石油燃料燃烧灰烬的湿处理法制造技术

公开了一种石油燃料燃烧灰烬的湿处理法，包括一个制备燃烧灰烬浆料的浆料制备步骤、一个制备含偏钒酸铵浆料的金属氧化步骤、一个将固体物质从含偏钒酸铵的浆料中移出的固／液分离步骤、一个将镁化合物加入从固／液分离步骤回收的硫酸铵水溶液中的硫酸铵复分解步骤、一个从复分解步骤回收的反应溶液中回收氨的氨回收步骤。进行金属氧化步骤的同时将水溶液中硫酸铵的浓度控制在２０－４５ｗｔ％，水溶液温度不超过５０℃，使用过滤型固／液分离装置进行固／液分离步骤的同时控制浆料温度不超过４０℃。该湿处理法具备工业用途且简单易行，能方便地从石油燃料燃烧灰烬中回收钒，特别适用于被处理燃料灰烬量相对较小或燃料灰烬中碳含量较低而钒含量较高的情况。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种石油燃料燃烧灰烬的湿处理法，更具体地，本专利技术涉及一种由安装在使用石油燃料的锅炉或类似设施的废气排放管内的集尘器收集到的至少含有钒的石油燃料燃烧灰烬的湿处理法。该方法具备工业用途且简便易行，它能够方便地从石油燃料燃烧灰烬中回收钒，并适用于被处理的燃料灰烬量相对较小或燃料灰烬中碳含量较低而钒含量很高的情况。
技术介绍
在各种使用类似重油、“乳化沥青油”等石油燃料的燃烧炉(燃烧器)中，例如热能厂的锅炉和垃圾焚化炉，将氨加入到燃烧气体中，以防止燃烧气体中含有的硫酸气体(SO3)对燃烧炉的腐蚀。在某些情况下，也可用氧化镁取代氨。其中，“乳化沥青油”是BITOR CO.LTD.，Venezuela所拥有的注册商标，它是利用表面活性剂将产于奥里诺科河(Orinoco River)盆地(Venezuela，South America)的天然沥青分散在水中制成的乳化燃料。因此，由安装在火焰烟道下游的静电除尘器收集和回收得到的燃烧灰烬中，除了有主要由未燃烧的碳和重金属(镍、钒、镁等等)组成的灰烬，还含有硫酸铵或其类似物。特别是在乳化沥青油的燃烧灰烬中，碳的成分较少，硫酸铵(或硫酸镁)和钒的成分很高。例如，使用“乳化沥青油”的锅炉回收到的燃烧灰烬中，含有如表1所示的下述组分(以干燥固体物质的重量为基准)表1 作为一种燃烧灰烬的湿处理法，已经提出过许多被称为“湿法”的技术，它们不仅能够回收有价值的成分如钒，还能使用一种封闭的系统对公共污染采取适当的对策。更具体的说，已知的这类湿法，如日本专利申请公告(KOKAI)60-19086(1985)和60-46930(1985)和日本专利公告(KOKOKU)4-61709(1992)和5-13718(1993)中的描述。例如，日本专利公告(KOKAI)5-13718(1993)中所述的石油燃料燃烧灰烬的湿法，包括(i)第一步将燃烧灰烬和水混合制成一份燃烧灰烬浆料，在此过程中可任选地加入硫酸以控制pH值不超过3；(ii)第二步将固体物质(未燃烧的碳等)从浆料中分离出来；(iii)第三步将剩余的液体加热至不低于70℃，将金属氧化，同时加入氨和一种氧化剂从而将pH值调整到7到9之间；(iv)第四步分离出沉淀的固体物质(铁淤渣)；(v)第五步将所得的液体部分冷却至不高于40℃，从而使钒化合物(偏钒酸铵)沉淀；(vi)第六步分离出沉淀的钒化合物；(vii)第七步在制得的液体中加入氢氧化钙或氧化钙，使石膏和金属的氢氧化(镍和镁)沉淀，同时释放游离的氨；(viii)第八步从游离氨中解吸和回收氨；和(ix)第九步分离出所得的石膏。但是，上述的大规模处理在下述情况中是不经济且不适宜的——即要处理的燃料灰烬量相对较小，或燃料灰烬中碳含量较小而钒含量很高。附图的简要说明附图说明图1和图2是表明本专利技术的石油燃烧灰烬湿处理法的优选实施方案的说明图，其中，图1说明的是前阶段处理过程，图2是后阶段处理过程。专利技术的公开鉴于上述问题完成了本专利技术。本专利技术的一个目的是提供一种具备工业用途且简便易行的能够方便地从石油燃料燃烧灰烬中回收钒的方法，其适用于被处理的燃料灰烬量相对较小或燃料灰烬中碳含量较低而钒含量很高的情况。本专利技术的专利技术人们的认真研究获知了这样一种发现和概念，即如果使燃烧灰烬中有价值的金属成分通过任何适当的方法浓缩，则这些有价值的金属成分就能利用已知的技术回收，在这些技术中，将燃烧灰烬和作为还原剂的未燃烧的碳一起处理。例如，表2表明的是按如下方法制得的成分分析结果(以干燥固体物质的重量为基准)从具有如表1所示成分的燃烧灰烬中除去大部分的硫酸铵，然后将其中含有的有价值的金属成分和未燃烧的碳一起浓缩出来。表2 在上述的传统方法中，如果能够在用来分离固体物质(未燃烧的碳等)的第二步中回收出几乎全部的有价值金属成分，这就意味着燃烧灰烬中的有价值的金属成分的浓缩仅仅通过第二步就可以实现了。这种方法就会变得简便，而且适用于要处理的燃料灰烬量相对较小或燃料灰烬中碳含量较小而钒含量很高的情况。在上述认识的基础上进一步研究的结果是发现了下述事实，即钒的回收所需的氧化反应在存在高浓硫酸铵的情况下能够较为容易地进行，因而能够在相对较低的温度下实施。因此，就有可能通过持续采用回收几乎全部量的有价值金属成分所需的相对低温，从燃烧灰烬中分离并回收固体物质(未燃烧的碳等)和有价值的金属成分。本专利技术就是建立在上述发现和认识的基础之上的。本专利技术的一个方面，就是提供一种石油燃料燃烧灰烬的湿处理法，这些燃烧灰烬是由安装在使用石油燃料的锅炉或类似设施的废气排放管内的集尘器收集到的，并至少含有钒。这种方法包括一个浆料制备步骤制备燃烧灰烬浆料，使燃烧灰烬中的钒溶解在水中；一个金属氧化步骤将氨和一种氧化气体通入浆料中，使钒在硫酸铵存在的情况下被氧化，由此制得含有偏钒酸铵的浆料；一个固/液分离步骤将固体物质从含有偏钒酸铵的浆料中移出；一个硫酸铵的复分解步骤将一种能够形成水溶性硫酸盐的金属化合物加入到由固/液分离步骤回收而得的硫酸铵的水溶液中；和一个氨回收步骤从由复分解步骤回收到的反应溶液中回收氨，进行金属氧化步骤的同时将水溶液中硫酸铵的浓度控制在20-45wt％，水溶液的温度控制在不超过50℃，使用过滤型固/液分离器进行固/液分离步骤的同时将浆料的温度控制在不超过40℃。以下参照附图对本专利技术进行详细地描述。本专利技术要处理的燃烧灰烬，是指由安装在使用石油燃料的锅炉或类似设施的废气排放管内的集尘器收集到的至少含有钒的燃烧灰烬。如上所述，这种燃烧灰烬是从各种各样的燃烧炉(燃烧器)的静电除尘器中收集到的，这些燃烧炉(燃烧器)运作的同时在废气中加入氨或氧化镁。特别是，本专利技术中的方法能够适用于钒含量很高的“乳化沥青油”燃烧灰烬。本专利技术的湿处理法包括以下几个连续的步骤一个制备燃烧灰烬浆料的浆料制备步骤(A)，一个金属氧化步骤(C)，一个固/液分离步骤(E)，一个硫酸铵的复分解步骤(F)，以及一个氨回收步骤(G)。本专利技术的优选实施方案中，湿处理法还包括一个在浆料制备(A)和金属氧化步骤(C)之间的pH值控制步骤(B)，一个在金属氧化(C)和固/液分离步骤(E)之间的结晶步骤(D)，以及相继安置在硫酸铵的复分解步骤(F)后的一个热废水处理步骤(H)和一个废水处理步骤(I)。在浆料制备步骤(A)中，将燃烧灰烬与水混合制备燃烧灰烬浆料。在浆料制备步骤(A)中水的使用量，需要考虑到其后的金属氧化步骤(C)中所要求的硫酸铵的浓度(20-45wt％)。在pH值控制步骤(B)中，燃烧灰烬浆料的pH值按需要加以适当控制。更具体而言，由于接下来的金属氧化步骤(C)是在中性或碱性环境中进行的，pH值控制步骤(B)中浆料的pH值通常控制在不低于7，优选7至9。燃烧灰烬浆料的pH值可以通过加入氨水或在本专利技术中也可用作反应剂的氨化合物等方法加以控制。尽管可以仅仅出于调节pH值的目的加入类似苛性钠的苛性碱，但优选的还是只通过氨水或氨化合物来调节pH值，以避免将其它的化学物质引入本反应体系。同时，燃烧灰烬浆料pH值的控制，也可以在氧化反应开始之前，在金属氧化步骤(C)所使用的一种氧化器内进行。在金属氧化步骤(C)中，将氨和一种氧化气体通入燃烧灰烬浆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石油燃料燃烧灰烬的湿处理方法，该燃烧灰烬是由安装在使用石油燃料的锅炉的废气排放管内的集尘器收集到的，并至少含有钒，该方法包括：一个浆料制备步骤：制备燃烧灰烬浆料，使燃烧灰烬中的钒溶解在水中；一个金属氧化步骤：将氨和一种氧化气体通 入浆料中，使钒在硫酸铵存在的情况下被氧化，由此制得含有偏钒酸铵的浆料；一个固／液分离步骤：将固体物质从含有偏钒酸铵的浆料中移出；一个硫酸铵的复分解步骤：将一种能够形成水溶性硫酸盐的金属化合物加入到由固／液分离步骤回收而得的硫酸铵的水 溶液中；和一个氨回收步骤：从由复分解步骤回收到的反应溶液中回收氨，其中，进行金属氧化步骤的同时将水溶液中硫酸铵的浓度控制在２０－４５ｗｔ％，水溶液的温度控制在不超过５０℃，使用过滤型固／液分离器进行固／液分离步骤的同时将浆料的温度控 制在不超过４０℃。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：佐久间章，
申请(专利权)人：鹿岛北共同发电株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]