本實(shí)用新型涉及氧化鉻綠生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種氫還原鉻酸鹽的生產(chǎn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

鉻鹽是我國(guó)重點(diǎn)發(fā)展的一類(lèi)無(wú)機(jī)化工原料，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)中用途極廣。氧化鉻綠(Cr₂O₃)占有鉻鹽產(chǎn)品30％～40％的市場(chǎng)份額，是一種重要的工業(yè)原料，可用作冶金原料、耐火材料、顏料、耐磨劑、熱噴涂材料等。

目前氧化鉻綠的工業(yè)生產(chǎn)方法主要包括鉻酸鈉(Na₂CrO₄)堿性液硫磺或硫化鈉濕法還原法、重鉻酸鉀硫磺焙燒還原法、鉻酸酐熱分解法、重鉻酸鈉硫酸銨還原法，但這些工藝方法均存在一定的污染，直接或間接使用硫或硫化合物還原，使得氧化鉻綠產(chǎn)品中含硫量較高，需要進(jìn)一步降低含硫量處理，才可進(jìn)行使用。

為了實(shí)現(xiàn)氧化鉻綠全流程的清潔生產(chǎn)，提出了鉻酸鹽低溫氫還原制備工藝。該工藝以潔凈介質(zhì)氫氣(H₂)作為還原劑，在相對(duì)低溫條件下直接還原在鉻鹽清潔工藝中得到的鉻酸鹽中間體，短流程生產(chǎn)氧化鉻綠，實(shí)現(xiàn)了堿金屬介質(zhì)的再生循環(huán)，全程無(wú)工業(yè)廢水、廢氣、廢渣的排放，可改善我國(guó)工業(yè)上目前采用的生產(chǎn)工藝污染嚴(yán)重的現(xiàn)狀。但是，上述工藝目前均采用鋼帶還原窯進(jìn)行生產(chǎn)，存在鋼帶易變形、變形嚴(yán)重的技術(shù)問(wèn)題。鋼帶還原窯累計(jì)生產(chǎn)氧化鉻綠幾十噸，鋼帶就會(huì)嚴(yán)重變形，因此，鋼帶使用1～2個(gè)月就需要進(jìn)行更換，不僅嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率和產(chǎn)能，還會(huì)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型旨在解決上面描述的問(wèn)題。本實(shí)用新型的一 個(gè)目的是提供一種解決以上問(wèn)題中的任何一個(gè)的生產(chǎn)系統(tǒng)。具體地，本實(shí)用新型提供能夠有效預(yù)熱和冷卻、實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)的氫還原鉻酸鹽的生產(chǎn)系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種氫還原鉻酸鹽的生產(chǎn)系統(tǒng)，所述生產(chǎn)系統(tǒng)包括給料裝置、還原裝置和尾氣處理裝置，其中，所述給料裝置包括星型給料器和鎖氣器，所述還原裝置為回轉(zhuǎn)窯結(jié)構(gòu)，所述還原裝置包括順次連通設(shè)置的預(yù)熱區(qū)、高溫區(qū)和冷卻區(qū)，所述星型給料器與所述鎖氣器相連通，所述鎖氣器與所述預(yù)熱區(qū)的入料口相連通，所述尾氣處理裝置與所述預(yù)熱區(qū)的尾氣出口相連通，且所述預(yù)熱區(qū)與所述高溫區(qū)之間設(shè)置有一條相連通的氣體管路。

其中，所述尾氣處理裝置包括引風(fēng)機(jī)、冷卻器和冷凝罐，其中，所述引風(fēng)機(jī)的入口與所述預(yù)熱區(qū)的尾氣出口相連通，所述引風(fēng)機(jī)的出口與所述冷卻器相連通，所述冷卻器與所述冷凝罐相連通，所述冷凝罐與所述冷卻區(qū)相連通。

其中，所述尾氣處理裝置還包括收塵器，所述預(yù)熱區(qū)的尾氣出口與所述冷卻器之間通過(guò)所述收塵器相連通。

其中，所述冷卻區(qū)包括冷卻液入口和氫氣入口，所述冷卻液入口設(shè)置在所述冷卻區(qū)的底部，所述氫氣入口設(shè)置在所述冷卻區(qū)的頂部。

其中，所述還原裝置還包括旋轉(zhuǎn)槳和電機(jī)，所述旋轉(zhuǎn)槳貫穿設(shè)置在所述預(yù)熱區(qū)的入料口與所述冷卻區(qū)的出料口之間，且所述旋轉(zhuǎn)槳與所述電機(jī)傳動(dòng)連接。

其中，所述還原裝置還包括第一液壓撐桿和第二液壓撐桿，所述第一液壓撐桿與所述預(yù)熱區(qū)的外壁固定連接，所述第二液壓撐桿與所述冷卻區(qū)的外壁固定連接。

本實(shí)用新型提供的氫還原鉻酸鹽的生產(chǎn)系統(tǒng)，可以對(duì)原料進(jìn)行充分預(yù)熱，并根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整物料在還原裝置內(nèi)的停留時(shí)間，使得還原反應(yīng)充分進(jìn)行，并且反應(yīng)過(guò)程中的氣體、熱量、水等物質(zhì)均可以循環(huán)利用，避免浪費(fèi)及污染。該生產(chǎn)系統(tǒng)采用回轉(zhuǎn)窯代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼帶還原窯，有效避免由于鋼帶變形對(duì)生產(chǎn)進(jìn)程、產(chǎn)品質(zhì)量等造成的不良影響，確保生產(chǎn)過(guò)程的順利進(jìn)行以及設(shè)備的產(chǎn)能，保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。

參照附圖來(lái)閱讀對(duì)于示例性實(shí)施例的以下描述，本實(shí)用新型的其他特性特征和優(yōu)點(diǎn)將變得清晰。

附圖說(shuō)明

并入到說(shuō)明書(shū)中并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分的附圖示出了本實(shí)用新型的實(shí)施例，并且與描述一起用于解釋本實(shí)用新型的原理。在這些附圖中，類(lèi)似的附圖標(biāo)記用于表示類(lèi)似的要素。下面描述中的附圖是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例。對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1示例性地示出了本實(shí)用新型的氫還原鉻酸鹽的生產(chǎn)系統(tǒng)的還原裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2示例性地示出了本實(shí)用新型的氫還原鉻酸鹽的生產(chǎn)系統(tǒng)的尾氣處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互任意組合。

本實(shí)用新型的基本思想是，采用回轉(zhuǎn)窯替代傳統(tǒng)的鋼帶還原窯，有效解決鋼帶變形問(wèn)題。在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)設(shè)置預(yù)熱區(qū)、高溫區(qū)和冷卻區(qū)依次對(duì)物料進(jìn)行預(yù)熱、高溫還原和冷卻，能夠有效保證物料充分進(jìn)行反應(yīng)，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，另外回轉(zhuǎn)窯設(shè)備穩(wěn)定，能夠確保生產(chǎn)過(guò)程的順利進(jìn)行，確保產(chǎn)能。

下面結(jié)合附圖，對(duì)根據(jù)本實(shí)用新型所提供的氫還原鉻酸鹽的生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)描述。

本實(shí)用新型提供了一種氫還原鉻酸鹽的生產(chǎn)系統(tǒng)，該生產(chǎn)系統(tǒng)的原料可以是鉻酸鈉，也可以是鉻酸鉀等鉻酸鹽，還可以是鐵礦、礦粉、球團(tuán)等。該生產(chǎn)系統(tǒng)包括給料裝置10、還原裝置20和尾氣處理裝置30，圖1示出了該氫還原鉻酸鹽的生產(chǎn)系統(tǒng)的還原裝置20的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。參照?qǐng)D1所示，給料裝置10包括星型給料器11和鎖氣器12；還原裝置20為回轉(zhuǎn)窯結(jié)構(gòu)，還原裝置20為包括順次連通設(shè)置的預(yù)熱區(qū)21、高溫區(qū)22和冷卻區(qū)23。其中，星型給料器11與鎖氣器12相連通，鎖氣器12與預(yù)熱區(qū)21的入料口201相連通，尾氣處理裝置30與預(yù)熱區(qū)21的尾氣出口202相連通，且預(yù)熱區(qū)21與高溫區(qū)22之間設(shè)置有一條相連通的氣體管路203。高溫區(qū)22的加熱氣體經(jīng)由氣體管路203輸送至預(yù)熱區(qū)21，利用余溫對(duì)預(yù)熱區(qū)21的物料進(jìn)行預(yù)加熱。

經(jīng)過(guò)處理后的鉻酸鹽經(jīng)由星型給料器11分批、定量、均勻加入還原裝置20中，鎖氣器12的設(shè)置可以有效防止鉻酸鹽倒流、防止還原氣體的流失，保證還原裝置20內(nèi)的壓力穩(wěn)定。進(jìn)入還原裝置20內(nèi)的鉻酸鹽首先經(jīng)過(guò)預(yù)熱區(qū)21進(jìn)行充分預(yù)熱后，再進(jìn)入高溫區(qū)22中進(jìn)行還原反應(yīng)，最后進(jìn)入冷卻區(qū)23，與外來(lái)冷氫氣逆流換熱，冷卻至接近常溫。

具體地，使用本實(shí)用新型的氫還原鉻酸鹽的生產(chǎn)系統(tǒng)，固態(tài)鉻酸鹽經(jīng)由還原裝置20的預(yù)熱區(qū)21入料口201進(jìn)入，而還原氣體氫氣則由冷卻區(qū)23進(jìn)入，逆流流向預(yù)熱區(qū)21。在冷卻區(qū)23進(jìn)入的冷氫氣，首先與經(jīng)由高溫區(qū)22反應(yīng)后的物料進(jìn)行換熱，將物料冷卻的同時(shí)，氫氣自身進(jìn)行預(yù)熱，然后逆向流入高溫區(qū)22與鉻酸鹽進(jìn)行還原反應(yīng)；反應(yīng)過(guò)程中生成的水蒸氣被氫氣帶走，進(jìn)入預(yù)熱區(qū)21中，與預(yù)熱區(qū)21內(nèi)的物料進(jìn)行熱交換，對(duì)鉻酸鹽進(jìn)行預(yù)熱，最后經(jīng)由尾氣出口202排放至尾氣處理裝置30中進(jìn)行處理。

圖2示出了該生產(chǎn)系統(tǒng)中尾氣處理裝置30的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，參照?qǐng)D2所示，尾氣處理裝置30包括引風(fēng)機(jī)31、冷卻器32和冷凝罐33。其中，引風(fēng)機(jī)31的入口(即圖中尾氣處理裝置30的A口)與預(yù)熱區(qū)21的尾氣出口202相連通，引風(fēng)機(jī)31的出口與冷卻器32相連通，冷卻器32與冷凝罐33相連通，冷凝罐33與冷卻區(qū)23相連通。在預(yù)熱區(qū)21內(nèi)與鉻酸鹽換熱后的尾氣，經(jīng)由引風(fēng)機(jī)31通過(guò)尾氣出口202引出后，進(jìn)入冷卻器32內(nèi)，尾 氣內(nèi)的水蒸氣冷凝成液態(tài)冷凝水，流入冷凝罐33中儲(chǔ)存待用；冷凝罐33中儲(chǔ)存的冷凝水可以直接返回至還原裝置20的冷卻區(qū)23，對(duì)物料進(jìn)行水冷卻。

另外，尾氣處理裝置30還包括收塵器34，預(yù)熱區(qū)21的尾氣出口202與冷卻器32之間通過(guò)收塵器34相連通。經(jīng)由預(yù)熱區(qū)21逆向排出的尾氣先經(jīng)過(guò)收塵器34進(jìn)行收塵處理，再進(jìn)入冷卻器32冷凝，將尾氣中的氫氣提純，再返回還原裝置20中參與還原反應(yīng)；同時(shí)將冷凝水進(jìn)行收集，用作冷卻液在冷卻區(qū)23中進(jìn)行冷卻使用。

具體地，冷卻區(qū)23包括冷卻液入口231和氫氣入口232，冷卻液入口231設(shè)置在冷卻區(qū)23的底部，氫氣入口232設(shè)置在冷卻區(qū)23的頂部。冷卻液入口231與尾氣處理裝置30中的冷凝罐33相連通，使得冷凝罐33中儲(chǔ)存的冷凝水可以直接進(jìn)入冷卻區(qū)23中，對(duì)物料進(jìn)行水冷；另外，冷卻液入口231也可以輸送其他不參與反應(yīng)的冷卻氣體，利用水冷空冷相結(jié)合的方式對(duì)反應(yīng)后的物料進(jìn)行冷卻。氫氣入口232與冷氫氣儲(chǔ)存罐連通，也可以與干燥機(jī)35連通，經(jīng)過(guò)處理后的尾氣中的氫氣，可以直接返回至還原裝置20再次參與還原反應(yīng)。氫氣和水均可以進(jìn)行循環(huán)利用，節(jié)約資源，減少原料的耗費(fèi)，同時(shí)無(wú)廢水、廢渣、廢氣的排放。

具體地，還原裝置20還可以包括旋轉(zhuǎn)槳24和電機(jī)25，旋轉(zhuǎn)槳24貫穿設(shè)置在預(yù)熱區(qū)21的入料口201與冷卻區(qū)23的出料口204之間，且旋轉(zhuǎn)槳24與電機(jī)25傳動(dòng)連接。鉻酸鹽經(jīng)由入料口201進(jìn)入還原裝置20后，直至參與還原反應(yīng)生成的所有物料，均由旋轉(zhuǎn)槳24傳送至出料口204排出還原裝置20外。其中，旋轉(zhuǎn)槳24的旋轉(zhuǎn)輸送作業(yè)由電機(jī)25帶動(dòng)，可以通過(guò)調(diào)整電機(jī)25的轉(zhuǎn)速來(lái)控制旋轉(zhuǎn)槳24的輸送速度，進(jìn)而控制物料在還原裝置20內(nèi)預(yù)熱區(qū)21、高溫區(qū)22和冷卻區(qū)23的反應(yīng)、停留時(shí)間。還原裝置20內(nèi)也可以不設(shè)置旋轉(zhuǎn)槳24，此時(shí)物料可以通過(guò)揚(yáng)塵等輸送方式進(jìn)行輸送。

需要指出的是，還原裝置20還包括第一液壓撐桿26和第二液壓撐桿27，第一液壓撐桿26與預(yù)熱區(qū)21的外壁固定連接，第二液壓撐桿27與冷卻區(qū)23的外壁固定連接。高溫區(qū)22還原反應(yīng)需要的操作溫度為300～950℃、操作壓力為0.02～0.6MPa，物料在高溫區(qū)22內(nèi)的停留時(shí)間控制在50～180min，以確保還原反應(yīng)的充分進(jìn)行。通過(guò)調(diào)節(jié)第一液壓撐桿26和第二液壓撐桿27 可以控制回轉(zhuǎn)窯(還原裝置20)的傾斜角度，即可以控制物料在高溫區(qū)22的停留時(shí)間。

上面描述的內(nèi)容可以單獨(dú)地或者以各種方式組合起來(lái)實(shí)施，而這些變型方式都在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。

需要說(shuō)明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類(lèi)的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開(kāi)來(lái)，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，僅僅參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。