闪烁旋流沸腾煅烧炉在高纯氧化钼生产中的应用

赵世友

ZHAO Shi-you

（沈阳职业技术学院，沈阳 110045）

0 引言

闪烁旋流沸腾煅烧技术是近十年发展起来的一门新技术。它是在流态化煅烧的基础上，结合了流态化原理，形成的一门新兴技术。在其基本理论的指导下，结合微积分的数学原理、流体力学、燃烧学等相关学科的基本理论，我们开发研制了新一代煅烧设备——闪烁旋流沸腾煅烧炉。

煅烧是适用于无机盐的改性、分解、提纯、氧化、还原提纯、晶形转化的化工工艺过程。

在钼冶金过程中，大多数企业是将钼精矿在回转窑或多腔窑中煅烧，生产的焙烧砂，钼的品位不高，杂质含量高、能源消耗大、处理能力小、环境污染治理难度大等问题。

为了解决钼精矿的煅烧生产中的上述问题，我们采用了国内领先技术，最新的煅烧技术设备——闪烁旋流沸腾煅烧炉。（这一设备已经申请了国家发明专利，专利号：200910013081.8）

1 闪烁旋流沸腾煅烧炉结构特点

闪烁沸腾煅烧炉的基本结构（如图1所示）是由燃烧室、加料装置、导流柱、阿波罗渐开线型底座以及煅烧炉体几部分构成。

1.1 燃烧室

燃烧室的设计结构是依据火焰的燃烧形状及保证其充分燃烧的条件下的几何结构而定的，这种结构形式和火焰的形式是一致的，这就能使燃烧机喷出的火焰能够充分燃烧，使火焰达到清洁，不会留下没有燃烧完的物质（Hs、C、Co、S），尽而不会污染煅烧的物料。

图1 煅烧炉结构示意图

1.2 高温加料装置

高温加料装置是连接燃烧室和主炉的过渡部分，这种设计结构是为了保证物料在下降过程中便于被热气流直接带走不使之沉积，特别是在煅烧过程中某一个温度段有溶融现象的物料也能顺利地沸腾起来，因而不同的物料需要有不同的结构。这种结构相当是一种“文丘管”的结构，在加料过程实际上是使物料充分分散的过程，这种结构也是为了保证这一过程的充分实现。

图2 钼精矿煅烧工艺流程图

1.3 扩散段和导流柱

扩散段和导流柱均在煅烧炉底部。扩散段采用了阿波罗渐开线型底座，倒流柱在底座的中心。这是一种旋转加速结构，这种设计结构是为了保证物料的煅烧时间和流态化速度的，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，因此导流柱的粗细和扩散段的大小也就不同。

2 钼精矿煅烧工艺和关键技术

2.1 钼精矿煅烧工艺流程

钼精矿煅烧工艺流程图如图2所示。

钼精矿煅烧工艺关键设备是闪烁旋流沸腾煅烧炉系统设备，工艺技术的关键点和难点，一是旋流沸腾煅烧；二是高温过滤；三是快速降温；四是高温回收；五是热能的再利用。

2.2 闪烁旋流沸腾煅烧炉煅烧工作原理

需要煅烧的物料，经加料系统通过气固混合进入煅烧炉旋转加速段，同加热系统加热的高温气体进行充分混合后，呈旋流状，作流态化运动，煅烧在16～28秒钟瞬间完成后，进入气固分离装置，分离后的固体和气体分别从排料口和排风口排出。

2.3 煅烧炉的性能

1）煅烧热介质分布范围广，热介质温度300～1800℃；

2）煅烧炉结构可多样化，不同的物料可采用不同结构的煅烧炉，同一结构的煅烧炉可实现产品的系列化；不同的物料煅烧的工艺要求不同，这样煅烧炉的内衬材料也有不同的选择；

3）根据不同的煅烧工艺，煅烧系统可多样化；

4）煅烧炉要求煅烧的物料粒度大于100目；

5）煅烧炉的加热装置可根据生产工艺的要求采用不同的燃烧加热方式。主要有直接式、间接式和多级式；

6）燃料可根据生产工艺，选择不同的燃料。主要为固体的煤、液体的轻质油和重油、气体为煤气和天然气。

2.4 煅烧系统技术特点

1）系统连续工作、瞬间煅烧，多温、多压点监控，实现了系统的全自动化在线控制；

2）气固混合充分、煅烧比表面积大、煅烧时间短、生产稳定，确保了煅烧过程中产品品质的稳定，产品粒径分布均匀；

3）煅烧后的产品一次性过筛率高，从而也确保了下游产品的品质；

4）整个系统是负压操作，在封闭中进行生产，采用多级回收，回收率高，无污染，实现了文明生产；

5）煅烧尾气可选配适当的冷却器、干燥机进行系统组合，进而可实现热能的充分利用；

图3 煅烧炉工作原理

6）本系统设备可以一步实现，从硫化钼到高纯氧化钼的生产；

7）煅烧尾气经过处理可直接制酸，并能回收有价元素（钼、铼）。既满足了环保要求，又实现了废气的综合利用。

随着社会经济水平的高速发展，企业自身的发展需要紧跟时代发展的步伐。传统财务会计的存在，已经无法满足数据时代的要求。因此，财务会计向管理会计的转型是十分有必要的。对于企业设置管理会计的优势主要表现在两个方面：一方面，管理型会计能够具备财务会计最基本的会计技能，方便处理财务数据；另一方面，管理型会计能够具有一定的企业管理能力，可以实现相应的管理，另外管理型会计的存在还能够对数据进行预测分析，能够避免投资风险，降低企业运行的成本［1］。

3 在高纯氧化钼生产中的应用实例

3.1 年产5000吨高纯氧化钼的成套设备明细

年产5000吨高纯氧化钼的成套设备，选用Ø1200mm的闪烁旋流沸腾煅烧炉系统，其具体配套见下面明细表：

年产5000吨高纯氧化钼的成套设备明细表

3.2 年产5000吨高纯氧化钼的成套设备系统特点：

1）设备相对体积小，生产能力大；

用闪烁旋流沸腾煅烧炉其直径为Ø1200mm；而直径Ø2200mm回转窑的年产能，才能达到2000吨。

2）结构简单，不易损坏，易维护，费用低；

闪烁旋流沸腾煅烧炉就其结构而言是比较简单的，有人形象比喻就如一个大烟囱。由于设备本身不运动，所以设备基本上没有损坏。一般情况下，这一设备的使用寿命都在十五年以上。而回转窑由于是在高温下运动的设备，所以需要经常维修，因而维修费用高，使用寿命短。

3）设备紧凑，占地小，投资少，基建费用低；

4）热有效利用高，热能可回收利用；

热有效利用率高，闪烁旋流沸腾煅烧炉的热有效利用率可达70%以上，而回转窑的，热有效利用率不到30%。闪烁旋流沸腾煅烧炉剩余的热量可以得到很好地再利用。如，接入干燥设备可作为干燥源使用；接入预热装置可为煅烧物料进行预热，从而达到节能目的。

5）操作方便，容易控制；

闪烁旋流沸腾煅烧炉系统设备完全实现了从加料到包装的自动化控制，同时也可以实现计算机的在线控制，这样就大大节省了人力。整个系统设备基本上一个人即可。

6）生产的产品质量好，金相组成理想，物理性能稳定；

7）设备运行费用低；

闪烁旋流沸腾煅烧炉是一个静止设备不需要任何动力，因而其本身也就没有任何动力，其本身的运行费用也就近似于零。

8）煅烧速度快，从投料到回收仅用16～28秒；

9）煅烧比表面积大；

闪烁旋流沸腾煅烧炉是一种特殊流态化煅烧设备，煅烧比表面积比一般流态化煅烧设备大，传质、传热效果好，不会产生熔融结块，实现了物料的单颗粒煅烧，这是回转窑、沸腾炉和多腔窑等是无法比拟的。

10）系统全负压操作，工作环境好，环保。

3.3 年产5000吨高纯氧化钼的成套设备系统经济效益测算

通过实验数据和理论计算能耗指标分别如下：

煤耗/年：3456吨；

总装机功率：265千瓦；

煤耗/吨产品：714公斤煤/吨产品；

电耗/吨：378度/吨产品；

注：文中提到的煤为标煤。

4 结论

新的闪烁旋流煅烧系统设备制取高纯氧化钼生产工艺技术，从根本上解决了原有生产工艺中的一些不可克服的缺陷，使能源消耗大大降低，从而使“碳”排放量大大降低。如这一新技术能在全行业推广，将为节能减排，改善大气环境做出应有的贡献，并能取得良好的经济效益和社会效益。

[1]安娜-玛丽娅·比安什.传热学.大连：大连理工大学出版社，2008,02.

[2]王保国.传热学.北京：机械工业出版社,2009,01.