权利要求
1.一种红土
镍矿高压浸出余热发电系统，其特征在于，其包括：高压反应釜、闪蒸单元、气液分离器以及蒸汽发电机，所述闪蒸单元包括闪蒸罐，所述闪蒸罐具有进料口、出料口以及蒸汽出口，闪蒸罐的进料口连接所述高压反应釜的矿浆出口，所述闪蒸罐的蒸汽出口依次连接所述气液分离器和所述蒸汽发电机。
2.根据权利要求1所述的红土
镍矿高压浸出余热发电系统，其特征在于，所述闪蒸单元包括若干依次串联的所述闪蒸罐，第一个所述闪蒸罐的进料口连接所述高压反应釜的矿浆出口，所述闪蒸罐的出料口连通下一所述闪蒸罐的进料口，每个闪蒸罐的蒸汽出口均对应连接有所述气液分离器，至少部分所述气液分离器连接所述蒸汽发电机。
3.根据权利要求2所述的红土镍矿高压浸出余热发电系统，其特征在于，所述气液分离器包括第一气液分离器和第二气液分离器，沿矿浆运动方向，靠前的部分所述闪蒸罐通过所述第一气液分离器连接所述蒸汽发电机，其余的所述闪蒸罐的蒸汽出口连接所述第二气液分离器。
4.根据权利要求3所述的红土镍矿高压浸出余热发电系统，其特征在于，还包括预热单元，所述预热单元包括预热塔，所述第二气液分离器和所述蒸汽发电机的出气端连通所述预热塔，以将废蒸汽预热矿浆。
5.根据权利要求4所述的红土镍矿高压浸出余热发电系统，其特征在于，所述预热单元包括多个依次串联的预热塔，最后一个所述预热塔连通所述高压反应釜的矿浆入口，所述气液分离器与所述预热塔一一对应连接。
6.根据权利要求1所述的红土镍矿高压浸出余热发电系统，其特征在于，所述气液分离器包括外壳和分液折板，所述外壳内部具有分离腔并且还形成有连通所述分离腔的进气口、出气口以及出液口，所述分液折板设置于所述进气口和所述出气口之间的气流路径上，所述出液口位于所述分液折板的下方;所述进气口连通所述闪蒸罐的蒸汽出口，所述出气口连通所述蒸汽发电机。
7.根据权利要求6所述的红土镍矿高压浸出余热发电系统，其特征在于，所述外壳底面为坡面，所述出液口位于所述坡面的最低处。
8.根据权利要求6所述的红土镍矿高压浸出余热发电系统，其特征在于，所述分液折板具有多个弯折结构以在所述分离腔内分隔出多个弯折的流道，水蒸气通过流道时，硫酸液滴会撞击所述分流折板并滴落。
9.根据权利要求6所述的红土镍矿高压浸出余热发电系统，其特征在于，所述气液分离器还包括储液罐，所述储液罐上端连通所述出液口，所述储液罐的下端具有一可关闭的排液口。
10.根据权利要求9所述的红土镍矿高压浸出余热发电系统，其特征在于，还包括硫酸收集罐，所述排液口通过硫酸管连通所述硫酸收集罐，所述硫酸管上设置有阀门。
说明书
技术领域
[0001]本申请涉及化工设备技术领域，尤其涉及一种红土镍矿高压浸出余热发电系统。
背景技术
[0002]闪蒸是指高压反应釜中的高压矿浆进入较低压的容器中后，由于压力的突然降低使这些矿浆变成饱和水蒸气和饱和矿浆。物质的沸点与压力成正比，这样可使得高压高温矿浆经过减压，使其沸点降低，进入闪蒸。闪蒸罐的作用是提供流体迅速汽化和气液分离的空间。
[0003]在红土镍矿湿法冶炼方法中，通常是将矿浆、硫酸和蒸汽注入高压反应釜中冶炼，以高压浸出红土镍矿中的高价金属。反应后的矿浆和硫酸一起进入闪蒸罐减压，减压产生的水蒸气温度较高，可以用于预热和发电作业以避免能量的浪费。
[0004]但在产生水蒸气的同时，一部分硫酸液滴也会被水蒸气产生时的震动激起，形成酸雾并随着水蒸气一并排出，这会造成蒸汽管道和发电机的腐蚀以及硫酸的额外消耗。并且相较于管道，发电机难以作耐酸腐蚀处理。
[0005]申请内容
[0006]有鉴于此，有必要提供一种红土镍矿高压浸出余热发电系统，用以解决现有技术中闪蒸罐产生的蒸汽中含有硫酸酸雾而导致管道和发电机被腐蚀的技术问题。
[0007]本申请提供一种红土镍矿高压浸出余热发电系统，该红土镍矿高压浸出余热发电系统包括：高压反应釜、闪蒸单元、气液分离器以及蒸汽发电机，闪蒸单元包括闪蒸罐，闪蒸罐具有进料口、出料口以及蒸汽出口，闪蒸罐的进料口连接高压反应釜的矿浆出口，闪蒸罐的蒸汽出口依次连接气液分离器和蒸汽发电机。
[0008]进一步的，闪蒸单元包括若干依次串联的闪蒸罐，第一个闪蒸罐的进料口连接高压反应釜的矿浆出口，闪蒸罐的出料口连通下一闪蒸罐的进料口，每个闪蒸罐的蒸汽出口均对应连接有气液分离器，至少部分气液分离器连接蒸汽发电机。
[0009]进一步的，气液分离器包括第一气液分离器和第二气液分离器，沿矿浆运动方向，靠前的部分闪蒸罐通过第一气液分离器连接蒸汽发电机，其余的闪蒸罐的蒸汽出口连接第二气液分离器。
[0010]进一步的，还包括预热单元，预热单元包括预热塔，第二气液分离器和蒸汽发电机的出气端连通预热塔，以将废蒸汽预热矿浆。
[0011]进一步的，预热单元包括多个依次串联的预热塔，最后一个预热塔连通高压反应釜的矿浆入口，气液分离器与预热塔一一对应连接。
[0012]进一步的，气液分离器包括外壳和分液折板，外壳内部具有分离腔并且还形成有连通分离腔的进气口、出气口以及出液口，分液折板设置于进气口和出气口之间的气流路径上，出液口位于分液折板的下方;进气口连通闪蒸罐的蒸汽出口，出气口连通蒸汽发电机。
[0013]进一步的，外壳底面为坡面，出液口位于坡面的最低处。
[0014]进一步的，分液折板具有多个弯折结构以在分离腔内分隔出多个弯折的流道，水蒸气通过流道时，硫酸液滴会撞击分流折板并滴落。
[0015]进一步的，气液分离器还包括储液罐，储液罐上端连通出液口，储液罐的下端具有一可关闭的排液口。
[0016]进一步的，还包括硫酸收集罐，排液口通过硫酸管连通硫酸收集罐，硫酸管上设置有阀门。
[0017]与现有技术相比，本申请提供的红土镍矿高压浸出余热发电系统利用气液分离器去除蒸汽中含有的硫酸酸雾，避免了发电机被硫酸腐蚀，并且只需要对位于气液分离器前的管道进行防腐处理即可，降低了管道防腐成本，同时气液分离器分离后的硫酸可回收利用，降低了硫酸使用成本。
[0018]上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以本申请的较佳实施例并配合附图详细说明如下。本申请的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
[0019]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0020]图1为本申请提供的红土镍矿高压浸出余热发电系统一较佳实施例的结构示意图;
[0021]图2为图1中气液分离器的剖视图。
具体实施方式
[0022]下面结合附图来具体描述本申请的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本申请的实施例一起用于阐释本申请的原理，并非用于限定本申请的范围。
[0023]请参见图1，本申请提供一种红土镍矿高压浸出余热发电系统。该红土镍矿高压浸出余热发电系统可以应用于红土镍矿的冶炼中，用于回收闪蒸罐产生的蒸汽中的硫酸，在利用蒸汽发电时避免硫酸腐蚀发电机。
[0024]需要说明的是，本申请的红土镍矿高压浸出余热发电系统用于但不限于红土镍矿的冶炼中，还可以应用于其他需要用到硫酸和闪蒸罐的冶炼生产中。在本申请中，仅以红土镍矿高压浸出余热发电系统应用于红土镍矿的冶炼为例进行说明，而红土镍矿高压浸出余热发电系统应用于其他矿石冶炼的原理与应用于红土镍矿冶炼中的原理实质相同，在此不一一赘述。
[0025]本红土镍矿高压浸出余热发电系统包括高压反应釜1、闪蒸单元2、气液分离器3以及蒸汽发电机4，闪蒸单元2包括闪蒸罐，闪蒸罐具有进料口、出料口以及蒸汽出口，闪蒸罐的进料口连接高压反应釜1的矿浆出口，闪蒸罐的蒸汽出口依次连接气液分离器3和蒸汽发电机4。
[0026]矿浆在高压反应釜1内反应完后进入到闪蒸罐中减压，减压产生的水蒸气通过蒸汽出口进入到气液分离器3，去除了其中的硫酸后，蒸汽再进入蒸汽发电机4进行发电。有效避免了发电机被硫酸腐蚀，并且只需要对位于气液分离器3前的管道进行防腐处理即可，降低了管道防腐成本，同时将蒸汽中的硫酸回收还能减少了硫酸的浪费。
[0027]在一些实施例中，闪蒸单元2包括若干依次串联的闪蒸罐，第一个闪蒸罐的进料口连接高压反应釜1的矿浆出口，闪蒸罐的出料口连通下一闪蒸罐的进料口。每个闪蒸罐的蒸汽出口均对应连接有气液分离器3，至少部分气液分离器3连接蒸汽发电机4。。
[0028]由于各个闪蒸罐产生的蒸汽的压力和温度逐渐降低，基于蒸汽发电机4发电效率考虑，只有靠前的部分闪蒸罐产生的蒸汽适合发电。因此气液分离器3包括第一气液分离器3A和第二气液分离器3B，沿矿浆运动方向，靠前的部分闪蒸罐通过第一气液分离器3A连接蒸汽发电机4，其余的闪蒸罐的蒸汽出口连接第二气液分离器3B。
[0029]结合图1作详细说明，在本实施例中，闪蒸单元2包括三个依次串联的闪蒸罐，依据距离高压反应釜1的位次即矿浆流动的方向，分别命名为第一闪蒸罐21、第二闪蒸罐22和第三闪蒸罐23。由于高压反应釜内部压力很大，可以仅凭该压力以及不同闪蒸罐之间的高度差驱动矿浆在各个闪蒸罐之间按照顺序流动。高压反应釜1内反应后的矿浆先进入第一闪蒸罐21内作第一次闪蒸，然后进入第二闪蒸罐22内作第二次闪蒸，最后进入第三闪蒸罐23内作第三次闪蒸。第一闪蒸罐21和第二闪蒸罐22连接第一气液分离器3A，第三闪蒸罐23连接第二气液分离器3B
[0030]在本实施例中，闪蒸单元2为三级结构，含有三个闪蒸罐。在其他实施例中，也可以包含其他数量的闪蒸罐，连接方式与本实施例类似。并且根据产生蒸汽的温度和压力选择合适的前几个闪蒸罐连接第一气液分离器3A，将其产生的蒸汽用于发电。其余的闪蒸罐连接第二气液分离器3B，去除这些蒸汽中的硫酸。这部分蒸汽只是因为温度和压力较低，不适合发电，但依然含有一定量的废热，值得回收再利用。
[0031]蒸汽发电机4可以利用蒸汽发电，在一些实施例中，蒸汽发电机4包含涡轮机，高压蒸汽推动涡轮机旋转，带动转子旋转，从而产生电能。
[0032]在一些实施例中，本系统还包括预热单元6，预热单元6包括预热塔，第二气液分离器3B和蒸汽发电机4的出气端连通预热塔，以将废蒸汽预热矿浆。将这些蒸汽通入到预热塔中，可以直接与预热塔中的矿浆接触，矿浆充分吸收蒸汽的热量，也可以使用换热器进行换热。
[0033]在一些实施例中，预热单元6包括多个依次串联的预热塔，最后一个预热塔连通高压反应釜1的矿浆入口。相邻预热塔之间设置有泵以对矿浆加压，驱动矿浆流动。
[0034]结合图1作详细说明，在本实施例中，预热单元6包括三个依次串联的预热塔，依据矿浆流动的方向分别命名为第一预热塔61、第二预热塔62和第三预热塔63。矿浆先进入第一预热塔61内进行第一次预热，再进入第二预热塔62内进行第二次预热，再进入第三预热塔63内进行第三次预热，最后进入高压反应釜1内反应。第一闪蒸罐21通过第一预热器3A和蒸汽发电机4连通第一预热塔61，第二闪蒸罐22通过第一预热器3A和蒸汽发电机4连通第二预热塔62，第三闪蒸罐23通过第二预热器3B连通第三预热塔63。
[0035]部分闪蒸罐产生的蒸汽温度过高，不适合用来预热矿浆。为这些闪蒸罐对应设置蒸汽发电机4，蒸汽通过蒸汽发电机4后下降至合适的温度，再导入对应的预热塔内，用于预热矿浆。这种模式能够充分利用蒸汽中的能量。
[0036]请参见图2，在本实施例中，第一气液分离器3A与第二气液分离器3B可以采用相同的结构形式，包括外壳31和分液折板32，外壳31内部具有分离腔并且还形成有连通分离腔的进气口33、出气口34以及出液口35。分液折板32设置于进气口33和出气口34之间的气流路径上，能够对蒸汽气流进行阻挡以使硫酸液滴撞到分液折板32上，汇聚成大液滴流下。出液口35位于分液折板的下方，用于分离得到的硫酸的排出。进气口34连通闪蒸罐的蒸汽出口，出气口35连通蒸汽发电机4的蒸汽入口。
[0037]在一些实施例中，外壳底面31为坡面，出液口35位于坡面的最低处，以便于硫酸汇聚到出液口35处。
[0038]在一些实施例中，分液折板32具有多个弯折结构以在分离腔内分隔出多个弯折的流道，水蒸气通过流道时，硫酸液滴会撞击分流折板32并滴落。通过这种多弯折结构，能够充分的将水蒸气中的硫酸液滴分离出来，确保从出气口34排出的水蒸气中不含硫酸。
[0039]在一些实施例中，气液分离器3还包括储液罐36，储液罐36上端连通出液口35，储液罐36的下端具有一可关闭的排液口37。分离得到的硫酸汇聚到储液罐36中暂时储存起来，当储存到一定的量后，再开启排液口37排出。由于气液分离器3内充满了高压蒸汽，开启排液口37后，高压蒸汽的压力能够自动将硫酸推出。
[0040]在一些实施例中，本系统还包括硫酸收集罐7，排液口37通过硫酸管连通硫酸收集罐7，硫酸管上设置有阀门，以实现排液口37的关闭。第一气液分离器3A和第二气液分离器3B分离得到的硫酸可以汇聚到同一个硫酸收集罐7内集中收集，再回收、利用。容易理解，硫酸收集罐7包含必要的排出结构以排出收集到的硫酸。
[0041]与现有技术相比，本申请提供的红土镍矿高压浸出余热发电系统利用气液分离器去除蒸汽中含有的硫酸酸雾，避免了发电机被硫酸腐蚀，并且只需要对位于气液分离器前的管道进行防腐处理即可，降低了管道防腐成本，同时气液分离器分离后的硫酸可回收利用，降低了硫酸使用成本。
[0042]以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。
说明书附图(2)
声明：
“红土镍矿高压浸出余热发电系统” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
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编辑：北方有色网
来源：格林爱科镍金属有限公司, ESG新能源材料有限公司, 青美邦新能源材料有限公司, 格林美股份有限公司
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2026年08月06日 ~ 08日 
