[發明專利]一種高效節能的重鎂水熱解方法有效
申請號: | 201510361763.3 | 申請日: | 2015-06-26 |
公開(公告)號: | CN104909394B | 公開(公告)日: | 2017-09-26 |
發明(設計)人: | 高峰;顏文斌;銀永忠;王兆兵;華駿 | 申請(專利權)人: | 吉首大學 |
主分類號: | C01F5/24 | 分類號: | C01F5/24 |
代理公司: | 深圳市興科達知識產權代理有限公司44260 | 代理人: | 王翀 |
地址: | 416000 湖南省湘西*** | 國省代碼: | 湖南;43 |
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摘要: | |||
搜索關鍵詞: | 一種 高效 節能 重鎂水熱解 方法 | ||
技術領域
本發明涉及一種高效節能的重鎂水熱解方法,特別涉及用白云石或菱鎂石碳化法生產高膨松度碳酸鎂的方法。
背景技術
碳酸氫鎂的水溶液俗稱重鎂水,碳酸氫鎂是不穩定的弱酸鹽,本發明所指的熱解也就是重鎂水受熱分解成堿式碳酸鎂沉淀(又叫輕質碳酸鎂)并放出二氧化碳的過程。主要反應式如下:5Mg(HCO3)2+nH2O=4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O↓+6CO2↑+nH2O。
工業化生產中重鎂水的鎂濃度低,通常在8—15g/L(以MgO計),將大量的水溶液加熱熱解,需要耗費大量的熱能,而傳統熱解溫度要達95~105℃,其能耗占整個鎂鹽生產的60%以上,現在的熱解技術對傳統的熱解技術做了一些持續的改進:一是改進負壓生產的連續化,實現低溫連續生產;二是盡可能利用低位熱能,做到熱能的分級利用,但都是在原有的裝置基礎上稍加改造,從生產投入和整體運行效益都沒能實現較大的改變。
如專利CN200910180206.6(低壓熱解連續制取輕質碳酸鎂的專用裝置),仍然需要用到鍋爐和真空泵,而鍋爐的熱效率低,作為一種熱水鍋爐,直接加熱重鎂水,長期用后易結垢,傳熱效果更差,熱效率更低,而真空泵耗電能較大的設備,系統都是負壓,整個裝置投入也大,生產成本比傳統裝置雖有節省,綜合成本仍高,工業化生產不能顯現效益。
如專利CN201210147887.8(熱解重鎂水制取堿式碳酸鎂的方法及裝置)其實施例中涉及到20g/L,甚至達100g/L重鎂水含氧化鎂濃度,要生產出這樣高濃度的重鎂水本身就要很高的成本,不符合工業生產現實;或者涉及到90℃的高溫液,這是低位熱能難實現的,要么需要高成本才能實現。對于低位熱能的利用還考慮到熔鹽、導熱油等熱媒介,這樣獲取低位熱能的單個設備就要大量的資金投入,高于同等功率的燃煤鍋爐,那么整套熱解裝置固定投入很大,其節省的生產成本不足以抵消設備折舊,生產成本太高。
發明內容
為克服上述現有技術的不足,本發明的目的在于提供一種設備簡單,固定投入低,運行費用低,熱解溫度低,能耗少,熱能利用率高,不易結垢堵塞的高效節能的重鎂水熱解方法。
為實現上述目的,本發明采用以下技術方案:一種高效節能的重鎂水熱解方法,將重鎂水經霧化裝置進行霧化處理后,與高溫熱風接觸完成混合、加熱、分解,霧化后的重鎂水與高溫熱風呈逆流走向,充分熱解反應后,在分離器中完成氣液分離,再進行固液分離,得到的固體堿式碳酸鎂結晶,經干燥后,得到純白色高膨松的堿式碳酸鎂。
所述高溫熱風與重鎂水的體積比設置為500~600:1,過小不利于熱解完全。
熱解過程中,所述高溫熱風溫度設置為400~500℃,二氧化碳濃度設置為15%以下。
所述高溫熱風由直燃式熱風爐或燃煤式間接熱風爐提供。
所述重鎂水在2級串聯的霧化裝置中,分別進行霧化預熱、霧化熱解。
干燥過程中,先在220~280℃下用三層帶式烘干機烘1~2h,將水份控制在30%~45%,然后在220~250℃下用旋轉閃蒸干燥機干燥,將水份控制到2%以下。
霧化裝置內重鎂水的霧化粒徑設置為0.1~0.6毫米。
本發明熱解過程,在負壓環境中進行。
本發明中重鎂水與熱風(熱潮氣)直接接觸,在一級霧化裝置里完成混合預熱及熱能的充分利用,做到熱能的分級利用。在二級霧化裝置里完成混合、加熱、分解,達到60℃溫度時,完成熱解。從霧化器出來的氣液混合物用氣液分離器分離,與霧化裝置配套使用,一級氣液分離器分離出來的為低溫飽和濕氣體,氣溫40-45℃,不含有分解固相物,沒有利用價值,排入空氣中;預熱的重鎂水泵入二級霧化裝置,經二級固液分離器分離出來的熱潮氣體溫度為90~100℃,供一級霧化裝置;分離出來的熱液為熱解產物,其固相為堿式碳酸鎂,呈絮狀體。
本發明所采用的技術方案具有以下有益效果:
(1)本發明熱解是在高速流動的氣霧中完成,不存在間接加熱所帶來的壁面結疤現象,熱解前后液體都處于高速流動或分散狀態,不會發生“粘壁”現象徹底解決了當前裝置易結垢堵塞現象,可長時間連續運行;
(2)熱解溫度低,能耗少,熱能利用率高,實現了節能減排提升效益;
(3)設備簡單,工藝流程短,操作容易,安全性能好;
(4)產品品質好,熱解產物呈絮狀,烘干后,松裝密度0.10;
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