三步法熔钒新工艺设计理念
传统的反射炉在应用实践中存在的缺点：首先， 钒酸铵原料直接进入反射炉，窑炉的首先要干燥去除物料中的水分，然后脱氨成氧化钒，*后在继续加热制成液态钒。也就是我们常说的干燥、脱氨、熔融在同一设备中完成的“一步法”工艺。
这样，干燥脱水后物料在炉中形成硬痂不利于内部水分的蒸发，这就需要操作工人在炉前不停地翻动。脱掉水分后的钒酸铵继续加热制成五氧化二钒，为了受热均匀和得到充足的氧气（脱氨过程缺氧会形成低价钒）也需要操作工人在炉前不停地翻动。由于融化过程是堆积在炉内五氧化二钒表层受热多先熔化，内层则部分形成了低价钒。由于低价钒熔化需要的温度高于五钒，为使之熔化就需要更高的温度，这也会造成五钒气化逃逸。这样的工艺条件造成了回收率较低和工作环境污染（有毒性）。
为解决以上问题工程师*研发了“三步法”制片钒工艺。
将含有42-45％水分的多钒酸铵滤饼原料，由皮带输送机送到斯德干燥机前的螺旋送料机内，物料由螺旋送料机送到斯德干燥机内进行脱水干燥，干燥完的粉料由旋风、布袋除尘器回收落入干燥中间料仓。干燥的热源来自干燥系统的干煤气燃烧室。
干燥中间料仓的干粉，经螺旋输送机输送进入动态煅烧炉内，与来自燃烧室550～600℃混合热气流进行热交换，实现流态化分解脱氨。产出的五氧化二钒粉钒经旋风分离器、布袋除尘器回收，落入煅烧中间料仓。其脱出的氨气与余热空气经系统引风机排出后进入氨气回收塔。
由煅烧中间料仓排除的物料经卸料阀、螺旋输送机被送到熔化炉内，在闪速炉内粉料遇到800℃左右的高温瞬间熔化形成熔池，熔池的钒水在炉内经过熔化、氧化流到炉外的水冷刮片机上，制成钒片。
由于整套系统负压操作，很大程度提高了作业环境。
“三步法”制取片剂五氧化二钒工艺及装备经过多年的运行已经取得了很好的认可度，但是在节能和稳定性运行方面还有待提升，现阶段正在运行的设备表现出的问题主要有以下几个方面：
- 熔化炉尾气中含有“气化钒”，在回用到干燥机是会堵塞干燥机及管道，带来了较多的后续停产检修。解决方案：将为其冷却至钒的结晶点，再将尾气送至干燥机。
- 煅烧脱氨过程氧气不充分，形成部分低价钒。解决方案：利用换热得到的干净空气作为二次风补到二级燃烧室，既解决了氧气问题，同时通过二次加热平衡了煅烧炉的内部温度平衡。
- 熔化炉的耐火材料易损，更换更高级的材料成本太高。解决方案：提高耐火材料的砌筑工艺，严格控制熔化炉的温度和风压来延长使用寿命。
现存三步法制取片剂五氧化二钒工艺设备在使用中存在较多问题，首先是干燥机及管道堵塞，其次是熔钒炉气化严重回收率降低。造成上述问题的根本原因是工艺参数的设定和保证实现工艺参数的实施。
干燥温度：对于闪蒸干燥机而言温度的兼容度很高，从100多度到800多度都在正常使用范围之内，但是对于三步法干燥钒酸铵而言温度要求很*，低了会造成“拖底”死机，高了会产生脱氨现象，氨逃逸造成环保不合格。
煅烧温度：煅烧是三步法的核心，现广泛应用的三步法煅烧工艺段的产能是*大的问题。首先煅烧的目的是脱氨，但是，三步法的煅烧方式属于“稀相贫氧”，当直接靠提高温度来提高产量，会造成更大比例的低价钒产生，由于低价钒的溶解温度高于五价钒，后续的钒熔化势必要按照低价钒的溶解温度来设定，这样既造成能源浪费，又形成了更多的气化钒。不但回收率降低还降低了设备运行周期（气化钒阻塞干燥机或管道）。
熔钒温度：熔钒炉的问题主要体现在炉体容积和气固比的设定（炉体内的耐火材料腐蚀问题另外表述），为保证尾气的循环利用和较低产生气化钒就要根据不同的热源来设定炉体容积，要充分考虑天然气和煤气的热值问题，在不同的燃气燃烧后产生的烟气量大不相同，所以炉体容积和如何降温结晶气化钒是保证全系统正常工作的保证。 |
