鋰輝石是目前鋰化學製品的主要工業礦物原料。溴化鋰、氯化鋰、氫氧化鋰等鋰化合物廣泛用於空調、製冷、除濕和空氣淨化;丁基鋰用作主體異性橡膠和合成橡膠的聚合催化劑;鋰基潤滑脂用於軍事機械化裝備、石油化工設備、精密儀表等。鋰電池用於心髒起搏器、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於原子能、航空、航天、軍事、冶金、電子、玻璃、陶瓷、機械製造等工業部門。鋰的用途在不斷擴大,正在開拓的新用途是用於可控熱核聚變堆和碳酸鋰溶液燃料電池等。鋰是未來的“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;經過加熱到1150℃~1200℃,會轉變成β型鋰輝石;在更高的溫度下β型鋰輝石會轉變成γ型的鋰輝石。α型鋰輝石為單斜晶係,結構致密,化學惰性大,除氫氟酸外幾乎不與各種酸、堿反應,所以不宜直接提鋰。β型xing鋰li輝hui石shi為wei四si方fang晶jing型xing,由you於yu晶jing型xing的de轉zhuan變bian礦kuang物wu的de物wu理li化hua學xue性xing質zhi也ye產chan生sheng明ming顯xian的de變bian化hua,能neng與yu酸suan堿jian產chan生sheng反fan應ying,適shi於yu鋰li的de提ti取qu。因yin此ci鋰li輝hui石shi的de晶jing型xing轉zhuan變bian焙bei燒shao工gong藝yi是shi整zheng個ge提ti鋰li工gong藝yi的de基ji礎chu,晶jing型xing轉zhuan換huan焙bei燒shao的de質zhi量liang好hao壞huai直zhi接jie影ying響xiang鋰li的de回hui收shou率lv。
在進行焙燒過程中,需要對回轉窯窯尾煙氣進行處理。傳統的處理工藝如圖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,必將導致排放不達標,造成嚴重的環境汙染;
2、靜電除塵精度降低,效果不穩定,使得氣體中粉塵含量較高,超過排放標準;
3、靜電除塵維護難,效率低;
4、煙氣中粉塵含量多,對脫硫係統效率和難度都大為提高。
SCR( Selective Catalytic Reduction)即(ji)為(wei)選(xuan)擇(ze)性(xing)催(cui)化(hua)還(hai)原(yuan)技(ji)術(shu),目(mu)前(qian)氨(an)催(cui)化(hua)還(hai)原(yuan)法(fa)是(shi)應(ying)用(yong)得(de)較(jiao)多(duo)的(de)脫(tuo)氨(an)氮(dan)技(ji)術(shu)。它(ta)沒(mei)有(you)副(fu)產(chan)物(wu),不(bu)形(xing)成(cheng)二(er)次(ci)汙(wu)染(ran),裝(zhuang)置(zhi)結(jie)構(gou)簡(jian)單(dan),並(bing)且(qie)脫(tuo)除(chu)效(xiao)率(lv)高(gao)(可達90%以上),運行可靠,便於維護等優點。
該類技術的選擇性是指在催化劑的作用和在氧氣存在條件下,NH3優先和NOx發生還原脫除反應,生成氮氣和水,而不和煙氣中的氧進行氧化反應,其主要反應式為:
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O (1)
2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O (2)
在沒有催化劑的情況下,上述化學反應隻是在很窄的溫度範圍內( 980℃左右 )進行,采用催化劑時其反應溫度可控製在300~400℃下(xia)進(jin)行(xing),相(xiang)當(dang)於(yu)鍋(guo)爐(lu)省(sheng)煤(mei)器(qi)與(yu)空(kong)氣(qi)預(yu)熱(re)器(qi)之(zhi)間(jian)的(de)煙(yan)氣(qi)溫(wen)度(du),使(shi)其(qi)很(hen)好(hao)的(de)適(shi)配(pei)於(yu)電(dian)力(li)行(xing)業(ye)的(de)尾(wei)氣(qi)脫(tuo)硝(xiao),而(er)該(gai)技(ji)術(shu)目(mu)前(qian)也(ye)主(zhu)要(yao)應(ying)用(yong)於(yu)電(dian)力(li)行(xing)業(ye)。
為解決現有技術的不足,本發明提供了一種鋰輝石焙燒回轉窯窯尾煙氣的處理方法及係統,解決鋰生產尾氣的整體排放問題,利用和實現高溫煙氣除塵、脫硝和脫硫。
本發明解決上述技術問題的技術方案如下:
一種鋰輝石焙燒回轉窯窯尾煙氣的處理方法,包括以下步驟:
1)將鋰輝石焙燒後得到的尾氣通過高溫過濾進行過濾,得到過濾後尾氣。
具體的,步驟1 )中:通過高溫膜進行高溫過濾,過濾後尾氣的溫度為320~360℃,過濾後尾氣的粉塵濃度小於30mg/m3。
一方麵,鋰輝石焙燒通常使用回轉窯,出窯煙氣的溫度通常在360~400℃。該高溫煙氣經過高溫膜的高溫過濾,溫度仍然能維持在320~360℃。
另一方麵,過濾後尾氣可通入催化脫硝( SCR )係統進行脫硝。如前文所述,該類反應的催化溫度可控製在300~400℃,而通過前述高溫過濾後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、甚至溫度控製的情況下,即可將過濾後尾氣直接進行脫硝。
再一方麵,經過高溫過濾,過濾後尾氣中粉塵大大減少,從而保證催化脫硝係統中催化劑的使用壽命。
2)將步驟1)得到的過濾後尾氣通過催化脫硝進行脫硝,得到脫硝後尾氣。
具體的,步驟2)中:脫硝後尾氣的溫度為300~330℃;脫硝效率大於等於90%。
3)將步驟2)得到的脫硝後尾氣進行降溫,得到降溫後尾氣。
具體的,步驟3)中:降溫後尾氣的溫度為120~150℃,降溫方式為空冷。
4)將步驟3)得到的降溫後尾氣進行脫硫,得到脫硫後尾氣。
5)排放。
本發明還提供了一種鋰輝石焙燒回轉窯窯尾煙氣的處理係統,沿物料流向,包括依次串聯的回轉窯、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,粉塵經高溫過濾膜攔截,攔截效率可達99 .99%以上,淨氣進入SCR係統進行脫硝,脫硝後氣體經空冷器後進入脫硫係統,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、出氣口以及設置在所述進氣口和所述出氣口之間的垂直於物料流向的高溫膜。
具體的,所述高溫膜為金屬間化合物膜、陶瓷膜、金屬膜或金屬燒結膜。工作溫度可在320~360℃,從而適用於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。該類膜材料可來自於現有技術,例如通過購買的方式得到,例如:成都易態科技有限公司生產的鋁係金屬間化合物膜(FeAl、TiAl、NiAl等)。
陶瓷膜:陶瓷膜( ceramic membrane )又you稱cheng無wu機ji陶tao瓷ci膜mo,是shi以yi無wu機ji陶tao瓷ci材cai料liao經jing特te殊shu工gong藝yi製zhi備bei而er形xing成cheng的de非fei對dui稱cheng膜mo。該gai類lei膜mo材cai料liao可ke來lai自zi於yu現xian有you技ji術shu,例li如ru通tong過guo購gou買mai的de方fang式shi得de到dao,例li如ru:波爾公司生產的飛灰過濾器用的高溫陶瓷濾芯等。
金屬膜:以多孔不鏽鋼為基體、TiO2陶瓷為膜層材料的金屬-陶瓷複合型的無機膜。該類膜材料可來自於現有技術,例如通過購買的方式得到,例如:西安寶德生產的鈦、不鏽鋼多孔材料,等。
金屬燒結膜:由金屬燒結材料(又稱燒結金屬材料 )料形成。該類膜材料可來自於
現有技術,例如通過購買的方式得到,例如:西安寶德的燒結金屬絲網多孔材料,等。
總體上,本發明所提供的技術方案基於金屬間化合物過濾材料及其他高溫過濾材料(如陶瓷、金屬燒結材料等)的特點以及高溫煙氣過濾技術的應用,將原有SCR的應用技術進行創新,在煙氣高溫階段進行煙氣淨化,淨化後的煙氣進行SCR催化反應實現脫硝,而後氣體進行脫硫處理,達到排放標準。
技術方案優點:
1、對回轉窯窯尾煙氣進行過濾,將煙氣中的粉塵進行攔截,潔淨氣體進行SCR係統進行催化脫硝,而後進行後續係統進行脫硫,直至後麵達標排放;
2、進行了高溫除塵淨化,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、充分利用了高溫煙氣的熱量,在高溫階段進行除塵,無需對煙氣進行再加熱,降低了係統運行成本。