一种提纯五氧化二钒的系统及方法技术方案

本发明专利技术属于化工、材料领域。具体地，本发明专利技术公开了一种提纯五氧化二钒的系统及方法，采用流态化低温氯化将工业级五氧化二钒转化为三氯氧钒，通过流化气体与氯化烟气换热实现氯化气体预热、适量配加空气使部分炭粉燃烧实现氯化过程的热量平衡供给，提高氯化效率和保证低温氯化的良好选择性；三氯氧钒经精馏提纯后采用等离子体氧化得到高纯五氧化二钒产品和氯气，并将氯气返回用于低温氯化。本发明专利技术具有原料适应性强、无污染废水排放、生产能耗和氯气消耗低、产品质量稳定等优点，适用于提纯制备4N以上高纯五氧化二钒，具有良好的经济性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化工、材料领域，特别涉及一种提纯五氧化二钒的系统及方法。
技术介绍
五氧化二钒是重要的工业钒制品之一，广泛应用于生产钒铁和氮化钒等合金添加剂以及催化剂、着色剂、硬质合金添加剂等领域。随着新能源技术的不断发展，电池行业对高纯五氧化二钒(纯度3N5以上)的需求日益强劲，包括具有良好大规模储能性能的全钒液流电池(VRB)和电动汽车用钒酸盐系锂离子电池等。然而，现有工业技术通常仅可制备纯度2N5的五氧化二钒(即HGT 3485-2003规定指标的产品)，难以满足电池行业用五氧化二钒的要求。因此，如何低成本、高效制备高纯五氧化二钒是新能源
亟待解决的热点问题之一。目前，通常以浸出钒溶液或富钒物料(如多钒酸铵、偏钒酸铵、工业级五氧化二钒等)溶解得到钒溶液为原料，采用化学沉淀净化或(和)溶剂萃取/离子树脂交换等方法进行净化，得到纯净的钒溶液然后进行铵盐沉淀得到纯净的多钒酸铵或偏钒酸铵沉淀，再经过煅烧分解得到高纯五氧化二钒粉体，如中国专利申请CN1843938A、CN102730757A、CN103145187A、CN103515642A、CN103194603A、CN1037本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提纯五氧化二钒的系统，其特征在于，所述系统包括加料装置(1)、低温氯化流化床(2)、精馏提纯装置(3)、等离子体氧化装置(4)、尾气淋洗吸收器(5)、引风机(6)和烟囱(7)；所述加料装置(1)包括工业级五氧化二钒料仓(1‑1)、工业级五氧化二钒螺旋加料器(1‑2)、炭粉料仓(1‑3)和炭粉螺旋加料器(1‑4)；所述低温氯化流化床(2)包括氯化床进料器(2‑1)、氯化流化床主体(2‑2)、氯化床旋风分离器(2‑3)、烟气换热器(2‑4)、烟气冷凝器(2‑5)、氯化床酸封罐(2‑6)和氯化床螺旋排渣器(2‑7)；所述精馏提纯装置(3)包括蒸馏釜(3‑1)、精馏塔(3‑2)、馏出物冷凝器(3‑...

【技术特征摘要】
1.一种提纯五氧化二钒的系统，其特征在于，所述系统包括加料装置(1)、低温氯化流化床(2)、精馏提纯装置(3)、等离子体氧化装置(4)、尾气淋洗吸收器(5)、引风机(6)和烟囱(7)；所述加料装置(1)包括工业级五氧化二钒料仓(1-1)、工业级五氧化二钒螺旋加料器(1-2)、炭粉料仓(1-3)和炭粉螺旋加料器(1-4)；所述低温氯化流化床(2)包括氯化床进料器(2-1)、氯化流化床主体(2-2)、氯化床旋风分离器(2-3)、烟气换热器(2-4)、烟气冷凝器(2-5)、氯化床酸封罐(2-6)和氯化床螺旋排渣器(2-7)；所述精馏提纯装置(3)包括蒸馏釜(3-1)、精馏塔(3-2)、馏出物冷凝器(3-3)、回流液收集罐(3-4)、含硅三氯氧钒储罐(3-5)、精馏段酸封罐(3-6)、高纯三氯氧钒冷凝器(3-7)和高纯三氯氧钒储罐(3-8)；所述等离子体氧化装置(4)包括空气过滤净化器(4-1)、反应物喷嘴(4-2)、等离子体反应器(4-3)、一级旋风分离器(4-4)、二级旋风分离器(4-5)、旋叶泵(4-6)和气体压缩机(4-7)；所述工业级五氧化二钒料仓(1-1)底部的出料口与所述工业级五氧化二钒螺旋加料器(1-2)的进料口相连接；所述炭粉料仓(1-3)底部的出料口与所述炭粉螺旋加料器(1-4)的进料口相连接；所述工业级五氧化二钒螺旋加料器(1-2)的出料口、所述炭粉螺旋加料器(1-4)的出料口均与所述氯化床进料器(2-1)的进料口通过管道相连接；所述氯化床进料器(2-1)的排料口与所述氯化流化床主体(2-2)上部的进料口通过管道相连接；所述氯化床进料器(2-1)底部的进气口通过管道与氮气气源总管相连接；所述氯化床旋风分离器(2-3)设置于所述氯化流化床主体(2-2)的扩大段顶部中心；所述氯化床旋风分离器(2-3)顶部的出气口通过管道与所述烟气换热器(2-4)的热烟气入口相连接；所述烟气换热器(2-4)的冷烟气出口通过管道与所述烟气冷凝器(2-5)的气体入口相连接；所述烟气冷凝器(2-5)的气体出口通过管道与所述氯化床酸封罐(2-6)的气体入口相连接；所述氯化床酸封罐(2-6)的气体出口通过管道与所述尾气淋洗吸收器(5)的气体入口相连接；所述氯化流化床主体(2-2)下部的排渣口与所述氯化床螺旋排渣器(2-7)的进料口通过管道相连接；所述氯化流化床主体(2-2)底部的进气口通过管道与所述烟气换热器(2-4)的热气体出口相连接；所述烟气换热器(2-4)的冷气体入口通过管道分别与氯气气源总管、氮气气源总管及压缩空气总管相连接；所述烟气冷凝器(2-5)底部的液体出口通过管道与所述精馏塔(3-2)的进料口相连接；所述蒸馏釜(3-1)的蒸气出口通过管道与所述精馏塔(3-2)的蒸气入口相连接；所述蒸馏釜(3-1)的回流口通过管道与所述精馏塔(3-2)底部的液体回流出口相连接；所述精馏塔(3-2)顶部的气体出口通过管道与所述馏出物冷凝器(3-3)的气体入口相连接；所述馏出物冷凝器(3-3)的液体出口通过管道与所述回流液收集罐(3-4)的液体入口相连接；所述回流液收集罐(3-4)的回流液体出口通过管道与所述精馏塔(3-2)顶部的回流液体入口相连接；所述回流液收集罐(3-4)的排料口与所述含硅三氯氧钒储罐(3-5)的入口通过管道相连接；所述含硅三氯氧钒储罐(3-5)的乏气出口通过管道与所述精馏段酸封罐(3-6)的气体入口相连接；所述精馏酸封罐(3-6)的气体出口通过管道与所述尾气淋洗吸收器(5)的气体入口相连接；所述精馏塔(3-2)的精馏物出口通过管道与所述高纯三氯氧钒冷凝器(3-7)的气体入口相连接；所述高纯三氯氧钒冷凝器(3-7)的液体出口与所述高纯三氯氧钒储罐(3-8)的液体入口通过管道相连接；所述蒸馏釜(3-1)底部设置了底流出口；所述空气过滤净化器(4-1)的进气口与压缩空气总管通过管道相连接；所述空气过滤净化器(4-1)的出气口通过管道分别与反应物喷嘴(4-2)的空气入口和二级旋风分离器(4-5)的气体入口相连接；所述高纯三氯氧钒储罐(3-8)的液体出口通过管道与所述反应物喷嘴(4-2)的氯化物入口相连接；所述反应物喷嘴(4-2)设置于所述等离子体反应器(4-3)的上部中心；所述等离子体反应器(4-3)底部的物料出口通过管道与所述一级旋风分离器(4-4)的气体入口相连接；所述一级旋风分离器(4-4)的气体出口通过管道与所述旋叶泵(4-6)的气体入口相连接；所述旋叶泵(4-6)的气体出口通过管道与所述气体压缩机(4-...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱庆山，范川林，牟文恒，刘吉斌，王存虎，班琦勋，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，北京中凯宏德科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11