本發(fā)明屬于鋰生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋰輝石焙燒回轉(zhuǎn)窯窯尾煙氣的處理方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

鋰輝石是目前鋰化學(xué)制品的主要工業(yè)礦物原料。溴化鋰、氯化鋰、氫氧化鋰等鋰化合物廣泛用于空調(diào)、制冷、除濕和空氣凈化；丁基鋰用作主體異性橡膠和合成橡膠的聚合催化劑；鋰基潤滑脂用于軍事機械化裝備、石油化工設(shè)備、精密儀表等；鋰電池用于心臟起搏器、助聽器、袖珍計算機、閃光燈、電子手表等電子器件。金屬鋰和鋰材還廣泛用于原子能、航空、航天、軍事、冶金、電子、玻璃、陶瓷、機械制造等工業(yè)部門。鋰的用途在不斷擴大，正在開拓的新用途是用于可控?zé)岷司圩兌押吞妓徜嚾芤喝剂想姵氐?。鋰是未來的“能源”金屬，可望成為給人類長期供給能源的重要燃料。

鋰輝石有三種晶型，天然的稱作α型鋰輝石；經(jīng)過加熱到1150℃～1200℃，會轉(zhuǎn)變成β型鋰輝石；在更高的溫度下β型鋰輝石會轉(zhuǎn)變成γ型的鋰輝石。α型鋰輝石為單斜晶系，結(jié)構(gòu)致密，化學(xué)惰性大，除氫氟酸外幾乎不與各種酸、堿反應(yīng)，所以不宜直接提鋰。β型鋰輝石為四方晶型，由于晶型的轉(zhuǎn)變礦物的物理化學(xué)性質(zhì)也產(chǎn)生明顯的變化，能與酸堿產(chǎn)生反應(yīng)，適于鋰的提取。因此鋰輝石的晶型轉(zhuǎn)變焙燒工藝是整個提鋰工藝的基礎(chǔ)，晶型轉(zhuǎn)換焙燒的質(zhì)量好壞直接影響鋰的回收率。

在進行焙燒過程中，需要對回轉(zhuǎn)窯窯尾煙氣進行處理。傳統(tǒng)的處理工藝如圖1所示，而該工藝缺陷如下：

1.該尾氣處理中沒有對氮氧化物進行處理，必將導(dǎo)致排放不達標(biāo)，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染；

2.靜電除塵精度降低，效果不穩(wěn)定，使得氣體中粉塵含量較高，超過排放標(biāo)準(zhǔn)；

3.靜電除塵維護難，效率低；

4.煙氣中粉塵含量多，對脫硫系統(tǒng)效率和難度都大為提高。

SCR(Selective Catalytic Reduction)即為選擇性催化還原技術(shù)，目前氨催化還原法是應(yīng)用得最多的脫氨氮技術(shù)。它沒有副產(chǎn)物，不形成二次污染，裝置結(jié)構(gòu)簡單，并且脫除效率高(可達90％以上)，運行可靠，便于維護等優(yōu)點。

該類技術(shù)的選擇性是指在催化劑的作用和在氧氣存在條件下，NH₃優(yōu)先和NO_x發(fā)生還原脫除反應(yīng)，生成氮氣和水，而不和煙氣中的氧進行氧化反應(yīng)，其主要反應(yīng)式為：

4NO+4NH₃+O₂→4N₂+6H₂O (1)

2NO₂+4NH₃+O₂→3N₂+6H₂O (2)

在沒有催化劑的情況下，上述化學(xué)反應(yīng)只是在很窄的溫度范圍內(nèi)(980℃左右)進行，采用催化劑時其反應(yīng)溫度可控制在300～400℃下進行，相當(dāng)于鍋爐省煤器與空氣預(yù)熱器之間的煙氣溫度，使其很好的適配于電力行業(yè)的尾氣脫硝，而該技術(shù)目前也主要應(yīng)用于電力行業(yè)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種鋰輝石焙燒回轉(zhuǎn)窯窯尾煙氣的處理方法及系統(tǒng)，解決鋰生產(chǎn)尾氣的整體排放問題，利用和實現(xiàn)高溫?zé)煔獬龎m、脫硝和脫硫。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：

一種鋰輝石焙燒回轉(zhuǎn)窯窯尾煙氣的處理方法，包括以下步驟：

1)將鋰輝石焙燒后得到的尾氣通過高溫過濾進行過濾，得到過濾后尾氣。

具體的，步驟1)中：通過高溫膜進行高溫過濾；過濾后尾氣的溫度為320～360℃；過濾后尾氣的粉塵濃度小于30mg/m³。

一方面，鋰輝石焙燒通常使用回轉(zhuǎn)窯，出窯煙氣的溫度通常在360～400℃。該高溫?zé)煔饨?jīng)過高溫膜的高溫過濾，溫度仍然能維持在320～360℃。

另一方面，過濾后尾氣可通入催化脫硝(SCR)系統(tǒng)進行脫硝。如前文所述，該類反應(yīng)的催化溫度可控制在300～400℃，而通過前述高溫過濾后320～360℃的尾氣，剛好與催化脫硝的溫度適配，從而在基本上不需要做升溫或降溫處理、甚至溫度控制的情況下，即可將過濾后尾氣直接進行脫硝。

再一方面，經(jīng)過高溫過濾，過濾后尾氣中粉塵大大減少，從而保證催化脫硝系統(tǒng)中催化劑的使用壽命。

2)將步驟1)得到的過濾后尾氣通過催化脫硝進行脫硝，得到脫硝后尾氣。

具體的，步驟2)中：脫硝后尾氣的溫度為300～330℃；脫硝效率大于等于90％。

3)將步驟2)得到的脫硝后尾氣進行降溫，得到降溫后尾氣。

具體的，步驟3)中：降溫后尾氣的溫度為120～150℃；降溫方式為空冷。

4)將步驟3)得到的降溫后尾氣進行脫硫，得到脫硫后尾氣。

5)排放。

本發(fā)明還提供了一種鋰輝石焙燒回轉(zhuǎn)窯窯尾煙氣的處理系統(tǒng)，沿物料流向，包括依次串聯(lián)的回轉(zhuǎn)窯、高溫膜過濾裝置、催化脫硝裝置、空冷器、脫硫裝置以及排放裝置。

煙氣進入高溫膜過濾裝置，粉塵經(jīng)高溫過濾膜攔截，攔截效率可達99.99％以上，凈氣進入SCR系統(tǒng)進行脫硝，脫硝后氣體經(jīng)空冷器后進入脫硫系統(tǒng)，脫硫煙氣可直接進行排放。

具體的，所述高溫膜過濾裝置至少包括進氣口、出氣口以及設(shè)置在所述進氣口和所述出氣口之間的垂直于物料流向的高溫膜。

具體的，所述高溫膜為金屬間化合物膜、陶瓷膜、金屬膜或金屬燒結(jié)膜。工作溫度可在320～360℃，從而適用于鋰輝石焙燒尾氣的過濾。

具體的，所述高溫膜的孔徑為5～20μm，孔隙率為30～45％。

金屬間化合物膜：由金屬間化合物形成的膜。金屬間化合物(intermetallic compound)是指金屬與金屬、金屬與類金屬之間以金屬鍵或共價鍵形式結(jié)合而成的化合物。在金屬間化合物中的原子遵循著某種有序化的排列。例如，Cu₆Sn₁₅、Cu₃Sn、CuZn、InSb、GaAs、CdSe等都是金屬間化合物。該類膜材料可來自于現(xiàn)有技術(shù)，例如通過購買的方式得到，例如：成都易態(tài)科技有限公司生產(chǎn)的鋁系金屬間化合物膜(FeAl、TiAl、NiAl等)。

陶瓷膜：陶瓷膜(ceramic membrane)又稱無機陶瓷膜，是以無機陶瓷材料經(jīng)特殊工藝制備而形成的非對稱膜。該類膜材料可來自于現(xiàn)有技術(shù)，例如通過購買的方式得到，例如：波爾公司生產(chǎn)的飛灰過濾器用的高溫陶瓷濾芯，等。

金屬膜：以多孔不銹鋼為基體、TiO₂陶瓷為膜層材料的金屬-陶瓷復(fù)合型的無機膜。該類膜材料可來自于現(xiàn)有技術(shù)，例如通過購買的方式得到，例如：西安寶德生產(chǎn)的鈦、不銹鋼多孔材料，等。

金屬燒結(jié)膜：由金屬燒結(jié)材料(又稱燒結(jié)金屬材料)料形成。該類膜材料可來自于現(xiàn)有技術(shù)，例如通過購買的方式得到，例如：西安寶德的燒結(jié)金屬絲網(wǎng)多孔材料，等。

總體上，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案基于金屬間化合物過濾材料及其他高溫過濾材料(如陶瓷、金屬燒結(jié)材料等)的特點以及高溫?zé)煔膺^濾技術(shù)的應(yīng)用，將原有SCR的應(yīng)用技術(shù)進行創(chuàng)新，在煙氣高溫階段進行煙氣凈化，凈化后的煙氣進行SCR催化反應(yīng)實現(xiàn)脫硝，而后氣體進行脫硫處理，達到排放標(biāo)準(zhǔn)。

本發(fā)明所提供的技術(shù)方案的優(yōu)點：

1.對窯尾煙氣進行過濾，將煙氣中的粉塵進行攔截，潔凈氣體進行SCR系統(tǒng)進行催化脫硝，而后進行后續(xù)系統(tǒng)進行脫硫，直至后面達標(biāo)排放；

2.進行了高溫除塵凈化，催化劑減少了磨損，有效提高了催化劑的使用壽命；

3.降低催化劑活性劣化速率，提高脫硝效率；

4.充分利用了高溫?zé)煔獾臒崃?，在高溫階段進行除塵，無需對煙氣進行再加熱，降低了系統(tǒng)運行成本。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中鋰輝石焙燒回轉(zhuǎn)窯窯尾煙氣的工藝流程圖。

圖2是本發(fā)明所提供的鋰輝石焙燒回轉(zhuǎn)窯窯尾煙氣的處理系統(tǒng)的系統(tǒng)圖。

附圖2中，各標(biāo)號所代表的裝置如下：

1、回轉(zhuǎn)窯，2、高溫膜過濾裝置，3、催化脫硝裝置，4、空冷器，5、脫硫裝置，6、排放裝置。

具體實施方式

以下對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實施例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

在一個具體實施方式中，如圖2所示，一種鋰輝石焙燒回轉(zhuǎn)窯窯尾煙氣的處理系統(tǒng)，沿物料流向，包括依次串聯(lián)的回轉(zhuǎn)窯1、高溫膜過濾裝置2、催化脫硝裝置3、空冷器4、脫硫裝置5以及排放裝置6。

實施例1

沿物料流向，鋰輝石焙燒回轉(zhuǎn)窯窯尾煙氣的處理系統(tǒng)A包括依次串聯(lián)的回轉(zhuǎn)窯、高溫膜過濾裝置、催化脫硝裝置、空冷器、脫硫裝置以及排放裝置。

窯尾煙氣溫度385～390℃左右。高溫膜過濾裝置：出氣溫度350～355℃之間，出氣粉塵含量小于等于10mg/m³，膜設(shè)置為金屬間化合物膜，選擇成都易態(tài)科技有限公司的鐵鋁金屬間化合物多孔材料濾芯Φ130×2500。

排放尾氣中：氮氧化物去除率92～93％，硫化物去除率大于98％。

實施例2

沿物料流向，鋰輝石焙燒回轉(zhuǎn)窯窯尾煙氣的處理系統(tǒng)B包括依次串聯(lián)的回轉(zhuǎn)窯、高溫膜過濾裝置、催化脫硝裝置、空冷器、脫硫裝置以及排放裝置。

窯尾煙氣溫度385～390℃左右。高溫膜過濾裝置：出氣溫度348～355℃之間，出氣粉塵含量小于等于15mg/m³，膜設(shè)置為陶瓷膜，選擇山東工業(yè)陶瓷研究設(shè)計院有限公司的Φ70×1500高溫氣體凈化用陶瓷濾芯。

排放尾氣中：氮氧化物去除率92～93％，硫化物去除率大于98％。

實施例3

沿物料流向，鋰輝石焙燒回轉(zhuǎn)窯窯尾煙氣的處理系統(tǒng)C包括依次串聯(lián)的回轉(zhuǎn)窯、高溫膜過濾裝置、催化脫硝裝置、空冷器、脫硫裝置以及排放裝置。

窯尾煙氣溫度385～390℃左右。高溫膜過濾裝置：出氣溫度342～345℃之間，出氣粉塵含量小于等于8mg/m³，膜設(shè)置為金屬膜，選擇西部寶德科技股份有限公司SG005金屬膜。

排放尾氣中：氮氧化物去除率91～93％，硫化物去除率大于98％。

實施例4

沿物料流向，鋰輝石焙燒回轉(zhuǎn)窯窯尾煙氣的處理系統(tǒng)C包括依次串聯(lián)的回轉(zhuǎn)窯、高溫膜過濾裝置、催化脫硝裝置、空冷器、脫硫裝置以及排放裝置。

窯尾煙氣溫度385～390℃左右。高溫膜過濾裝置：出氣溫度335～340℃之間，出氣粉塵含量小于等于8mg/m³，膜設(shè)置為金屬燒結(jié)膜，選擇西部寶德科技股份有限公司NG006金屬燒結(jié)膜。

排放尾氣中：氮氧化物去除率92～94％，硫化物去除率大于98％。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。