[發(fā)明專利]一種高效清潔氯化法制備高純五氧化二釩粉體的系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710161557.7
• 申請(qǐng)日: 2017-03-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108622936B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范川林;朱慶山;楊海濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所
• 主分類號(hào): C01G31/02
• 分類號(hào): C01G31/02
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟;侯桂麗

1.一種高效清潔氯化法制備高純五氧化二釩的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括加料工段(1)、氯化工段(2)、除塵淋洗工段(3)、提純工段(4)、催化氧化工段(5)、催化氧化產(chǎn)物加料工段(6)、預(yù)熱工段(7)和煅燒工段(8)；

所述加料工段(1)包括工業(yè)級(jí)釩氧化物料倉(cāng)(1-1)、工業(yè)級(jí)釩氧化物星形給料機(jī)(1-2)、碳源料倉(cāng)(1-3)、碳源星形給料機(jī)(1-4)、混料器(1-5)和混料器星形給料機(jī)(1-6)；

所述氯化工段(2)包括沸騰氯化爐進(jìn)料器(2-1)、沸騰氯化爐(2-2)、氯化爐旋風(fēng)分離器(2-3)、底流漿料噴嘴(2-4)、上清漿料噴嘴(2-5)和氯化殘?jiān)旁?2-6)；

所述除塵淋洗工段(3)包括刮刀除塵塔(3-1)、重力沉降塔(3-2)、一級(jí)淋洗塔(3-3)、漿化池(3-4)、二級(jí)淋洗塔(3-5)、三級(jí)淋洗塔(3-6)、四級(jí)淋洗塔(3-7)、離心過(guò)濾器(3-8)、活性炭吸附塔(3-9)和三氯氧釩漿料罐(3-10)；

所述提純工段(4)包括水解除雜釜(4-1)、蒸餾釜(4-2)、精餾塔(4-3)、三氯氧釩冷凝器(4-4)、三氯氧釩回流罐(4-5)和高純?nèi)妊踱C儲(chǔ)罐(4-6)；

所述催化氧化工段(5)包括三氯氧釩汽化器(5-1)、三氯氧釩噴嘴(5-2)、潔凈富氧空氣預(yù)熱器(5-3)、催化氧化流化床(5-4)、催化氧化流化床旋風(fēng)分離器(5-5)；催化氧化流化床排料器(5-6)和鹽酸冷凝吸收塔(5-7)；

所述催化氧化產(chǎn)物加料工段(6)包括催化氧化產(chǎn)物料倉(cāng)(6-1)和催化氧化產(chǎn)物星形給料機(jī)(6-2)；

所述預(yù)熱工段(7)包括預(yù)熱流化床進(jìn)料器(7-1)、預(yù)熱流化床(7-2)、預(yù)熱流化床排料器(7-3)和預(yù)熱流化床旋風(fēng)分離器(7-4)；

所述煅燒工段(8)包括煅燒流化床燃燒室(8-1)、煅燒流化床(8-2)、煅燒流化床旋風(fēng)分離器(8-3)、煅燒流化床排料器(8-4)和高純五氧化二釩料倉(cāng)(8-5)；

所述工業(yè)級(jí)釩氧化物料倉(cāng)(1-1)底部的出料口與所述工業(yè)級(jí)釩氧化物星形給料機(jī)(1-2)的進(jìn)料口相連接；所述碳源料倉(cāng)(1-3)底部的出料口與所述碳源星形給料機(jī)(1-4)的進(jìn)料口相連接；所述工業(yè)級(jí)釩氧化物星形給料機(jī)(1-2)的出料口和所述碳源星形給料機(jī)(1-4)的出料口均與所述混料器(1-5)的進(jìn)料口通過(guò)管道相連；所述混料器(1-5)底部的出料口與所述混料器星形給料機(jī)(1-6)的進(jìn)料口相連接；所述混料器星形給料機(jī)(1-6)的出料口與所述沸騰氯化爐進(jìn)料器(2-1)的進(jìn)料口通過(guò)管道相連接；

所述沸騰氯化爐進(jìn)料器(2-1)的排料口與所述沸騰氯化爐(2-2)上部的進(jìn)料口通過(guò)管道相連接；所述沸騰氯化爐進(jìn)料器(2-1)底部的進(jìn)氣口與工業(yè)氮?dú)饪偣芟噙B接；所述沸騰氯化爐(2-2)下部的進(jìn)氣口通過(guò)管道分別與氯氣氣源總管和工業(yè)氮?dú)饪偣芟噙B接；所述底流漿料噴嘴(2-4)位于所述沸騰氯化爐(2-2)上部；所述底流漿料噴嘴(2-4)的進(jìn)料口與所述三氯氧釩漿料罐(3-10)下部的底流出口通過(guò)管道相連接；所述上清漿料噴嘴(2-5)位于所述沸騰氯化爐(2-2)下部；所述上清漿料噴嘴(2-5)的進(jìn)料口與所述三氯氧釩漿料罐(3-10)中部的上清液出口通過(guò)管道相連接；所述氯化爐旋風(fēng)分離器(2-3)設(shè)置于所述沸騰氯化爐(2-2)的頂部中心；所述氯化爐旋風(fēng)分離器(2-3)頂部的出氣口通過(guò)管道與所述刮刀除塵塔(3-1)的熱煙氣入口相連接；所述沸騰氯化爐(2-2)下部的排渣口與所述氯化殘?jiān)旁?2-6)的進(jìn)料口通過(guò)管道相連接；所述氯化殘?jiān)旁?2-6)底部的進(jìn)氣口與工業(yè)氮?dú)饪偣芟噙B接；

所述刮刀除塵塔(3-1)頂部的三氯氧釩泥漿入口通過(guò)管道與所述漿化池(3-4)的泥漿出口相連接；所述刮刀除塵塔(3-1)頂部的三氯氧釩泥漿入口同時(shí)與所述蒸餾釜(4-2)的底流出口通過(guò)管道相連接；所述刮刀除塵塔(3-1)的出氣口與所述重力沉降塔(3-2)的進(jìn)氣口通過(guò)管道相連；所述重力沉降塔(3-2)的出氣口與所述一級(jí)淋洗塔(3-3)進(jìn)氣口通過(guò)管道相連；所述一級(jí)淋洗塔(3-3)的泥漿出口與所述漿化池(3-4)的泥漿入口通過(guò)管道相連；所述一級(jí)淋洗塔(3-3)的氣體出口與所述二級(jí)淋洗塔(3-5)的氣體入口通過(guò)管道相連；所述二級(jí)淋洗塔(3-5)的液體出口與所述離心過(guò)濾器(3-8)的液體入口通過(guò)管道相連；所述二級(jí)淋洗塔(3-5)的氣體出口與所述三級(jí)淋洗塔(3-6)的氣體入口通過(guò)管道相連；所述三級(jí)淋洗塔(3-6)的液體出口與所述離心過(guò)濾器(3-8)的液體入口通過(guò)管道相連；所述三級(jí)淋洗塔(3-6)的氣體出口與所述四級(jí)淋洗塔(3-7)的氣體入口通過(guò)管道相連；所述四級(jí)淋洗塔(3-7)的液體出口與所述離心過(guò)濾器(3-8)的液體入口通過(guò)管道相連；所述四級(jí)淋洗塔(3-7)的氣體出口與所述活性炭吸附塔(3-9)的氣體入口通過(guò)管道相連；所述離心過(guò)濾器(3-8)的上清液出口與所述水解除雜釜(4-1)的液體入口通過(guò)管道相連；所述離心過(guò)濾器(3-8)的漿料出口與所述三氯氧釩漿料罐(3-10)的漿料入口通過(guò)管道相連接；所述活性炭吸附塔(3-9)的氣體出口與尾氣處理系統(tǒng)的氣體入口通過(guò)管道相連接；

所述水解除雜釜(4-1)的液體出口與所述蒸餾釜(4-2)的液體入口通過(guò)管道相連接；所述蒸餾釜(4-2)的氣體出口與所述精餾塔(4-3)底部的氣體入口通過(guò)管道相連；所述蒸餾釜(4-2)的回流口與所述精餾塔(4-3)底部的液體回流出口通過(guò)管道相連接；所述精餾塔(4-3)頂部的氣體出口與所述三氯氧釩冷凝器(4-4)的進(jìn)氣口通過(guò)管道相連接；所述三氯氧釩冷凝器(4-4)的液體出口與所述三氯氧釩回流罐(4-5)的液體進(jìn)口通過(guò)管道相連接；所述三氯氧釩回流罐(4-5)的回流口與所述精餾塔(4-3)上部的液體回流口通過(guò)管道相連；所述三氯氧釩回流罐(4-5)的高純?nèi)妊踱C液體出口與所述高純?nèi)妊踱C儲(chǔ)罐(4-6)的進(jìn)液口通過(guò)管道相連接；所述高純?nèi)妊踱C儲(chǔ)罐(4-6)下部的液體出口與所述三氯氧釩汽化器(5-1)的液體進(jìn)口通過(guò)管道相連接；

所述三氯氧釩汽化器(5-1)的氣體出口與所述三氯氧釩噴嘴(5-2)氣體入口通過(guò)管道相連接；所述三氯氧釩噴嘴(5-2)的氣體入口同時(shí)與所述潔凈富氧空氣總管相連；所述三氯氧釩噴嘴(5-2)置于所述催化氧化流化床(5-4)中部偏下位置；所述潔凈富氧空氣預(yù)熱器(5-3)的進(jìn)氣口與潔凈富氧空氣總管相連；所述潔凈富氧空氣預(yù)熱器(5-3)的出氣口與所述催化氧化流化床(5-4)的流化氣入口通過(guò)管道相連接；所述催化氧化流化床(5-4)的潔凈水入口分別與潔凈水總管及潔凈富氧空氣總管相連；所述催化氧化流化床(5-4)的鹽酸入口與所述鹽酸冷凝吸收塔(5-7)的鹽酸出液口通過(guò)管道相連；所述催化氧化流化床旋風(fēng)分離器(5-5)置于所述催化氧化流化床(5-4)頂部中心；所述催化氧化流化床旋風(fēng)分離器(5-5)的氣體出口與所述鹽酸冷凝吸收塔(5-7)的氣體入口通過(guò)管道相連接；所述鹽酸冷凝吸收塔(5-7)的出氣口與氯氣循環(huán)系統(tǒng)的進(jìn)氣口相連；所述催化氧化流化床(5-4)底部的出料口與所述催化氧化流化床排料器(5-6)的進(jìn)料口通過(guò)管道相連接；所述催化氧化流化床排料器(5-6)底部的松動(dòng)風(fēng)入口與潔凈富氧空氣總管相連；所述催化氧化流化床排料器(5-6)的出料口與所述催化氧化產(chǎn)物料倉(cāng)(6-1)的進(jìn)料口通過(guò)管道相連；

所述催化氧化產(chǎn)物料倉(cāng)(6-1)的出料口與所述催化氧化產(chǎn)物星形給料機(jī)(6-2)的進(jìn)料口相連接；所述催化氧化產(chǎn)物星形給料機(jī)(6-2)的出料口與所述預(yù)熱流化床進(jìn)料器(7-1)的進(jìn)料口通過(guò)管道相連接；

所述預(yù)熱流化床進(jìn)料器(7-1)底部的松動(dòng)風(fēng)入口與凈化空氣總管相連接；所述預(yù)熱流化床進(jìn)料器(7-1)的出料口與所述預(yù)熱流化床(7-2)的進(jìn)料口通過(guò)管道相連接；所述預(yù)熱流化床(7-2)底部的高溫氣體入口與所述煅燒流化床旋風(fēng)分離器(8-3)的出氣口通過(guò)管道相連接；所述預(yù)熱流化床旋風(fēng)分離器(7-4) 置于所述預(yù)熱流化床(7-2)頂部中心；所述預(yù)熱流化床旋風(fēng)分離器(7-4)的出氣口通過(guò)管道與尾氣處理系統(tǒng)進(jìn)氣口相連；所述預(yù)熱流化床(7-2)的出料口與所述預(yù)熱流化床排料器(7-3)的進(jìn)料口通過(guò)管道相連；所述預(yù)熱流化床排料器(7-3)底部的松動(dòng)風(fēng)入口與凈化空氣總管相連接；所述預(yù)熱流化床排料器(7-3)的出料口與所述煅燒流化床(8-2)的進(jìn)料口通過(guò)管道相連；

所述煅燒流化床燃燒室(8-1)的燃料入口與潔凈燃料總管相連接；所述煅燒流化床燃燒室(8-1)的助燃風(fēng)入口與凈化空氣總管相連接；所述煅燒流化床燃燒室(8-1)的高溫氣體出口與所述煅燒流化床(8-2)的流化氣體入口通過(guò)管道相連接；所述煅燒流化床旋風(fēng)分離器(8-3)置于所述煅燒流化床(8-2)的頂部中心，所述煅燒流化床(8-2)的出料口與所述煅燒流化床排料器(8-4)的進(jìn)料口通過(guò)管道相連；所述煅燒流化床排料器(8-4)底部的松動(dòng)風(fēng)入口與凈化空氣總管相連接；所述煅燒流化床排料器(8-4)的出料口與所述高純五氧化二釩料倉(cāng)(8-5)的進(jìn)料口通過(guò)管道相連；所述高純五氧化二釩料倉(cāng)(8-5)底部設(shè)有帶閥門(mén)的排料口。