一种珠光材料连续流态化煅烧系统及方法技术方案

本发明专利技术属于珠光材料的煅烧热处理领域，具体涉及一种珠光材料流态化连续煅烧系统及方法，采用流态化技术，利用以流化床反应器为核心的煅烧工艺集成系统，实现珠光材料的连续煅烧热处理。本发明专利技术具有连续生产效率高、煅烧效果好、生产能耗低等优点，适用于包覆型钛云母珠光材料的工业煅烧工艺段，具有良好的经济和社会效益。

【技术实现步骤摘要】
一种珠光材料连续流态化煅烧系统及方法
本专利技术属于珠光材料、化工领域，具体涉及一种珠光材料连续流态化煅烧工艺的系统及方法。
技术介绍
珠光材料是一种装饰性新材料，在光线作用下可以呈现出柔和夺目、绚丽多彩的珠光效应，被广泛应用在涂料、油墨、化妆品、塑料、橡胶和印刷等行业。云母钛珠光材料是其中最具代表性的一种，以片状云母基材为核，通过化学包覆工艺在片状基材表面包覆一层或多层钛或其它金属氧化物而形成的微粉。珠光材料前驱体的煅烧热处理是云母钛珠光颜料生产中的一个重要工艺步骤。现有液相工艺生产的珠光材料，在包覆工艺后珠光材料前驱体，云母薄片表面是水合二氧化钛，通过煅烧脱去结晶水，变成稳定的结晶态二氧化钛，同时使锐钛矿型二氧化钛转变成金红石型二氧化钛。此外，煅烧热处理还可以除去珠光材料中的各种酸根离子(如Cl-、SO42-等)，使其在高温下分解和挥发。经过煅烧的珠光材料可以显著提高白度和亮度，增加遮盖力，并赋予较高的吸附量和颜料等其他性质。传统的珠光材料生产用煅烧装置是辊道窑，珠光材料经传送带送入加热炉进行煅烧，珠光材料粉体堆积在传送带上是静止不动的，由于珠光材料在高温下发生分解反应，堆积粉体的表面是可以彻底反应的，但是在堆积粉体内部的粉体就难以实现充分反应，这种煅烧方式对于珠光材料煅烧质量控制是很不稳定的，效率低下，影响珠光材料的产品质量。此外，为了防止粉体带走热量，传送带的移动速度要降低，一般珠光材料煅烧时间长达数小时，这就大大提高了耗电量，直接提高了煅烧成本。因此，本领域急需一种能够珠光材料快速高效煅烧的系统及方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种连续生产效率高、煅烧效果好、生产能耗低的珠光材料连续流态化煅烧工艺的系统及方法，本专利技术基于流态化技术，利用以流化床反应器为核心的煅烧工艺集成系统，实现珠光材料的连续煅烧热处理，具有连续生产效率高、煅烧效果好、生产能耗低等优点，适用于包覆型钛云母珠光材料的工业煅烧工艺段，具有良好的经济和社会效益。为达到此目的，本专利技术的具体技术方案如下：一种珠光材料连续流态化煅烧系统，所述系统包括原料仓1、热风炉2、回转烘干机3、提升机4、顶部料仓5、进料螺旋6、进料阀7、流化床8、一级旋风分离器9、二级旋风分离器9-1、一分回料阀10、二分回料阀11、出料阀12、水冷螺旋13、产品料仓14、布袋收尘器15、引风机16、烟囱17、空气风机18、天然气风机19、燃烧室20、水泵21和冷却塔22；在所述系统中，原料仓1的出料口与回转烘干机3的进料口连接，热风炉2的进气口与天然气风机19和二级旋风分离器9-1的出气口连接，回转烘干机3的进气口与热风炉2的出气口连接，回转烘干机3的出料口与提升机4的进料口连接，提升机4的出料口与顶部料仓5的进料口连接，顶部料仓5的出料口与进料螺旋6的进料口连接，进料螺旋6的出料口与进料阀7的进料口连接，进料阀7的出料口与流化床8的进料口连接，流化床8的进气口与燃烧室20的出气口连接，流化床8的出料口与出料阀12的进料口连接，一级旋风分离器9的进气口与流化床8的出气口连接，一级旋风分离器9的出料口与一分回料阀10的进料口连接，二级旋风分离器9-1的进气口与一级旋风分离器9的出气口连接，二级旋风分离器9-1的出料口与二分回料阀11的进料口相连，一分回料阀10和二分回料阀11的出料口与流化床8相连，出料阀12的出料口与水冷螺旋13的进料口连接，水冷螺旋13的出料口与产品料仓14连接，布袋收尘器15的进气口与回转烘干机3的出气口连接，引风机16的进气口与布袋收尘器15的出气口连接，引风机16的出气口与烟囱17连接，燃烧室20的进气口与空气风机18和天然气风机19的出气口连接，水泵21的出水口与水冷螺旋13的进水口连接，水冷螺旋13的出水口与冷却塔22连接。本专利技术中，流化床8排出的氧化性热风，经过一级旋风分离器9、二级旋风分离器9-1除尘处理后，进入热风炉2，回收气体中的显热。本专利技术涉及的一种珠光颜料流态化连续煅烧的方法，包括以下步骤：1)珠光材料前驱体粉体经由原料仓1进入回转烘干机3依次进入提升机4、顶部料仓5和进料螺旋6，经进料阀7进入流化床8；流化床8排出的高温尾气(也可称为氧化性热风)中夹带的粉体经一级旋风分离器9和二级旋风分离器9-1收集后，经一分回料阀10和二分回料阀11进入流化床8；煅烧充分的珠光材料从流化床8的出料口排出，经过出料阀12进入水冷螺旋13冷却，最后进入产品料仓14堆存；2)流化风(也可称为氧化性热烟气)是由天然气和空气在燃烧室20燃烧产生，燃烧产生的流化风经流化床8的进气口进入流化床，用以流化、加热煅烧流化床内的珠光材料前驱体，从流化床(8)排出的高温尾气经一级旋风分离器9和二级旋风分离器9-1后进入热风炉2进行补热燃烧，再进入回转烘干机3用于干燥未煅烧的珠光材料前驱体，回转烘干机(3)的烟气再经过回转烘干机3出气口进入布袋收尘器15除尘净化，净化后的低温烟气经过引风机16从烟囱17排出；3)工艺水总管的冷却水经过水泵21加压，进入水冷螺旋13的进水口与热物料进行换热，再从水冷螺旋13的出水口经冷却塔21冷却循环使用。本专利技术中，珠光材料产品包括银白系列珠光材料、幻彩系列珠光材料或着色系列珠光材料。本专利技术中，珠光材料前驱体的含水量在5～30wt％。本专利技术中，煅烧温度在550～850℃，煅烧时间在10～60min。本专利技术中，回转烘干机3的出料温度为105℃。本专利技术提供的珠光材料连续煅烧工艺的方法，相较于现有基于辊道窑的煅烧技术，本专利技术的优势在于：(1)流态化状态珠光材料在煅烧过程中气固接触充分，煅烧效果好，煅烧后粉体的分散性更好，光泽度提升10％。(2)系统中进出料控制实现规模化连续煅烧，生产效率高，充分煅烧可提升产品质量，提高煅烧生产的稳定性。(3)快速高效煅烧可大幅缩短煅烧时间，实现低能耗煅烧，降低煅烧成本。煅烧能耗仅为同当量辊道窑的50％。附图说明图1是本专利技术提供的珠光材料连续流态化煅烧工艺流程简图；附图标记：1、原料仓；2、热风炉；3、回转烘干机；4、提升机；5、顶部料仓；6、进料螺旋；7、进料阀；8、流化床；9、一级旋风分离器；9-1、二级旋风分离器；10、一分回料阀；11、二分回料阀；12、出料阀；13、水冷螺旋；14、产品料仓；15、布袋收尘器；16、引风机；17、烟囱；18、空气风机；19、天然气风机；20、燃烧室；21、水泵；22、冷却塔。具体实施方式本说明书中公开得任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或者类似特征中的一个例子而已。所述仅仅是为了帮助理解本专利技术，不应该视为对本专利技术的具体限制。为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚和完整的描述，但并不限定于本专利技术的保护范围。实施例1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种珠光材料流态化连续煅烧系统，其特征在于，所述系统包括原料仓(1)、热风炉(2)、回转烘干机(3)、提升机(4)、顶部料仓(5)、进料螺旋(6)、进料阀(7)、流化床(8)、一级旋风分离器(9)、二级旋风分离器(9-1)、一分回料阀(10)、二分回料阀(11)、出料阀(12)、水冷螺旋(13)、产品料仓(14)、布袋收尘器(15)、引风机(16)、烟囱(17)、空气风机(18)、天然气风机(19)、燃烧室(20)、水泵(21)和冷却塔(22)；/n在所述系统中，原料仓(1)的出料口与回转烘干机(3)的进料口连接，热风炉(2)的进气口与天然气风机(19)和二级旋风分离器(9-1)的出气口连接，回转烘干机(3)的进气口与热风炉(2)的出气口连接，回转烘干机(3)的出料口与提升机(4)的进料口连接，提升机(4)的出料口与顶部料仓(5)的进料口连接，顶部料仓(5)的出料口与进料螺旋(6)的进料口连接，进料螺旋(6)的出料口与进料阀(7)的进料口连接，进料阀(7)的出料口与流化床(8)的进料口连接，流化床(8)的进气口与燃烧室(20)的出气口连接，流化床(8)的出料口与出料阀(12)的进料口连接，一级旋风分离器(9)的进气口与流化床(8)的出气口连接，一级旋风分离器(9)的出料口与一分回料阀(10)的进料口连接，二级旋风分离器(9-1)的进气口与一级旋风分离器(9)的出气口连接，二级旋风分离器(9-1)的出料口与二分回料阀(11)的进料口相连，一分回料阀(10)和二分回料阀(11)的出料口与流化床(8)相连，出料阀(12)的出料口与水冷螺旋(13)的进料口连接，水冷螺旋(13)的出料口与产品料仓(14)连接，布袋收尘器(15)的进气口与回转烘干机(3)的出气口连接，引风机(16)的进气口与布袋收尘器(15)的出气口连接，引风机(16)的出气口与烟囱(17)连接，燃烧室(20)的进气口与空气风机(18)和天然气风机(19)的出气口连接，水泵(21)的出水口与水冷螺旋(13)的进水口连接，水冷螺旋(13)的出水口与冷却塔(22)连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种珠光材料流态化连续煅烧系统，其特征在于，所述系统包括原料仓(1)、热风炉(2)、回转烘干机(3)、提升机(4)、顶部料仓(5)、进料螺旋(6)、进料阀(7)、流化床(8)、一级旋风分离器(9)、二级旋风分离器(9-1)、一分回料阀(10)、二分回料阀(11)、出料阀(12)、水冷螺旋(13)、产品料仓(14)、布袋收尘器(15)、引风机(16)、烟囱(17)、空气风机(18)、天然气风机(19)、燃烧室(20)、水泵(21)和冷却塔(22)；
在所述系统中，原料仓(1)的出料口与回转烘干机(3)的进料口连接，热风炉(2)的进气口与天然气风机(19)和二级旋风分离器(9-1)的出气口连接，回转烘干机(3)的进气口与热风炉(2)的出气口连接，回转烘干机(3)的出料口与提升机(4)的进料口连接，提升机(4)的出料口与顶部料仓(5)的进料口连接，顶部料仓(5)的出料口与进料螺旋(6)的进料口连接，进料螺旋(6)的出料口与进料阀(7)的进料口连接，进料阀(7)的出料口与流化床(8)的进料口连接，流化床(8)的进气口与燃烧室(20)的出气口连接，流化床(8)的出料口与出料阀(12)的进料口连接，一级旋风分离器(9)的进气口与流化床(8)的出气口连接，一级旋风分离器(9)的出料口与一分回料阀(10)的进料口连接，二级旋风分离器(9-1)的进气口与一级旋风分离器(9)的出气口连接，二级旋风分离器(9-1)的出料口与二分回料阀(11)的进料口相连，一分回料阀(10)和二分回料阀(11)的出料口与流化床(8)相连，出料阀(12)的出料口与水冷螺旋(13)的进料口连接，水冷螺旋(13)的出料口与产品料仓(14)连接，布袋收尘器(15)的进气口与回转烘干机(3)的出气口连接，引风机(16)的进气口与布袋收尘器(15)的出气口连接，引风机(16)的出气口与烟囱(17)连接，燃烧室(20)的进气口与空气风机(18)和天然气风机(19)的出气口连接，水泵(21)的出水口与水冷螺旋(13)的进水口连接，水冷螺旋(13)的出水口与冷却塔(22)连接。


2.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕鹏鹏，吴昌梓，朱庆山，邵国强，吴昌锦，吴昌在，吴万里，吴昊，吴俊，吴万琛，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，瑞彩科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11