[發明專利]一種基于循環節能的硼砂生產工藝及裝置

有效

• 申請號: 202010868171.1
• 申請日: 2020-08-26
• 公開（公告）號: CN111977661B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 王德喜;范麗華;關曉彤;樊小輝;鄒明旭;王猛;劉文濤;王哲;田偉;趙航
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學;遼寧博仕科技股份有限公司
• 主分類號: C01B35/12
• 分類號: C01B35/12;B01F25/20;B01D53/14
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 李珉

1.一種基于循環節能的硼砂生產工藝，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將原料硼鎂礦石粉送入流化床預反應器進行預反應，所述硼鎂礦石粉中粒徑≤75μm的部分在90％以上，預反應溫度為185℃～195℃，預反應后的硼鎂礦石粉送入直燃式旋流動態焙燒爐，直燃式旋流動態焙燒爐底部有天然氣燃燒器，能夠以1200℃～1300℃對進入的硼鎂礦石粉進行焙燒，焙燒后生成含CO₂的焙燒尾氣和熟硼鎂礦石粉，熟硼鎂礦石粉進入陳化倉陳化后，送入熟硼鎂礦石粉料倉；

(2)將步驟(1)中的焙燒尾氣進行固氣分離，之后進行冷卻，得到的固氣分離和冷卻后的焙燒尾氣作為反應氣與碳解漿液進行碳解反應，反應后得到含CO₂的碳解反應尾氣和反應后的碳解漿液，反應后的碳解漿液進入壓濾機壓濾后得到濾渣和濾液，所述濾渣經洗滌、烘干后排放去渣場，進行固廢處理，洗滌濾渣得到濾渣洗滌水；所述濾液進入結晶器內冷卻結晶，析出硼砂晶體，形成晶漿，晶漿進入離心機分離成硼砂晶體和結晶母液，用水洗去硼砂晶體中的雜質后，得到濕硼砂、硼砂洗滌水，將濕硼砂烘干得到產品硼砂；

(3)將步驟(2)中的濾渣洗滌水和Na₂CO₃配成Na₂CO₃質量分數15％～20％的Na₂CO₃溶液，將步驟(2)中的碳解反應尾氣冷卻后通入所述Na₂CO₃溶液進行反應回收，得到含有NaHCO₃、Na₂CO₃的混合堿溶液和排放尾氣；

所述步驟(2)中的碳解漿液由所述步驟(1)中的熟硼鎂礦石粉、步驟(2)中的結晶母液和硼砂洗滌水、步驟(3)中的混合堿溶液配制而成；

所述步驟(1)中所有工藝和步驟(2)中的焙燒尾氣固氣分離工藝所使用的裝置包括以下部件：硼鎂礦石粉螺旋輸料器、流化床預反應器、熱源旋風分離器、進料預熱旋風分離器、直燃式旋流動態焙燒爐、出料旋風分離器、陳化料倉、輸料旋風分離器、輸料袋式過濾器、熟硼鎂礦石粉料倉、流化床預反應器排氣袋式過濾器、流化床預反應器排氣干式濾清器；

硼鎂礦石粉螺旋輸料器出料口連通流化床預反應器進料口，流化床預反應器下部的出料口、熱源旋風分離器出料口、流化床預反應器排氣袋式過濾器出料口連通進料預熱旋風分離器出氣口，熱源旋風分離器出氣口連通流化床預反應器底部進氣口，流化床預反應器頂部出氣口連通流化床預反應器排氣袋式過濾器進料口，流化床預反應器排氣袋式過濾器出氣口連通流化床預反應器排氣干式濾清器進氣口，進料預熱旋風分離器出氣口連通熱源旋風分離器進氣口，進料預熱旋風分離器出料口連通直燃式旋流動態焙燒爐進料口，直燃式旋流動態焙燒爐出料口連通出料旋風分離器進氣口，出料旋風分離器出料口連通陳化料倉進料口，出料旋風分離器出氣口連通進料預熱旋風分離器進氣口，陳化料倉出料口連通輸料旋風分離器進氣口，輸料旋風分離器出料口連通熟硼鎂礦粉料倉，輸料旋風分離器出氣口連通輸料袋式過濾器進料口，輸料袋式過濾器出料口連通熟硼鎂礦粉料倉，輸料袋式過濾器出氣口連通直燃式旋流動態焙燒爐進氣口；

所述步驟(1)中原料硼鎂礦石粉通過硼鎂礦石粉螺旋輸料器進入流化床預反應器，物料停留時間為20分鐘～25分鐘；經過預反應的硼鎂礦石粉從流化床預反應器下部出料口出料，進入進料預熱旋風分離器進行加熱和固氣分離后，進料預熱旋風分離器分離出的所有粉料進入直燃式旋流動態焙燒爐進行焙燒；焙燒后產生的熟硼鎂礦石粉粉料和含CO₂的焙燒尾氣進入出料旋風分離器進行固氣分離，出料旋風分離器分離出的粉料進入陳化料倉陳化，通入新鮮冷空氣將陳化料倉出來的粉料送入輸料旋風分離器，輸料旋風分離器分離出的粉料進入熟硼鎂礦粉料倉，輸料旋風分離器分離出的尾氣進入輸料袋式過濾器過濾，輸料袋式過濾器過濾后的粉料進入熟硼鎂礦粉料倉，過濾后得到的熱空氣作為助燃空氣，助燃空氣、天然氣、冷空氣一起通過直燃式旋流動態焙燒爐進氣口進入直燃式旋流動態焙燒爐的天然氣燃燒器進行燃燒；所述出料旋風分離器分離出的熱尾氣進入進料預熱旋風分離器，對進入進料預熱旋風分離器的所有粉料進行加熱，從進料預熱旋風分離器分離出的熱尾氣進入熱源旋風分離器，熱源旋風分離器分離出的熱尾氣從流化床預反應器的底部進氣口進入，作為流化床預反應器內的熱源，從流化床預反應器頂部排出的尾氣經流化床預反應器排氣袋式過濾器和流化床預反應器排氣干式濾清器處理后，得到所述步驟(2)中的固氣分離后的焙燒尾氣；熱源旋風分離器和流化床預反應器排氣袋式過濾器分離出的粉料在重力作用下進入進料預熱旋風分離器。