本发明专利技术属于无机功能晶体材料制备领域，具体公开了一种母液碳中和的碳酸根型层状氢氧化镁铝连续生产设备和工艺，包括依次连接的预处理装置、乳化泵、换热器一、高压合成转化釜、闪发罐、换热器二、固液分离装置以及母液碳化装置；预处理装置用于配制混合浆料，并通过乳化泵泵入换热器一进行预热；高压合成转化釜用于对预热浆料进行合成转化；换热器二用于将闪发罐闪发完成的浆料冷却降温；冷却浆料送入固液分离装置后产出母液和产品滤饼；母液碳化装置用于将母液与富二氧化碳气源进行碳化反应，生成碳化母液返回至预处理装置做为碳源循环使用。本发明专利技术中设备及工艺可连续操作，实现全流程稳定控制，保证水热过程工艺及产品质量的稳定。稳定。稳定。
【技术实现步骤摘要】
一种母液碳中和的碳酸根型层状氢氧化镁铝连续生产设备和工艺
[0001]本专利技术属于无机功能晶体材料制备领域，具体公开了一种母液碳中和的碳酸根型层状氢氧化镁铝连续生产设备和工艺。
技术介绍
[0002]层状氢氧化镁铝为水滑石型化合物，又称层状双金属氢氧化物(LDHs)或阴离子粘土，其具备的层状结构、记忆效应、组成和结构的可调控性等特殊结构和性质使其在作为绿色吸附剂、热稳定剂、光学材料以及催化材料等方面有着较好的应用，市场前景广阔。层状氢氧化镁铝的制备工艺包括共沉淀法、水热法、尿素分解
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均匀共沉淀法、成核/晶化隔离法、离子交换法等。
[0003]一直以来，我国层状氢氧化镁铝在工业化生产以共沉淀法为主，如专利技术专利[CN201310584691.X]、专利技术专利[CN201410075276.6]、专利技术专利[CN201611042915.4]等均涉及了层状氢氧化镁铝的共沉淀或尿素分解
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均匀共沉淀合成方法，采用的相关反应步骤为先配制混合可溶盐溶液和混合可溶碱溶液，然后将盐溶液和碱溶液伴随搅拌过程通过缓慢滴加或直接加入的方式进行沉淀反应，沉淀反应完成后将悬浊液放入加热环境中进行一定时间的晶化处理，处理完成液进行固液分离、洗涤、干燥，最终得到层状氢氧化镁铝产品。但是，该类方法以可溶性金属盐溶液和混合碱为原料，在反应过程中会生成含大量低值无机盐废水，产品净化过程耗费大量洗涤废水，造成了原料、水资源以及能源浪费的同时，共沉淀法生产的产品形貌通常难以得到有效控制，颗粒易团聚。<br/>[0004]与沉淀法相比，水热转化法采用的是固体镁源、铝源，控制一定水热条件合成层状氢氧化镁铝产品，在产品可控制备和减少废水排放等方面具有极大优势，产品浆液在固液分离过程后可对母液进行回用，工艺耗水量相对于共沉淀工艺降低了96％以上。专利技术专利[CN201410160111.9]公开了一种层状氢氧化镁铝的制备方法，镁源、铝源与碱性物质作为原料在烘箱中高温反应，基于此方法的工业化生产工艺中，需重复开展升温
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保温
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降温过程，与连续水热过程相比，存在间歇操作升降温能耗较大、单釜产品质量不稳定、生产效率低且设备占地大等问题，同时母液碱性较高，需处理后进行排放。专利技术专利[CN201710779683.9]公开了一种镁铝碳酸根型水滑石的制备方法，碱性物质作为催化剂，镁源、铝源与二氧化碳作为原料进行反应，镁源、铝源与碱物质催化剂混合后加入带搅拌的水热釜，二氧化碳采用分批往复式、一次性通入或反应前通入水热釜中，一定加热时间后完成水热过程，降温、过滤、洗涤、干燥后得到产品，根据该专利公开的内容可知，其可做到母液完全回用，大幅减少了废液的产生与排放，但其实际反应过程仍为单釜的间歇水热过程，且原料二氧化碳气体直接加入高温状态下的高压釜内时需严格监控釜内压力变化，避免投加过量对釜内压强或反应体系的影响，在产业化过程中对工艺操作条件、操作过程及相关设备、管路强度等有较高要求。
[0005]综上所述，现有技术存在的问题是：
[0006](1)工业化生产中共沉淀法会副产含大量低值无机盐的废水，且产品净化过程耗费大量洗涤废水，造成了原料、水资源以及能源浪费，产品形貌通常难以得到有效控制，颗粒易团聚。
[0007](2)间歇水热过程需重复开展升温
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保温
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降温过程，与连续水热过程相比，存在间歇操作升降温能耗较大、单釜产品质量不稳定、生产效率低且设备占地大。
[0008](3)利用二氧化碳气体作为原料直接通入高温状态下的高压反应釜的工艺过程需严格监控釜内压力变化，使其在产业化过程中对工艺操作条件、操作过程及相关设备、管路强度等有较高要求。
技术实现思路
[0009]针对上述存在的缺陷，本专利技术提供了一种母液碳中和的碳酸根型层状氢氧化镁铝连续生产设备和工艺，本专利技术中设备及工艺为连续操作过程，可实现全流程稳定控制，保证水热过程工艺及产品质量的稳定。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案为：
[0011]一种母液碳中和的碳酸根型层状氢氧化镁铝连续生产设备，包括依次连接的预处理装置、乳化泵、换热器一、高压合成转化釜、闪发罐、换热器二、固液分离装置以及母液碳化装置；
[0012]所述预处理装置，用于将原料配制成均匀分散、具有一定固含量和碳酸根含量条件的混合浆料，并通过所述乳化泵将混合浆料连续泵入换热器一进行预热；
[0013]所述高压合成转化釜，用于对预热浆料进行合成转化；
[0014]所述闪发罐，连接换热器一、换热器二以及高压合成转化釜，作用是对合成转化后的浆料进行减压闪发，闪发罐减压闪发的二次蒸汽作为热源返回换热器一以便对混合浆料进行预热；
[0015]所述换热器二，用于将闪发完成浆料进行冷却降温；冷却浆料送入所述固液分离装置后产出母液和产品滤饼。
[0016]所述母液碳化装置，用于将母液与富二氧化碳气源进行碳化反应，生成碳化母液并返回至所述预处理装置做为碳源循环使用。
[0017]作为优选的技术方案：
[0018]所述预处理装置即高速剪切物料分散釜，釜顶设有原料入口，釜内设有搅拌桨，釜底设有浆料出口，镁源、铝源、工艺初始碳源在内的原料物料通过原料入口添加到釜内并经搅拌桨搅拌混合，混合浆料从浆料出口通过乳化泵进入换热器一并进行加温，变成预热浆料。
[0019]进一步的，所述高压合成转化釜的釜顶设置压力传感探头、釜内设置单个或多个温度传感探头；釜体侧边中部设置连续进料自动控制阀门，侧边下部设置连续自动排料控制阀；转化釜热源为蒸汽夹套或盘管加热、夹套导热油电加热或加热棒电加热，加热过程中通过与温度传感探头联动的温度反馈系统控制釜内水温恒定；釜体上设有与连续进料自动控制阀门连接的进料口，用于预热浆料进入釜内；还设有与连续自动排料控制阀门连接的排料口，转化完成的浆料由排料口连续排出至闪发罐减压闪发；转化釜顶部设置单台或多台调速搅拌机，釜内设有导流构件；转化釜底设置排空口、带有保温导热夹套的加热介质进
出口，其中排空口设在釜底最低点，釜顶设置防爆口。
[0020]进一步的，所述换热器一、换热器二为列管式或板式换热器，换热器一预热方式为汽
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水交换；换热器二降温方式为水
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水交换。
[0021]进一步的，所述母液碳化装置为吸收罐或吸收塔形式，吸收罐在罐内底部或中下部采用盘式或管式气体分布器进行布气，吸收塔为喷淋塔。
[0022]进一步的，上述母液碳中和的碳酸根型层状氢氧化镁铝连续生产设备的工艺，包括如下步骤：
[0023]S1、混合固态料制备：将一定量的镁源、铝源、碳源或碳化母液通过原料入口添加到预处理装置内，配制成均匀分散、具有一定固含量和碳酸根含量条件的混合浆料；
[0024]S2、混合浆料预热：所述高速剪切物料分散釜内的混合浆料经乳化泵通过换热器一进行加温，变成预热浆料，同时换热器一的热源为减压闪发的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种母液碳中和的碳酸根型层状氢氧化镁铝连续生产设备，其特征在于：包括依次连接的预处理装置、乳化泵、换热器一、高压合成转化釜、闪发罐、换热器二、固液分离装置以及母液碳化装置；所述预处理装置，用于将镁源、铝源、工艺初始碳源在内的原料配制成均匀分散、具有一定固含量和碳酸根含量条件的混合浆料，并通过所述乳化泵将混合浆料连续泵入换热器一进行预热；所述高压合成转化釜，用于对预热浆料进行合成转化；所述闪发罐，对合成转化后的浆料进行减压闪发，闪发罐减压闪发的二次蒸汽作为热源返回换热器一；所述换热器二，用于将闪发完成浆料进行冷却降温；冷却浆料送入所述固液分离装置后产出母液和产品滤饼；所述母液碳化装置，用于将母液与富二氧化碳气源进行碳化反应，生成碳化母液并返回至所述预处理装置做为碳源循环使用。2.如权利要求1所述的母液碳中和的碳酸根型层状氢氧化镁铝连续生产设备，其特征在于：所述预处理装置即高速剪切物料分散釜，釜顶设有原料入口，釜内设有搅拌桨，釜底设有浆料出口；原料通过原料入口添加到釜内并经搅拌桨搅拌混合，混合浆料从浆料出口通过乳化泵进入换热器一并进行加温，变成预热浆料。3.如权利要求1所述的母液碳中和的碳酸根型层状氢氧化镁铝连续生产设备，其特征在于：所述高压合成转化釜的釜顶设置压力传感探头、釜内设置单个或多个温度传感探头；釜体侧边中部设置连续进料自动控制阀门，侧边下部设置连续自动排料控制阀；转化釜热源为蒸汽夹套或盘管加热、夹套导热油电加热或加热棒电加热，加热过程中通过与温度传感探头联动的温度反馈系统控制釜内水温恒定；釜体上设有与连续进料自动控制阀门连接的进料口，用于预热浆料进入釜内；还设有与连续自动排料控制阀门连接的排料口，转化完成的浆料由排料口连续排出至闪发罐减压闪发；转化釜顶部设置单台或多台调速搅拌机，釜内设有导流构件；转化釜底设置排空口，釜顶设置防爆口；转化釜外壳保温导热夹套设置加热介质进出口。4.如权利要求1所述的母液碳中和的碳酸根型层状氢氧化镁铝连续生产设备，其特征在于：所述换热器一、换热器二为列管式或板式换热器，换热器一预热方式为汽
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水交换；换热器二降温方式为水
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水交换。5.如权利要求1所述的母液碳中和的碳酸根型层状氢氧化镁铝连续生产设备，其特征在于：所述母液碳化装置为吸收罐或吸收塔形式；吸收罐在罐内底部或中下部采用盘式或管式气体分布器进行布气；吸收塔为喷淋塔。6.如权利1所述的母液碳中和的碳酸根型层状氢氧化镁铝连续生产设备的工艺，其特征在于：包括如下步骤：S1、混合固态料制备：将一定量的镁源、铝源、碳源或碳化母液通过原料入口添加到预处理装置内...
【专利技术属性】
技术研发人员：骆碧君，
申请(专利权)人：自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所，
类型：发明
国别省市：
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