废弃钒钛系脱硝催化剂稀贵金属的回收装置

473 编辑：中冶有色技术网来源：生态环境部南京环境科学研究所

2023-12-13 16:16:25

权利要求书： 1.一种废弃钒钛系脱硝催化剂稀贵金属的回收装置，包括焙烧机构、热浸机构和沉淀机构，其特征在于，所述焙烧机构包括倾斜设置的炉体（1），所述炉体（1）的较高一端设置有进料口（2）和排气口（3），炉体（1）较低一端设置有排料口（4）和进气口（5），炉体（1）内沿长度方向设有转轴（6），所述转轴（6）上间隔分布有转动研磨片（7），转轴（6）端部设有用于带动转轴（6）转动的驱动件（8），炉体（1）内还设有与转轴（6）平行的固定杆（9），所述固定杆（9）上间隔分布有固定研磨片（10），所述固定研磨片（10）与转动研磨片（7）一一对应接触；

所述固定杆（9）有两根，两根固定杆（9）以转轴（6）为中心对称设置，且固定杆（9）的两端与炉体（1）内壁弹性连接，所述固定研磨片（10）呈半圆环形，且两根固定杆（9）上位置对应的两个固定研磨片（10）构成圆环形后与同一转动研磨片（7）接触，所述转动研磨片（7）呈圆形，转动研磨片（7）用于与固定研磨片（10）接触的侧面上形成有凸起（11），所述凸起（11）呈圆心角小于180°的扇形，且凸起（11）的其中一半径边缘的厚度为突变式变为零，另一半径边缘的厚度为渐变式变为零。

2.根据权利要求1所述的一种废弃钒钛系脱硝催化剂稀贵金属的回收装置，其特征在于，所述固定研磨片（10）与转动研磨片（7）相接触的侧面上均形成有金刚石研磨层。

3.根据权利要求1所述的一种废弃钒钛系脱硝催化剂稀贵金属的回收装置，其特征在于，所述固定杆（9）的两端均设有弹簧件（12），固定杆（9）通过弹簧件（12）与炉体（1）内壁弹性连接。

4.根据权利要求1所述的一种废弃钒钛系脱硝催化剂稀贵金属的回收装置，其特征在于，所述凸起（11）呈圆心角为10?30°的扇形。

5.根据权利要求1所述的一种废弃钒钛系脱硝催化剂稀贵金属的回收装置，其特征在于，所述焙烧机构还包括旋风分离器（13），所述旋风分离器（13）的气固态混合物进口与炉体（1）的排气口（3）连通，旋风分离器（13）的气态物体出口引出，旋风分离器（13）的固态物体出口与进料口（2）连通。

6.根据权利要求1所述的一种废弃钒钛系脱硝催化剂稀贵金属的回收装置，其特征在于，所述炉体（1）的外部包裹有陶瓷纤维毯保温层。

7.根据权利要求1所述的一种废弃钒钛系脱硝催化剂稀贵金属的回收装置，其特征在于，所述炉体（1）上设有压力安全阀（14）。

说明书：一种废弃钒钛系脱硝催化剂稀贵金属的回收装置技术领域[0001] 本发明涉及金属回收技术领域，具体涉及一种废弃钒钛系脱硝催化剂稀贵金属的回收装置。背景技术[0002] 选择性催化还原技术(SCR)是针对柴油车尾气排放中NOx的一项处理工艺，即在催化剂的作用下，喷入还原剂氨或尿素，把尾气中的NOx还原成N2和H2O。SCR技术的核心是脱硝催化剂，目前使用最广泛的是钒钛系脱硝催化剂，它是以二氧化钛为载体，以三氧化钨为助催化剂，五氧化二钒为催化剂的整体式催化剂。在运行过程中，由于烟气中的粉尘、有毒有害化学成分等的作用会使催化剂的活性降低直至失效。虽然失效后的催化剂能够再生，但再生后的催化剂活性明显下降，且存在一定的再生次数，因而所有的催化剂最终会因完全失效而不能再使用。[0003] 但是，催化剂中的三氧化钨和五氧化二钒对环境有害，处理不当会造成严重的污染，并且催化剂中含有可再利用的有稀贵金属(钨、钒、钛等)，因此，对废旧催化剂进行回收处理，重新制备成脱硝用钒钛钨粉体，不仅具有显著的经济效益，而且具有很好的环境效益。[0004] 脱硝催化剂的回收处理一般包括焙烧、热浸、沉淀等工艺，其中较为重要的是焙烧过程，且需要多次进行。目前，焙烧用到的焙烧设备不能实现连续化生产，需要不断停机上料、出料，效率低；另外，遇到脱硝催化剂颗粒较大的，容易出现焙烧不彻底的问题。发明内容[0005] 本发明的目的在于提供一种废弃钒钛系脱硝催化剂稀贵金属的回收装置，其解决了现有回收装置中焙烧过程存在的不能连续化生产、焙烧不彻底的问题。[0006] 本发明通过以下技术方案来实现上述目的：[0007] 一种废弃钒钛系脱硝催化剂稀贵金属的回收装置，包括焙烧机构、热浸机构和沉淀机构，所述焙烧机构包括倾斜设置的炉体，所述炉体的较高一端设置有进料口和排气口，炉体较低一端设置有排料口和进气口，炉体内沿长度方向设有转轴，所述转轴上间隔分布有转动研磨片，转轴端部设有用于带动转轴转动的驱动件，炉体内还设有与转轴平行的固定杆，所述固定杆上间隔分布有固定研磨片，所述固定研磨片与转动研磨片一一对应接触。[0008] 进一步改进在于，所述固定研磨片与转动研磨片相接触的侧面上均形成有金刚石研磨层。[0009] 进一步改进在于，所述固定杆有两根，两根固定杆以转轴为中心对称设置，且固定杆的两端与炉体内壁弹性连接，所述固定研磨片呈半圆环形，且两根固定杆上位置对应的两个固定研磨片构成圆环形后与同一转动研磨片接触，所述转动研磨片呈圆形，转动研磨片用于与固定研磨片接触的侧面上形成有凸起，所述凸起呈圆心角小于180°的扇形，且凸起的其中一半径边缘的厚度为突变式变为零，另一半径边缘的厚度为渐变式变为零。[0010] 进一步改进在于，所述固定杆的两端均设有弹簧件，固定杆通过弹簧件与炉体内壁弹性连接。[0011] 进一步改进在于，所述凸起呈圆心角为10?30°的扇形。[0012] 进一步改进在于，所述焙烧机构还包括旋风分离器，所述旋风分离器的气固态混合物进口与炉体的排气口连通，旋风分离器的气态物体出口引出，旋风分离器的固态物体出口与进料口连通。[0013] 进一步改进在于，所述炉体的外部包裹有陶瓷纤维毯保温层。[0014] 进一步改进在于，所述炉体上设有压力安全阀。[0015] 本发明的有益效果在于：[0016] (1)该回收装置中焙烧机构在通气高温焙烧的同时，还能同步对催化剂进行破碎研磨，使其颗粒度降低，由此可保证焙烧的彻底性，有利于稀贵金属的回收；且在研磨的同时还能产生高频微振动，实现物料在炉体内的匀速、稳定输送；另外研磨和输送仅采用一个驱动件，有助于简化结构。[0017] (2)该回收装置中焙烧机构可实现连续化生产，无需停机投料、出料，效率得到大幅度提升。附图说明[0018] 图1为本发明焙烧机构的结构示意图；[0019] 图2为转动研磨片和固定研磨片的平面结构示意图；[0020] 图3为转动研磨片的立体示意图；[0021] 图中：1、炉体；2、进料口；3、排气口；4、排料口；5、进气口；6、转轴；7、转动研磨片；8、驱动件；9、固定杆；10、固定研磨片；11、凸起；12、弹簧件；13、旋风分离器；14、压力安全阀。

具体实施方式[0022] 下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。[0023] 结合图1至图3所示，一种废弃钒钛系脱硝催化剂稀贵金属的回收装置，包括焙烧机构、热浸机构和沉淀机构，其中热浸机构和沉淀机构采用现有技术，这里不再赘述，而本发明焙烧机构包括倾斜设置的炉体1，炉体1的较高一端设置有进料口2和排气口3，进料口2位于端部，用于通过重力投入脱硝催化剂，排气口3位于顶部，用于排出焙烧过程产生的废气，炉体1较低一端设置有排料口4和进气口5，排料口4位于底部，用于排出焙烧后的脱硝催化剂，进气口5位于顶部，用于导入高温空气和燃气，以实现燃烧，炉体1内沿长度方向设有转轴6，转轴6上间隔分布有转动研磨片7，转轴6端部设有用于带动转轴6转动的驱动件8，炉体1内还设有与转轴6平行的固定杆9，固定杆9上间隔分布有固定研磨片10，固定研磨片10与转动研磨片7一一对应接触，通过接触摩擦，实现对催化剂的研磨。[0024] 本发明中，固定研磨片10与转动研磨片7相接触的侧面上均形成有金刚石研磨层(图中未示出)，以提高研磨效果和研磨片使用寿命。[0025] 本发明中，固定杆9有两根，两根固定杆9以转轴6为中心对称设置，且固定杆9的两端与炉体1内壁弹性连接，固定研磨片10呈半圆环形，且两根固定杆9上位置对应的两个固定研磨片10构成圆环形后与同一转动研磨片7接触，转动研磨片7呈圆形，转动研磨片7用于与固定研磨片10接触的侧面上形成有凸起11，凸起11呈圆心角小于180°的扇形，且凸起11的其中一半径边缘的厚度为突变式变为零，另一半径边缘的厚度为渐变式变为零。[0026] 具体的，固定杆9的两端均设有弹簧件12，固定杆9通过弹簧件12与炉体1内壁弹性连接。凸起11呈圆心角为10?30°的扇形。[0027] 焙烧机构工作时，由进料口2投入废弃钒钛系脱硝催化剂颗粒，由进气口5导入高温空气和燃气，在炉体1内部实现燃烧，燃烧温度可通过空气供给量来调节；启动驱动件8，带动转轴6以及转动研磨片7转动，转动研磨片7会贴着两个固定研磨片10转动，且在转动时，凸起11会顶起(由渐变式半径边缘顶起)与其对应的两个固定研磨片10中其中一个，顶起后固定杆9移动、两端弹簧件12压缩或伸长，这样转动研磨片7与顶起的固定研磨片10之间的非凸起11区域产生间隙，使得催化剂颗粒落入间隙内，继续转动，凸起11脱离(由突变式半径边缘脱离)该固定研磨片10，脱离后在弹簧件12的作用下，固定杆9以及该固定研磨片10具有恢复原位的趋势，压迫并转动研磨间隙之间的催化剂，当转动研磨片7继续转动，凸起11又会顶起另一个固定研磨片10，如此循环。在循环过程中，实现了将催化剂送入两研磨片之间，提高了研磨效率；同时，固定杆9以及固定研磨片10快速、短距离地反复移动，产生了微振动效果，可以实现催化剂在炉体1内由高往低匀速、稳定输送，输送过程中完成焙烧，最终到达排料口4位置并排出，焙烧产生的废气由排气口3排出，进行处理后排放。[0028] 本发明中，焙烧机构还包括旋风分离器13，旋风分离器13的气固态混合物进口与炉体1的排气口3连通，旋风分离器13的气态物体出口引出，旋风分离器13的固态物体出口与进料口2连通。由排气口3排出的废气进入旋风分离器13内，经旋风分离，分离出的固态物料从底部排出，落入进料口2内，重新参与焙烧过程，而分离出的气态物排走。经过旋风分离器13分离作用，使得废气中掺杂的催化剂颗粒基本能回流至炉体1内，最大限度的减少催化剂损失。[0029] 本发明中，炉体1的外部包裹有陶瓷纤维毯保温层(图中未示出)，用于增加炉体1的保温效果，有助于节省燃料。炉体1上设有压力安全阀14，提高安全性能。[0030] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。