鋰(li)輝石(shi)是目(mu)前鋰(li)化學制品(pin)的(de)主(zhu)要工(gong)業(ye)礦物原(yuan)料。溴(xiu)化鋰(li)、氯(lv)化鋰(li)、氫氧化鋰(li)等(deng)鋰(li)化合(he)物廣泛用(yong)(yong)于(yu)空調、制冷、除濕和空氣凈化;丁基鋰(li)用(yong)(yong)作主(zhu)體異(yi)性橡膠和合(he)成橡膠的(de)聚(ju)(ju)合(he)催化劑;鋰(li)基潤(run)滑脂用(yong)(yong)于(yu)軍(jun)事(shi)機(ji)械化裝備、石(shi)油化工(gong)設備、精密儀表等(deng)。鋰(li)電(dian)池用(yong)(yong)于(yu)心臟(zang)起搏器(qi)、助聽(ting)器(qi)、袖(xiu)珍計算機(ji)、閃(shan)光燈、電(dian)子手表等(deng)電(dian)子器(qi)件。金(jin)屬(shu)鋰(li)和鋰(li)材還廣泛用(yong)(yong)于(yu)原(yuan)子能、航空、航天、軍(jun)事(shi)、冶(ye)金(jin)、電(dian)子、玻璃、陶瓷、機(ji)械制造等(deng)工(gong)業(ye)部門。鋰(li)的(de)用(yong)(yong)途在(zai)不斷擴大，正在(zai)開(kai)拓的(de)新用(yong)(yong)途是用(yong)(yong)于(yu)可(ke)控(kong)熱核(he)聚(ju)(ju)變堆(dui)和碳(tan)酸鋰(li)溶液燃料電(dian)池等(deng)。鋰(li)是未來的(de)“能源(yuan)”金(jin)屬(shu)，可(ke)望成為給(gei)人類長期(qi)供給(gei)能源(yuan)的(de)重要燃料。
鋰(li)(li)(li)輝(hui)(hui)石(shi)有三種(zhong)晶(jing)(jing)型(xing)(xing)，天然的(de)(de)(de)稱作(zuo)α型(xing)(xing)鋰(li)(li)(li)輝(hui)(hui)石(shi);經(jing)過加熱到1150℃～1200℃，會轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)成β型(xing)(xing)鋰(li)(li)(li)輝(hui)(hui)石(shi);在更高的(de)(de)(de)溫度下β型(xing)(xing)鋰(li)(li)(li)輝(hui)(hui)石(shi)會轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)成γ型(xing)(xing)的(de)(de)(de)鋰(li)(li)(li)輝(hui)(hui)石(shi)。α型(xing)(xing)鋰(li)(li)(li)輝(hui)(hui)石(shi)為(wei)單斜晶(jing)(jing)系(xi)，結構致(zhi)密，化(hua)學惰性大，除氫氟(fu)酸外幾乎不與各種(zhong)酸、堿反應(ying)(ying)，所以不宜直接(jie)提(ti)(ti)鋰(li)(li)(li)。β型(xing)(xing)鋰(li)(li)(li)輝(hui)(hui)石(shi)為(wei)四方晶(jing)(jing)型(xing)(xing)，由于晶(jing)(jing)型(xing)(xing)的(de)(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)礦物(wu)的(de)(de)(de)物(wu)理化(hua)學性質也產(chan)生(sheng)明顯(xian)的(de)(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)，能與酸堿產(chan)生(sheng)反應(ying)(ying)，適(shi)于鋰(li)(li)(li)的(de)(de)(de)提(ti)(ti)取。因(yin)此鋰(li)(li)(li)輝(hui)(hui)石(shi)的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)型(xing)(xing)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)焙燒(shao)工藝是整(zheng)個(ge)提(ti)(ti)鋰(li)(li)(li)工藝的(de)(de)(de)基礎，晶(jing)(jing)型(xing)(xing)轉(zhuan)(zhuan)換焙燒(shao)的(de)(de)(de)質量好壞直接(jie)影響鋰(li)(li)(li)的(de)(de)(de)回收率。
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(qi)處理(li)中(zhong)沒有對氮氧化物進行處理(li)，必將導致排(pai)放不達(da)標(biao)，造(zao)成嚴重的環(huan)境污(wu)染；
2、靜電除塵精度降低，效果不穩定，使得氣體(ti)中粉(fen)塵含量(liang)較(jiao)高，超(chao)過排放標準；
3、靜電(dian)除塵維護難，效率低(di)；
4、煙氣中粉(fen)塵含量多(duo)，對(dui)脫硫系統(tong)效(xiao)率和難度都大為提(ti)高。
SCR( Selective Catalytic Reduction)即為選擇性催(cui)化(hua)還原技(ji)術，目(mu)前氨(an)(an)催(cui)化(hua)還原法是應用得較多的脫(tuo)氨(an)(an)氮技(ji)術。它沒有副(fu)產(chan)物，不形(xing)成二次污染，裝置結構簡單(dan)，并且(qie)脫(tuo)除效(xiao)率高(可(ke)(ke)達90%以上)，運(yun)行可(ke)(ke)靠，便(bian)于維護(hu)等優點(dian)。
該(gai)類(lei)技術的選擇性(xing)是指在(zai)催化劑的作(zuo)用和在(zai)氧(yang)氣(qi)(qi)存在(zai)條件下(xia)，NH3優先和NOx發生還(huan)原脫(tuo)除(chu)反應，生成氮氣(qi)(qi)和水(shui)，而不和煙氣(qi)(qi)中(zhong)的氧(yang)進(jin)行(xing)氧(yang)化反應，其(qi)主要反應式為：
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O (1)
2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O (2)
在(zai)沒(mei)有(you)催化劑的(de)情況下，上述化學反應只是在(zai)很窄的(de)溫度(du)(du)范圍內( 980℃左右(you) )進行(xing)，采用(yong)催化劑時(shi)其(qi)反應溫度(du)(du)可控(kong)制在(zai)300～400℃下進行(xing)，相(xiang)當(dang)于(yu)鍋爐(lu)省煤器(qi)與空(kong)氣(qi)預(yu)熱器(qi)之間的(de)煙氣(qi)溫度(du)(du)，使其(qi)很好(hao)的(de)適(shi)配于(yu)電力行(xing)業(ye)的(de)尾(wei)氣(qi)脫硝，而(er)該技術(shu)目前(qian)也主(zhu)要應用(yong)于(yu)電力行(xing)業(ye)。
為解決現有(you)技術的不足，本發明提供了一(yi)種鋰(li)輝石焙燒回轉窯(yao)窯(yao)尾煙氣(qi)(qi)的處理方法(fa)及系統，解決鋰(li)生產尾氣(qi)(qi)的整體(ti)排(pai)放問題，利用和(he)實現(xian)高溫(wen)煙氣(qi)(qi)除塵(chen)、脫硝和(he)脫硫。
本發明(ming)解決(jue)上述(shu)技術(shu)問題的(de)技術(shu)方案如下：
一種鋰(li)輝(hui)石焙(bei)燒回轉窯(yao)窯(yao)尾(wei)煙氣的處理方(fang)法，包(bao)括以下步驟：
1)將鋰輝(hui)石焙燒后得(de)到的尾氣(qi)通(tong)過(guo)高溫(wen)過(guo)濾(lv)進行過(guo)濾(lv)，得(de)到過(guo)濾(lv)后尾氣(qi)。
具(ju)體(ti)的，步驟1 )中：通過高溫(wen)膜進行高溫(wen)過濾，過濾后尾氣的溫(wen)度(du)為320～360℃，過濾后尾氣(qi)的粉塵濃(nong)度小(xiao)于30mg/m3。
一方面，鋰(li)輝石焙燒通常(chang)使(shi)用回(hui)轉窯，出窯煙氣(qi)的溫(wen)度通常(chang)在360～400℃。該高(gao)(gao)溫(wen)煙氣(qi)經過高(gao)(gao)溫(wen)膜的高(gao)(gao)溫(wen)過濾，溫(wen)度仍然能維持在320～360℃。
另一方面，過(guo)濾(lv)后尾(wei)氣(qi)可(ke)通入催化(hua)(hua)脫(tuo)硝(xiao)( SCR )系統進行脫(tuo)硝(xiao)。如前文(wen)所述(shu)，該類反應的催化(hua)(hua)溫(wen)(wen)度可(ke)控(kong)制在(zai)300～400℃，而通過(guo)前述(shu)高溫(wen)(wen)過(guo)濾(lv)后320～360℃的尾(wei)氣(qi)，剛(gang)好(hao)與催化(hua)(hua)脫(tuo)硝(xiao)的溫(wen)(wen)度適配，從(cong)而在(zai)基本(ben)上不需(xu)要做升(sheng)溫(wen)(wen)或降溫(wen)(wen)處理、甚(shen)至溫(wen)(wen)度控(kong)制的情況(kuang)下，即可(ke)將過(guo)濾(lv)后尾(wei)氣(qi)直接(jie)進行脫(tuo)硝(xiao)。
再一方面，經(jing)過(guo)高(gao)溫過(guo)濾，過(guo)濾后尾(wei)氣中粉塵大大減(jian)少，從而保證催化脫硝系統中催化劑的(de)使用壽命。
2)將步驟1)得到的過濾后(hou)尾氣通過催化(hua)脫(tuo)硝進行(xing)脫(tuo)硝，得到脫(tuo)硝后(hou)尾氣。
具體的(de)，步驟2)中：脫(tuo)硝(xiao)后尾氣的(de)溫度為300～330℃;脫(tuo)硝(xiao)效率大于等于90%。
3)將步(bu)驟(zou)2)得(de)到的(de)脫硝后(hou)尾(wei)(wei)氣進(jin)行降溫(wen)，得(de)到降溫(wen)后(hou)尾(wei)(wei)氣。
具體的(de)，步驟3)中：降(jiang)溫(wen)(wen)后尾氣(qi)的(de)溫(wen)(wen)度為120～150℃，降(jiang)溫(wen)(wen)方(fang)式為空冷。
4)將步驟3)得到的降溫后(hou)尾氣進行脫(tuo)硫(liu)，得到脫(tuo)硫(liu)后(hou)尾氣。
5)排(pai)放。
本發明還提供了一種鋰(li)輝石焙燒回轉窯窯尾煙氣的處理(li)系統，沿物料(liao)流向，包括依次串聯的回轉窯、高溫膜過(guo)濾裝(zhuang)置、催(cui)化脫硝裝(zhuang)置、空冷器、脫硫裝(zhuang)置以及(ji)排放裝(zhuang)置。
煙(yan)氣進入(ru)(ru)高溫膜(mo)過濾(lv)裝置，粉塵經高溫過濾(lv)膜(mo)攔截，攔截效率(lv)可達99 .99%以上，凈(jing)氣進入(ru)(ru)SCR系(xi)統進行(xing)脫(tuo)硝，脫(tuo)硝后(hou)(hou)氣體(ti)經空(kong)冷器后(hou)(hou)進入(ru)(ru)脫(tuo)硫系(xi)統，脫(tuo)硫煙(yan)氣可直接進行(xing)排放。
具體的(de)，所述高溫膜過濾裝置至少(shao)包括進(jin)氣口、出(chu)氣口以及設置在所述進(jin)氣口和所述出(chu)氣口之(zhi)間的(de)垂直于物料(liao)流向的(de)高溫膜。
具體(ti)的，所(suo)述高溫膜(mo)(mo)(mo)(mo)為金(jin)屬(shu)(shu)間(jian)化合物膜(mo)(mo)(mo)(mo)、陶瓷膜(mo)(mo)(mo)(mo)、金(jin)屬(shu)(shu)膜(mo)(mo)(mo)(mo)或金(jin)屬(shu)(shu)燒結膜(mo)(mo)(mo)(mo)。工(gong)作(zuo)溫度可(ke)在320～360℃，從而適用于鋰輝石(shi)焙燒尾(wei)氣(qi)的過濾。
具體的(de)，所述高溫(wen)膜(mo)的(de)孔徑為5～20μm，孔隙(xi)率為30～45%。
金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)間(jian)化(hua)合(he)物膜(mo)：由金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)間(jian)化(hua)合(he)物形成(cheng)的膜(mo)。金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)間(jian)化(hua)合(he)物( intermetalliccompound )是指(zhi)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)與(yu)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)、金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)與(yu)類金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)之間(jian)以金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)鍵(jian)或共價鍵(jian)形式(shi)結(jie)合(he)而成(cheng)的化(hua)合(he)物。
在金屬(shu)間(jian)化(hua)合物(wu)中的(de)原(yuan)子遵循(xun)著某種有序化(hua)的(de)排列(lie)。例(li)如(ru)，Cu6Sn15、Cu3Sn、CuZn、InSb、GaAs、CdSe等(deng)都是(shi)金屬(shu)間(jian)化(hua)合物(wu)。該類膜(mo)材料可來自于(yu)現(xian)有技術，例(li)如(ru)通過購買的(de)方式得到，例(li)如(ru)：成(cheng)都易態科技有限公司生產(chan)的(de)鋁系金屬(shu)間(jian)化(hua)合物(wu)膜(mo)(FeAl、TiAl、NiAl等(deng))。
陶瓷(ci)膜(mo)：陶瓷(ci)膜(mo)( ceramic membrane )又(you)稱(cheng)無機(ji)陶瓷(ci)膜(mo)，是以無機(ji)陶瓷(ci)材料經特(te)殊工藝制備(bei)而形(xing)成的非(fei)對稱(cheng)膜(mo)。該(gai)類膜(mo)材料可來自于(yu)現有技術，例(li)如(ru)通過(guo)(guo)購買的方(fang)式得到，例(li)如(ru)：波爾公司(si)生產的飛灰過(guo)(guo)濾器用的高溫陶瓷(ci)濾芯等。
金(jin)屬(shu)膜：以多孔(kong)不(bu)銹鋼(gang)為基體、TiO2陶瓷(ci)為膜層材(cai)料(liao)的金(jin)屬(shu)-陶瓷(ci)復(fu)合(he)型的無機(ji)膜。該類膜材(cai)料(liao)可來自于現有技術，例(li)如(ru)通過購買的方(fang)式得到，例(li)如(ru)：西(xi)安寶(bao)德生產的鈦(tai)、不(bu)銹鋼(gang)多孔(kong)材(cai)料(liao)，等。
金屬(shu)燒結(jie)膜：由金屬(shu)燒結(jie)材(cai)料(又稱燒結(jie)金屬(shu)材(cai)料 )料形成。該類膜材(cai)料可(ke)來自于
現有技術，例如通過購(gou)買的方式得到，例如：西安寶德的燒結(jie)金屬絲網(wang)多孔材(cai)料，等。
總體(ti)上，本(ben)發明所提供(gong)的技(ji)術方案基于(yu)金(jin)屬間化合物過濾(lv)材(cai)料及其他(ta)高(gao)溫(wen)過濾(lv)材(cai)料(如陶(tao)瓷(ci)、金(jin)屬燒結材(cai)料等(deng))的特點(dian)以及高(gao)溫(wen)煙氣過濾(lv)技(ji)術的應(ying)用，將原有(you)SCR的應(ying)用技(ji)術進(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)創新，在煙氣高(gao)溫(wen)階(jie)段進(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)煙氣凈化，凈化后的煙氣進(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)SCR催(cui)化反應(ying)實現(xian)脫硝，而(er)后氣體(ti)進(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)脫硫處理，達到排放(fang)標(biao)準。
技術方案優點：
1、對回(hui)轉窯(yao)窯(yao)尾煙氣進(jin)(jin)行(xing)過(guo)濾，將煙氣中的粉塵進(jin)(jin)行(xing)攔截，潔凈氣體進(jin)(jin)行(xing)SCR系統進(jin)(jin)行(xing)催化(hua)脫(tuo)硝(xiao)，而后進(jin)(jin)行(xing)后續系統進(jin)(jin)行(xing)脫(tuo)硫，直至后面達標排放；
2、進(jin)行(xing)了(le)高溫除(chu)塵凈化，催(cui)化劑減(jian)少了(le)磨損，有效提高了(le)催(cui)化劑的使用壽命；
3、降低(di)催化(hua)劑活性劣化(hua)速(su)率(lv)，提高脫硝效率(lv)；
4、充分利用了高溫煙(yan)氣(qi)的熱量，在(zai)高溫階段進(jin)行除(chu)塵，無需(xu)對煙(yan)氣(qi)進(jin)行再加(jia)熱，降低(di)了系統運(yun)行成本。
