一种基于资源化利用的轻质碳酸镁生产装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术的一种基于资源化利用的轻质碳酸镁生产装置及方法，属于化工技术领域，所述装置包括消化罐、碳化罐、热解罐、闪蒸罐、卧式双鼓离心机、空心桨叶干燥机、气流磨、气流分级机；原料为低品位氧化镁，经两级串联连续消化、碳解、热解反应，均采用新型射流搅拌器，高速射流混合搅拌，强化了传热、传质，提高了气、液、固混合搅拌效果；消化、碳化、热解反应、干燥过程产生的低压水蒸汽经MVR产生二次水蒸汽为辅助加热源，综合节能36％；氧化镁提取率大于90％，轻质碳酸镁中氧化镁含量大于46.5％，副产品超细含镁碳酸钙为高分子材料的添加剂。本发明专利技术工艺流程简单，连续操作，自动化程度高，资源循环利用，环境友好，实现低品位氧化镁资源的合理利用。利用。利用。

【技术实现步骤摘要】
一种基于资源化利用的轻质碳酸镁生产装置及方法


[0001]本专利技术属于化工设备领域，具体涉及一种基于资源化利用的轻质碳酸镁生产装置及方法。

技术介绍

[0002]轻质碳酸镁生产方法一般是氧化镁通过消化反应、碳化反应、热解反应制备。消化反应、碳化反应、一般采用釜式反应器及机械搅拌，热解反应一般采用釜式反应器及机械搅拌或管式反应器。这种制备方法存在的弊端是釜式反应器通过夹套或内盘管传热，换热效率低；水蒸汽与重镁水的热交换过程热量损失较多。重镁水在热解过程中容易在热解器的表面结疤，降低热解器的传热效率，引起热解器的换热效率低、作业周期短，不能连续生产，系统不能长周期平稳运行。此方法中消化反应、碳化反应、热解反应阶段能耗大，占整个工艺能耗80％以上，能耗的增加导致成本上升，不利于工业化生产。
[0003]本领域急于寻找一种低能耗的制备轻质碳酸镁工艺，其能克服上述技术问题。

技术实现思路

[0004]针对上述工程问题和市场需求，为了克服现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种工艺流程简单，连续操作，自动化程度高，资源循环利用，环境友好，用以实现轻烧镁中低品位氧化镁资源的合理利用的轻质碳酸镁生产装置及方法，同时回收热解反应产生的CO2，利用MVR技术回收了碳化反应、热解反应、干燥过程产生的热量，大幅度降低了能耗。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种基于资源化利用的轻质碳酸镁生产装置，包括依次连接的消化罐I、消化罐II、碳化罐I、碳化罐II以及闪蒸罐，所述闪蒸罐包括闪蒸罐I、闪蒸罐II，闪蒸罐I、II之间设有热解罐I、热解罐II；所述闪蒸罐I、II分别与离心机I、II连接；所述消化罐I、II用于对物料进行消化反应；所述碳化罐I、II用于对消化浆液进行碳化反应；所述闪蒸罐I用于对碳化浆液进行闪蒸；所述离心机I用于对闪蒸后的碳化浆液进行固液分离；所述热解罐I、II用于对固液分离出的碳酸氢镁滤液进行热解反应；所述闪蒸罐II用于对热解浆料进行闪蒸；所述离心机II用于对闪蒸后的热解浆料进行固液分离，得到轻质碳酸镁滤饼；
[0007]其中消化罐I、消化罐II、碳化罐I、碳化罐II、热解罐I、热解罐II内安装的搅拌器均为射流搅拌器；所述碳化罐I的CO2气体入口连接碳化罐II、热解罐I、II的CO2气体出口，碳化罐I以碳化罐II、热解罐I、II排放的CO2气体为反应气；
[0008]所述装置还包括压缩机，所述压缩机输入端连接闪蒸罐I、II，干燥机I、II，输出端连接消化罐I、II，用以将闪蒸罐I、II产生的蒸汽，以及干燥机I、II干燥滤饼所产生的蒸汽收集后升压升温成二次水蒸汽，作为消化罐I、II的热源。
[0009]进一步地，所述装置还包括干燥机I、II，气流磨I、II，气流分级机I、II，蒸汽冷凝水罐以及母液及洗涤水罐；所述干燥机I、气流磨I、气流分级机I用于对固液分离出的滤饼进行干燥研磨分级，以得到副产品；所述干燥机II、气流磨II、气流分级机II用于对固液分
离得到的轻质碳酸镁滤饼进行干燥研磨分级，得到产品轻质氧化镁；所述碳化罐I、II，热解罐I、II，干燥机I、II的热源为生蒸汽；
[0010]所述碳化罐I气体排放管道上还设有冷却器，所述冷却器用于冷却碳化罐I排放的CO2气体；所述热解罐I、II以气流分级机I、II，气流磨I、II分离出的空气作为辅助热源，空气传输管线上设有空气加热器；
[0011]所述蒸汽冷凝水罐输入端连接干燥机I、II，输出端连接离心机I、II及消化罐I，用于收集生蒸汽通入干燥机I、II后在干燥过程中形成的蒸汽冷凝水，所述蒸汽冷凝水经空气加热器加热空气后被收集到蒸汽冷凝水罐中，作为离心机I、II的洗涤水，以及消化罐I的配料水；
[0012]所述母液及洗涤水罐输入端连接离心机II，输出端连接消化罐I，用于收集离心机II离心后的母液及洗涤水，所述母液及洗涤水经所述冷却器冷却碳化罐I排放的CO2气体后进入消化罐I，作为消化罐I的配料水。
[0013]本专利技术还提供了一种基于资源化利用的轻质碳酸镁生产方法，具体包括如下步骤：
[0014](1)将原料氧化镁、母液及洗涤水、蒸汽冷凝水进入消化罐I内，二次水蒸汽直接加热进行消化反应；
[0015](2)将消化罐I内消化浆液进到消化罐II内，用二次水蒸汽直接加热继续进行消化反应；
[0016](3)将消化罐II内的消化浆液进到碳化罐I内，同时吸入碳化罐II排放的CO2气体、热解罐I及热解罐II排放的CO2气体，用生蒸汽直接加热进行碳化反应；
[0017](4)将碳化罐I内碳化浆液进到碳化罐II内，同时通入新鲜的CO2气体，用生蒸汽直接加热继续进行碳化反应；
[0018](5)将碳化罐II内碳化浆液进到闪蒸罐I内，闪蒸出低压水蒸汽；
[0019](6)将闪蒸罐I内闪蒸后的碳化浆液进到离心机I内，进行离心分离，分离出含镁碳酸钙滤饼和碳酸氢镁滤液；
[0020](7)将离心机I分离出的碳酸氢镁滤液进到热解罐I内，同时吸入的热空气及生蒸汽进行热解反应；
[0021](8)将热解罐I内的热解浆料进到热解罐II内，同时吸入的热空气及生蒸汽继续进行热解反应；
[0022](9)将热解罐II内的热解浆料进到闪蒸罐II内，闪蒸出低压水蒸汽；
[0023](10)将闪蒸罐II内闪蒸后的热解浆料进到离心机II内进行离心分离，分离出的母液及洗涤水进到母液及洗涤水罐，母液及洗涤水经碳化罐I冷却器冷却碳化罐I排放的CO2后进入消化罐I；离心机II离心分离出轻质碳酸镁滤饼。
[0024]进一步地，所述的步骤(1)中原料氧化镁为轻烧氧化镁分级分出的低品质的氧化镁，其中氧化镁质量分数为60％～65％，其余为氧化钙，低品质的氧化镁中粒径小于0.075mm的颗粒质量占比为95％；所用生蒸汽为自备电厂0.4MPa，230℃的背压蒸汽；生蒸汽主要为碳化反应、热解反应、干燥机I、干燥机II提供热源，蒸汽冷凝水为辅助配料用水，母液及洗涤水为配料主要用水；消化反应的热源由闪蒸罐I、闪蒸罐II、干燥机I、干燥机II产生的水蒸汽经机械蒸汽再压缩(MVR)，即压缩机升压、升温的二次水蒸汽提供；二次水蒸汽
温度为221℃，压力为0.15MPa的过热水蒸汽。
[0025]进一步地，所述新鲜的CO2气体为轻烧氧化镁回收的含CO2混合气体，其中CO2气体的体积分数为30％～35％。
[0026]进一步地，所述步骤(1)中消化罐I的消化温度为80℃～85℃，压力为0.35MPa，消化反应时间为0.5h～1h，固液质量比为1：(27～30)，二次水蒸汽经射流搅拌器吸入直接加热消化浆液；所述步骤(2)中消化罐II的消化温度为85℃～90℃，压力为0.3MPa，消化反应时间为0.5h～1h；二次水蒸汽经射流搅拌器吸入直接加热消化浆液。
[0027]进一步地，所述步骤(3)中碳化罐I的碳化温度为90℃～93℃，压力为0.275MPa，碳化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于资源化利用的轻质碳酸镁生产装置，其特征在于：包括依次连接的消化罐I、消化罐II、碳化罐I、碳化罐II以及闪蒸罐，所述闪蒸罐包括闪蒸罐I、闪蒸罐II，闪蒸罐I、II之间设有热解罐I、热解罐II；所述闪蒸罐I、II分别与离心机I、II连接；所述消化罐I、II用于对物料进行消化反应；所述碳化罐I、II用于对消化浆液进行碳化反应；所述闪蒸罐I用于对碳化浆液进行闪蒸；所述离心机I用于对闪蒸后的碳化浆液进行固液分离；所述热解罐I、II用于对固液分离出的碳酸氢镁滤液进行热解反应；所述闪蒸罐II用于对热解浆料进行闪蒸；所述离心机II用于对闪蒸后的热解浆料进行固液分离，得到轻质碳酸镁滤饼；其中消化罐I、消化罐II、碳化罐I、碳化罐II、热解罐I、热解罐II内安装的搅拌器均为射流搅拌器；所述碳化罐I的CO2气体入口连接碳化罐II、热解罐I、II的CO2气体出口，碳化罐I以碳化罐II、热解罐I、II排放的CO2气体为反应气；所述装置还包括压缩机，所述压缩机输入端连接闪蒸罐I、II，干燥机I、II，输出端连接消化罐I、II，用以将闪蒸罐I、II产生的蒸汽，以及干燥机I、II干燥滤饼所产生的蒸汽收集后升压升温成二次水蒸汽，作为消化罐I、II的热源。2.根据权利要求1所述的一种基于资源化利用的轻质碳酸镁生产装置，其特征在于：所述装置还包括干燥机I、II，气流磨I、II，气流分级机I、II，蒸汽冷凝水罐以及母液及洗涤水罐；所述干燥机I、气流磨I、气流分级机I用于对固液分离出的滤饼进行干燥研磨分级，以得到副产品；所述干燥机II、气流磨II、气流分级机II用于对固液分离得到的轻质碳酸镁滤饼进行干燥研磨分级，得到产品轻质氧化镁；所述碳化罐I、II，热解罐I、II，干燥机I、II的热源为生蒸汽；所述碳化罐I气体排放管道上还设有冷却器，所述冷却器用于冷却碳化罐I排放的CO2气体；所述热解罐I、II以气流分级机I、II，气流磨I、II分离出的空气作为辅助热源，空气传输管线上设有空气加热器；所述蒸汽冷凝水罐输入端连接干燥机I、II，输出端连接离心机I、II及消化罐I，用于收集生蒸汽通入干燥机I、II后在干燥过程中形成的蒸汽冷凝水，所述蒸汽冷凝水经空气加热器加热空气后被收集到蒸汽冷凝水罐中，作为离心机I、II的洗涤水，以及消化罐I的配料水；所述母液及洗涤水罐输入端连接离心机II，输出端连接消化罐I，用于收集离心机II离心后的母液及洗涤水，所述母液及洗涤水经所述冷却器冷却碳化罐I排放的CO2气体后进入消化罐I，作为消化罐I的配料水。3.基于权利要求2所述装置的一种基于资源化利用的轻质碳酸镁生产方法，其特征在于：具体包括如下步骤：(1)原料氧化镁、母液及洗涤水、蒸汽冷凝水进入消化罐I内，二次水蒸汽直接加热进行消化反应；(2)将消化罐I内消化浆液进到消化罐II内，用二次水蒸汽直接加热继续进行消化反应；(3)将消化罐II内的消化浆液进到碳化罐I内，同时吸入碳化罐II排放的CO2气体、热解罐I及热解罐II排放的CO2气体，用生蒸汽直接加热进行碳化反应；(4)将碳化罐I内碳化浆液进到碳化罐II内，同时通入新鲜的CO2气体，用生蒸汽直接加热继续进行碳化反应；
(5)将碳化罐II内碳化浆液进到闪蒸罐I内，闪蒸出低压水蒸汽；(6)将闪蒸罐I内闪蒸后的碳化浆液进到离心机I内，进行离心分离，分离出含镁碳酸钙滤饼和碳酸氢镁滤液；(7)将离心机I分离出的碳酸氢镁滤液进到热解罐I内，同时吸入的热空气及生蒸汽进行热解反应；(8)将热解罐I内的热解浆料进到热解罐II内，同时吸入的热空气及生蒸汽继续进行热解反应；(9)将热解罐II内的热解浆料进到闪蒸罐II内，闪蒸出低压水蒸汽；(10)将闪蒸罐II内闪蒸后的热解浆料进到离心机I...

【专利技术属性】
技术研发人员：王德喜，崔玮琳，周士海，刘文涛，高倩楠，范丽华，刘波，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：发明
国别省市：