐的內襯材料也有不同的選擇；

3）根據不同的煅燒工藝，煅燒系統可多樣化；

4）煅燒爐要求煅燒的物料粒度大于100目；

5）煅燒爐的加熱裝置可根據生產工藝的要求采用不同的燃燒加熱方式。主要有直接式、間接式和多級式；

6）燃料可根據生產工藝，選擇不同的燃料。主要為固體的煤、液體的輕質油和重油、氣體為煤氣和天然氣。

2.4 煅燒系統技術特點

1）系統連續工作、瞬間煅燒，多溫、多壓點監控，實現了系統的全自動化在線控制；

2）氣固混合充分、煅燒比表面積大、煅燒時間短、生產穩定，確保了煅燒過程中產品品質的穩定，產品粒徑分布均勻；

3）煅燒后的產品一次性過篩率高，從而也確保了下游產品的品質；

4）整個系統是負壓操作，在封閉中進行生產，采用多級回收，回收率高，無污染，實現了文明生產；

5）煅燒尾氣可選配適當的冷卻器、干燥機進行系統組合，進而可實現熱能的充分利用；

圖3 煅燒爐工作原理

6）本系統設備可以一步實現，從硫化鉬到高純氧化鉬的生產；

7）煅燒尾氣經過處理可直接制酸，并能回收有價元素（鉬、錸）。既滿足了環保要求，又實現了廢氣的綜合利用。

隨著社會經濟水平的高速發展，企業自身的發展需要緊跟時代發展的步伐。傳統財務會計的存在，已經無法滿足數據時代的要求。因此，財務會計向管理會計的轉型是十分有必要的。對于企業設置管理會計的優勢主要表現在兩個方面：一方面，管理型會計能夠具備財務會計最基本的會計技能，方便處理財務數據；另一方面，管理型會計能夠具有一定的企業管理能力，可以實現相應的管理，另外管理型會計的存在還能夠對數據進行預測分析，能夠避免投資風險，降低企業運行的成本［1］。

3 在高純氧化鉬生產中的應用實例

3.1 年產5000噸高純氧化鉬的成套設備明細

年產5000噸高純氧化鉬的成套設備，選用?1200mm的閃爍旋流沸騰煅燒爐系統，其具體配套見下面明細表：

年產5000噸高純氧化鉬的成套設備明細表

3.2 年產5000噸高純氧化鉬的成套設備系統特點：

1）設備相對體積小，生產能力大；

用閃爍旋流沸騰煅燒爐其直徑為?1200mm；而直徑?2200mm回轉窯的年產能，才能達到2000噸。

2）結構簡單，不易損壞，易維護，費用低；

閃爍旋流沸騰煅燒爐就其結構而言是比較簡單的，有人形象比喻就如一個大煙囪。由于設備本身不運動，所以設備基本上沒有損壞。一般情況下，這一設備的使用壽命都在十五年以上。而回轉窯由于是在高溫下運動的設備，所以需要經常維修，因而維修費用高，使用壽命短。

3）設備緊湊，占地小，投資少，基建費用低；

4）熱有效利用高，熱能可回收利用；

熱有效利用率高，閃爍旋流沸騰煅燒爐的熱有效利用率可達70%以上，而回轉窯的，熱有效利用率不到30%。閃爍旋流沸騰煅燒爐剩余的熱量可以得到很好地再利用。如，接入干燥設備可作為干燥源使用；接入預熱裝置可為煅燒物料進行預熱，從而達到節能目的。

5）操作方便，容易控制；

閃爍旋流沸騰煅燒爐系統設備完全實現了從加料到包裝的自動化控制，同時也可以實現計算機的在線控制，這樣就大大節省了人力。整個系統設備基本上一個人即可。

6）生產的產品質量好，金相組成理想，物理性能穩定；

7）設備運行費用低；

閃爍旋流沸騰煅燒爐是一個靜止設備不需要任何動力，因而其本身也就沒有任何動力，其本身的運行費用也就近似于零。

8）煅燒速度快，從投料到回收僅用16～28秒；

9）煅燒比表面積大；

閃爍旋流沸騰煅燒爐是一種特殊流態化煅燒設備，煅燒比表面積比一般流態化煅燒設備大，傳質、傳熱效果好，不會產生熔融結塊，實現了物料的單顆粒煅燒，這是回轉窯、沸騰爐和多腔窯等是無法比擬的。

10）系統全負壓操作，工作環境好，環保。

3.3 年產5000噸高純氧化鉬的成套設備系統經濟效益測算

通過實驗數據和理論計算能耗指標分別如下：

煤耗/年：3456噸；

總裝機功率：265千瓦；

煤耗/噸產品：714公斤煤/噸產品；

電耗/噸：378度/噸產品；

注：文中提到的煤為標煤。

4 結論

新的閃爍旋流煅燒系統設備制取高純氧化鉬生產工藝技術，從根本上解決了原有生產工藝中的一些不可克服的缺陷，使能源消耗大大降低，從而使“碳”排放量大大降低。如這一新技術能在全行業推廣，將為節能減排，改善大氣環境做出應有的貢獻，并能取得良好的經濟效益和社會效益。

[1]安娜-瑪麗婭·比安什.傳熱學.大連：大連理工大學出版社，2008,02.

[2]王保國.傳熱學.北京：機械工業出版社,2009,01.