[發(fā)明專利]甲醇熱風(fēng)爐重鎂水熱解裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510361798.7
• 申請(qǐng)日: 2015-06-29
• 公開（公告）號(hào): CN104891535A
• 公開（公告）日: 2015-09-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 銀永忠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉首大學(xué)
• 主分類號(hào): C01F5/24
• 分類號(hào): C01F5/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種重鎂水熱解裝置，具體指甲醇熱風(fēng)爐重鎂水熱解裝置。

背景技術(shù)

堿式碳酸鎂是制鎂工業(yè)中最重要的化合物之一，被廣泛用作牙膏、油漆、化妝品、塑料、橡膠等的添加劑。通常，堿式碳酸鎂可以通過熱解獲得，即熱解碳酸氫鎂得到，其主要反應(yīng)機(jī)理是2Mg(HCO3)2=Mg2(OH)2CO3+3CO2+H2O。

現(xiàn)代工業(yè)中主要采用熱解碳酸氫鎂溶液即熱解重鎂水的方法生產(chǎn)堿式碳酸鎂，熱解過程中需要消耗大量的熱能，但現(xiàn)有的熱解裝置普遍存在換熱效率低，尾熱利用不充分，因而能耗高、生產(chǎn)成本居高不下；另一方面，重鎂水熱解反應(yīng)的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)過程中，氣液相接觸和傳熱、傳質(zhì)慢，導(dǎo)致反應(yīng)速度慢、效率低。這些顯然都不利于建設(shè)“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”兩型社會(huì)，以及工業(yè)生產(chǎn)中大幅度降低萬元GDP能耗的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用、反應(yīng)速度快、尾熱利用充分，低能耗的甲醇熱風(fēng)爐重鎂水熱解裝置。

為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：

一種甲醇熱風(fēng)爐重鎂水熱解裝置，包括熱風(fēng)爐和甲醇燃燒機(jī)，甲醇燃燒機(jī)的火焰位于熱風(fēng)爐內(nèi)，其特征在于：熱風(fēng)爐的熱量出口經(jīng)管道連接換熱筒，換熱筒內(nèi)設(shè)有噴淋管，換熱筒下方連接熱解罐，熱解罐內(nèi)垂掛有簾幕并設(shè)有轉(zhuǎn)鼓，轉(zhuǎn)鼓外圍植入毛刷；熱解罐經(jīng)出氣管連接旋風(fēng)分離器，重鎂水儲(chǔ)槽經(jīng)重鎂水輸送泵、輸送管連接旋風(fēng)分離器與熱解罐之間的管道，旋風(fēng)分離器下方經(jīng)回流管連接預(yù)熱重鎂水緩沖槽，預(yù)熱重鎂水緩沖槽經(jīng)預(yù)熱重鎂水輸送泵連接噴淋管。

所述熱風(fēng)爐與換熱筒連接的管道上設(shè)有換熱器，換熱器設(shè)有冷空氣進(jìn)口和熱空氣出口，熱空氣出口連接甲醇燃燒機(jī)。

所述熱解罐下方為倒錐形結(jié)構(gòu)，經(jīng)壓濾泵連接壓濾機(jī)。

裝置工作時(shí)，甲醇燃燒機(jī)在熱風(fēng)爐中迅速燃燒產(chǎn)生大量高溫低壓燃?xì)猓瑢?duì)排出的燃?xì)饪梢韵韧ㄟ^換熱器對(duì)進(jìn)入燃燒機(jī)的空氣進(jìn)行預(yù)熱，這樣可以回收尾熱，也有利促進(jìn)甲醇汽化，提高燃燒火力與效率。

燃?xì)鈱?dǎo)入換熱筒，與噴淋管內(nèi)預(yù)熱的重鎂水進(jìn)行直接接觸式換熱傳質(zhì)，進(jìn)入熱解罐，實(shí)現(xiàn)第一步混合的質(zhì)熱交換。熱解罐控制一定的液位，轉(zhuǎn)鼓外圍植入毛刷，毛刷浸入液面，轉(zhuǎn)鼓及其毛刷以適當(dāng)轉(zhuǎn)速帶動(dòng)熱解罐內(nèi)液體對(duì)流、飛濺，進(jìn)一步促進(jìn)氣液混合傳質(zhì)、傳熱和熱解反應(yīng)，同時(shí)垂掛的幕簾有很大面積使飛濺液體在流落過程與對(duì)流氣體進(jìn)一步質(zhì)熱交換，促進(jìn)熱解反應(yīng)。

旋風(fēng)分離器對(duì)熱解罐內(nèi)氣體進(jìn)行排出并實(shí)現(xiàn)液滴回收，通過回流管流入預(yù)熱重鎂水熱解槽液面下，同時(shí)實(shí)現(xiàn)液封；壓濾泵將熱解形成的混合漿料輸送入壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾分離，便于進(jìn)行后續(xù)處理。

經(jīng)熱解罐出來的熱氣通過管道進(jìn)入旋風(fēng)分離器分離液相，而氣流從旋風(fēng)分離器中心管排空，來自重鎂水儲(chǔ)槽的重鎂水通過輸送，切向進(jìn)入熱解罐出口和旋風(fēng)分離器的連接管道內(nèi)，旋流在氣管內(nèi)受氣流攜帶，實(shí)現(xiàn)重鎂水彈簧狀路徑預(yù)熱，再進(jìn)入旋風(fēng)分離器內(nèi)，旋風(fēng)分離器內(nèi)存在外下降旋流和內(nèi)上升旋流，因而氣液在兩層旋流進(jìn)行直接接觸，進(jìn)行質(zhì)熱交換完成重鎂水的再度預(yù)熱。旋風(fēng)分離器實(shí)現(xiàn)液相捕捉，回流液從回流管進(jìn)入預(yù)熱重鎂水儲(chǔ)槽液面下，預(yù)熱重鎂水輸送泵將預(yù)熱后的重鎂水輸送到換熱筒。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果還在于：

直接噴淋換熱筒簡(jiǎn)單、可靠、有效實(shí)現(xiàn)急速降溫與換熱，整體逆流換熱實(shí)現(xiàn)熱能完全利用和尾熱回收，促進(jìn)節(jié)能減排；

毛刷與轉(zhuǎn)鼓構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)部件特別有利氣相、液相接觸換熱；簡(jiǎn)潔的幕簾大大提高了氣相、液相換熱接觸面積，促進(jìn)熱解進(jìn)行；

輸氣管道噴入待預(yù)熱重鎂水后被氣流攜帶，構(gòu)成彈簧螺旋狀路徑的氣液質(zhì)熱交換，特別便捷高效；

氣液混合進(jìn)入旋風(fēng)分離器內(nèi)，內(nèi)外旋流促進(jìn)氣液質(zhì)熱交換，尾熱回收能使尾氣溫度盡量降低，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了重鎂水熱解的低能耗、高效率生產(chǎn)，對(duì)于建設(shè)兩型社會(huì)和節(jié)能減排都具有重要意義。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的平面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中各標(biāo)號(hào)表示：

1、甲醇燃燒機(jī)；2、熱風(fēng)爐；3、噴淋管；4、換熱筒；5、毛刷；6、轉(zhuǎn)鼓；7、液面；8、簾幕；9、出氣管；10、熱解罐；11、旋風(fēng)分離器；12、回流管；13、預(yù)熱重鎂水緩沖罐；14、液位；15、預(yù)熱重鎂水輸出泵；16、壓濾泵；17、壓濾機(jī)；18、重鎂水儲(chǔ)槽；19、重鎂水輸送泵；20、重鎂水輸送管；21、換熱器；22、熱氣管。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步具體說明。