六胺钒转化氧化钒产品生产工艺、环保控制研究

2020-07-01刘超宋波李海军朱建岩王金龙

中国化工贸易·中旬刊 2020年3期

刘超　宋波　李海军　朱建岩　王金龙

摘要：在使用常规方法进行六胺钒转化为三氧化二钒、五氧化二钒均存在干燥系统设备易腐蚀，导致设备金属本体及焊接连接处开焊，造成设备强度降低，固件老化。布袋除尘器滤袋易腐蚀，挥发性气体燃烧导致击穿布袋，酿成环保事故。煅烧过程中因气体燃烧造成局部温度高，入料端结圈。还原过程中因气体分解过程较长导致分解不彻底，最终造成全钒较低，出料端易粘结等种种弊病。造成生产、环保、工艺等事故。为避免上述弊端出现，本论文着手从工艺控制、设备改造选型、操作方法的改进这三个方面入手，从根本上解决这些问题，达到稳定生产、避免事故的目的。

关键词：六胺钒;转化;环保

1 引言

柱宇公司采用常温、有机物沉钒工艺所生产的含钒物质六胺钒，在转化为氧化钒产品过程中，需要经历中低温干燥，高温煅烧分解等环节，进行氧化钒产品转化。由于六胺钒的自身特性，较常规酸性铵盐沉淀所得到的钒酸铵，具有低温分解挥发有机气体的性质，挥发性可分解气体物较多的性质，挥发气体同时具有可燃性、较强还原性及腐蚀性的特殊属性。常规方法进行六胺钒转化为三氧化二钒、五氧化二钒均存在干燥系统设备易腐蚀，导致设备金属本体及焊接连接处开焊，造成设备强度降低，固件老化。

针对现有工艺，对设备、操作方法、工艺参数进行改进，使生产稳定。

2 六胺钒的性质

六胺钒的分解温度在90℃左右。挥发气体燃点在160℃

左右。分解温度区间跨越90-550℃，分解时间达到30min左右。故此，生产实际得从上述六胺钒的化学性质入手。从各个生产工序进行调整，适应此种物料的性质。

3 干燥系统研究

①使用常规多钒酸铵生产时需保持布袋入口温度保持在115℃以上、180℃以下，干燥热风炉入口温度≥

150℃，因六胺钒的分解温度低于水的蒸发温度，在干燥过程中想要避免六胺钒分解挥发是难以实现的。闪蒸及盘干两种干燥设备，均会出现不同程度的干燥挥发现象。故此对温度的控制要在正常生产的前提下尽量降低，采取干燥热风温度低于160℃（避免燃烧）、布袋温度不高于120℃（确保蒸发又避免大量分解）的工艺参数进行对六胺钒的进行干燥;

②为防止布袋损坏腐蚀，采用最为耐腐蚀的PTFE覆膜布袋作为干燥滤袋;

③从操作上，为了避免挥发性气体富集对设备本体进行腐蚀，故此采取大量配风的方式，采用低压干燥的方式，稀释挥发性气体对设备本体的腐蚀;

④为了避免布袋燃烧受损，采用氮气作为反吹清扫布袋，可以起到保护布袋的作用。

4 煅烧、还原研究

①分解时间需满足高于30min，按照这个区间，调整还原窑速，使煅烧时间足够，最终调整窑速达到20Hz;

②分解段、温度及时间需要满足低于550℃，超过后易产生结圈现象。还原段或氧化段，需充分加温，加速反应，故在还原过程中需要提高温度，调整气氛。最终形成五个温度区间：还原一区：480℃，还原二区：550℃，还原三区850℃，还原四区880℃，还原五区：550℃;

③还原气氛的调整，挥发性气体在还原窑内，因挥发性气体量较正常多钒酸铵多30%，导致废气增多，故采用降低窑压，加速气体流动，适当增大还原煤气流量等方法，增加还原气氛;

④六胺钒加多钒酸铵比例探索：

a.当六胺钒：多钒酸铵比例为：1：0时，极易产生除尘布袋烧损现象，平均三个月即需要更换除尘布袋，正常不带更换为每年一次，增加了生产成本，且生产出的三氧化二钒产品达不到标准要求;

b.当六胺钒：多钒酸铵比例为：1：0.5时，极易还原分解不彻底现象，出料端出现粘结现象。三氧化二钒产品质量差，且出料端堵塞，需人工进行疏通，导致生产不顺畅;

c.当六胺钒：多钒酸铵比例为：1：0.5-1时，三氧化二钒产品质量较好，但煅烧、还原反应的波動剧烈，操作难度高，出现事故频率高;

d.当六胺钒：多钒酸铵比例为：1：≥1时，三氧化二钒产品质量大幅度提升，煅烧、还原反应均顺畅正常。