六胺釩轉(zhuǎn)化氧化釩產(chǎn)品生產(chǎn)工藝、環(huán)?？刂蒲芯?/h1>
2020-07-01 01:49:38劉超宋波李海軍朱建巖王金龍
中國(guó)化工貿(mào)易·中旬刊 2020年3期
劉超 宋波 李海軍 朱建巖 王金龍
摘 要：在使用常規(guī)方法進(jìn)行六胺釩轉(zhuǎn)化為三氧化二釩、五氧化二釩均存在干燥系統(tǒng)設(shè)備易腐蝕，導(dǎo)致設(shè)備金屬本體及焊接連接處開(kāi)焊，造成設(shè)備強(qiáng)度降低，固件老化。布袋除塵器濾袋易腐蝕，揮發(fā)性氣體燃燒導(dǎo)致?lián)舸┎即劤森h(huán)保事故。煅燒過(guò)程中因氣體燃燒造成局部溫度高，入料端結(jié)圈。還原過(guò)程中因氣體分解過(guò)程較長(zhǎng)導(dǎo)致分解不徹底，最終造成全釩較低，出料端易粘結(jié)等種種弊病。造成生產(chǎn)、環(huán)保、工藝等事故。為避免上述弊端出現(xiàn)，本論文著手從工藝控制、設(shè)備改造選型、操作方法的改進(jìn)這三個(gè)方面入手，從根本上解決這些問(wèn)題，達(dá)到穩(wěn)定生產(chǎn)、避免事故的目的。
關(guān)鍵詞：六胺釩;轉(zhuǎn)化;環(huán)保
1 引言
柱宇公司采用常溫、有機(jī)物沉釩工藝所生產(chǎn)的含釩物質(zhì)六胺釩，在轉(zhuǎn)化為氧化釩產(chǎn)品過(guò)程中，需要經(jīng)歷中低溫干燥，高溫煅燒分解等環(huán)節(jié)，進(jìn)行氧化釩產(chǎn)品轉(zhuǎn)化。由于六胺釩的自身特性，較常規(guī)酸性銨鹽沉淀所得到的釩酸銨，具有低溫分解揮發(fā)有機(jī)氣體的性質(zhì)，揮發(fā)性可分解氣體物較多的性質(zhì)，揮發(fā)氣體同時(shí)具有可燃性、較強(qiáng)還原性及腐蝕性的特殊屬性。常規(guī)方法進(jìn)行六胺釩轉(zhuǎn)化為三氧化二釩、五氧化二釩均存在干燥系統(tǒng)設(shè)備易腐蝕，導(dǎo)致設(shè)備金屬本體及焊接連接處開(kāi)焊，造成設(shè)備強(qiáng)度降低，固件老化。
針對(duì)現(xiàn)有工藝，對(duì)設(shè)備、操作方法、工藝參數(shù)進(jìn)行改進(jìn)，使生產(chǎn)穩(wěn)定。
2 六胺釩的性質(zhì)
六胺釩的分解溫度在90℃左右。揮發(fā)氣體燃點(diǎn)在160℃
左右。分解溫度區(qū)間跨越90-550℃，分解時(shí)間達(dá)到30min左右。故此，生產(chǎn)實(shí)際得從上述六胺釩的化學(xué)性質(zhì)入手。從各個(gè)生產(chǎn)工序進(jìn)行調(diào)整，適應(yīng)此種物料的性質(zhì)。
3 干燥系統(tǒng)研究
①使用常規(guī)多釩酸銨生產(chǎn)時(shí)需保持布袋入口溫度保持在115℃以上、180℃以下，干燥熱風(fēng)爐入口溫度≥
150℃，因六胺釩的分解溫度低于水的蒸發(fā)溫度，在干燥過(guò)程中想要避免六胺釩分解揮發(fā)是難以實(shí)現(xiàn)的。閃蒸及盤干兩種干燥設(shè)備，均會(huì)出現(xiàn)不同程度的干燥揮發(fā)現(xiàn)象。故此對(duì)溫度的控制要在正常生產(chǎn)的前提下盡量降低，采取干燥熱風(fēng)溫度低于160℃（避免燃燒）、布袋溫度不高于120℃（確保蒸發(fā)又避免大量分解）的工藝參數(shù)進(jìn)行對(duì)六胺釩的進(jìn)行干燥;
②為防止布袋損壞腐蝕，采用最為耐腐蝕的PTFE覆膜布袋作為干燥濾袋;
③從操作上，為了避免揮發(fā)性氣體富集對(duì)設(shè)備本體進(jìn)行腐蝕，故此采取大量配風(fēng)的方式，采用低壓干燥的方式，稀釋揮發(fā)性氣體對(duì)設(shè)備本體的腐蝕;
④為了避免布袋燃燒受損，采用氮?dú)庾鳛榉创登鍜卟即?，可以起到保護(hù)布袋的作用。
4 煅燒、還原研究
①分解時(shí)間需滿足高于30min，按照這個(gè)區(qū)間，調(diào)整還原窯速，使煅燒時(shí)間足夠，最終調(diào)整窯速達(dá)到20Hz;
②分解段、溫度及時(shí)間需要滿足低于550℃，超過(guò)后易產(chǎn)生結(jié)圈現(xiàn)象。還原段或氧化段，需充分加溫，加速反應(yīng)，故在還原過(guò)程中需要提高溫度，調(diào)整氣氛。最終形成五個(gè)溫度區(qū)間：還原一區(qū)：480℃，還原二區(qū)：550℃，還原三區(qū)850℃，還原四區(qū)880℃，還原五區(qū)：550℃;
③還原氣氛的調(diào)整，揮發(fā)性氣體在還原窯內(nèi)，因揮發(fā)性氣體量較正常多釩酸銨多30%，導(dǎo)致廢氣增多，故采用降低窯壓，加速氣體流動(dòng)，適當(dāng)增大還原煤氣流量等方法，增加還原氣氛;
④六胺釩加多釩酸銨比例探索：
a.當(dāng)六胺釩：多釩酸銨比例為：1：0時(shí)，極易產(chǎn)生除塵布袋燒損現(xiàn)象，平均三個(gè)月即需要更換除塵布袋，正常不帶更換為每年一次，增加了生產(chǎn)成本，且生產(chǎn)出的三氧化二釩產(chǎn)品達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求;
b.當(dāng)六胺釩：多釩酸銨比例為：1：0.5時(shí)，極易還原分解不徹底現(xiàn)象，出料端出現(xiàn)粘結(jié)現(xiàn)象。三氧化二釩產(chǎn)品質(zhì)量差，且出料端堵塞，需人工進(jìn)行疏通，導(dǎo)致生產(chǎn)不順暢;
c.當(dāng)六胺釩：多釩酸銨比例為：1：0.5-1時(shí)，三氧化二釩產(chǎn)品質(zhì)量較好，但煅燒、還原反應(yīng)的波動(dòng)劇烈，操作難度高，出現(xiàn)事故頻率高;
d.當(dāng)六胺釩：多釩酸銨比例為：1：≥1時(shí)，三氧化二釩產(chǎn)品質(zhì)量大幅度提升，煅燒、還原反應(yīng)均順暢正常。
5 結(jié)論
在上述參數(shù)調(diào)整應(yīng)用過(guò)后，六胺釩累計(jì)使用150t，未出現(xiàn)生產(chǎn)、設(shè)備、工藝等方面事故。生產(chǎn)所得三氧化二釩的品質(zhì)符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
參考文獻(xiàn)：
[1]胡克俊.國(guó)內(nèi)外三氧化二釩提取工藝發(fā)展?fàn)顩r[J].鋼鐵釩鈦，1995（04）.
[2]陳東輝.釩產(chǎn)業(yè)2018年年度評(píng)價(jià)[J].河北冶金，2019（08）.
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針對(duì)現(xiàn)有工藝，對(duì)設(shè)備、操作方法、工藝參數(shù)進(jìn)行改進(jìn)，使生產(chǎn)穩(wěn)定。
2 六胺釩的性質(zhì)
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①使用常規(guī)多釩酸銨生產(chǎn)時(shí)需保持布袋入口溫度保持在115℃以上、180℃以下，干燥熱風(fēng)爐入口溫度≥
150℃，因六胺釩的分解溫度低于水的蒸發(fā)溫度，在干燥過(guò)程中想要避免六胺釩分解揮發(fā)是難以實(shí)現(xiàn)的。閃蒸及盤干兩種干燥設(shè)備，均會(huì)出現(xiàn)不同程度的干燥揮發(fā)現(xiàn)象。故此對(duì)溫度的控制要在正常生產(chǎn)的前提下盡量降低，采取干燥熱風(fēng)溫度低于160℃（避免燃燒）、布袋溫度不高于120℃（確保蒸發(fā)又避免大量分解）的工藝參數(shù)進(jìn)行對(duì)六胺釩的進(jìn)行干燥;
②為防止布袋損壞腐蝕，采用最為耐腐蝕的PTFE覆膜布袋作為干燥濾袋;
③從操作上，為了避免揮發(fā)性氣體富集對(duì)設(shè)備本體進(jìn)行腐蝕，故此采取大量配風(fēng)的方式，采用低壓干燥的方式，稀釋揮發(fā)性氣體對(duì)設(shè)備本體的腐蝕;
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③還原氣氛的調(diào)整，揮發(fā)性氣體在還原窯內(nèi)，因揮發(fā)性氣體量較正常多釩酸銨多30%，導(dǎo)致廢氣增多，故采用降低窯壓，加速氣體流動(dòng)，適當(dāng)增大還原煤氣流量等方法，增加還原氣氛;
④六胺釩加多釩酸銨比例探索：
a.當(dāng)六胺釩：多釩酸銨比例為：1：0時(shí)，極易產(chǎn)生除塵布袋燒損現(xiàn)象，平均三個(gè)月即需要更換除塵布袋，正常不帶更換為每年一次，增加了生產(chǎn)成本，且生產(chǎn)出的三氧化二釩產(chǎn)品達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求;
b.當(dāng)六胺釩：多釩酸銨比例為：1：0.5時(shí)，極易還原分解不徹底現(xiàn)象，出料端出現(xiàn)粘結(jié)現(xiàn)象。三氧化二釩產(chǎn)品質(zhì)量差，且出料端堵塞，需人工進(jìn)行疏通，導(dǎo)致生產(chǎn)不順暢;
c.當(dāng)六胺釩：多釩酸銨比例為：1：0.5-1時(shí)，三氧化二釩產(chǎn)品質(zhì)量較好，但煅燒、還原反應(yīng)的波動(dòng)劇烈，操作難度高，出現(xiàn)事故頻率高;
d.當(dāng)六胺釩：多釩酸銨比例為：1：≥1時(shí)，三氧化二釩產(chǎn)品質(zhì)量大幅度提升，煅燒、還原反應(yīng)均順暢正常。
5 結(jié)論
在上述參數(shù)調(diào)整應(yīng)用過(guò)后，六胺釩累計(jì)使用150t，未出現(xiàn)生產(chǎn)、設(shè)備、工藝等方面事故。生產(chǎn)所得三氧化二釩的品質(zhì)符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
參考文獻(xiàn)：
[1]胡克俊.國(guó)內(nèi)外三氧化二釩提取工藝發(fā)展?fàn)顩r[J].鋼鐵釩鈦，1995（04）.
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