CN104891535A - 甲醇热风炉重镁水热解装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种甲醇热风炉重镁水热解装置，包括热风炉和甲醇燃烧机，甲醇燃烧机的火焰位于热风炉内，热风炉的热量出口经管道连接换热筒，换热筒内设有喷淋管，换热筒下方连接热解罐，热解罐内垂挂有帘幕并设有转鼓，转鼓外围植入毛刷；热解罐经出气管连接旋风分离器，重镁水储槽经重镁水输送泵、输送管连接旋风分离器与热解罐之间的管道，旋风分离器下方经回流管连接预热重镁水缓冲槽，预热重镁水缓冲槽经预热重镁水输送泵连接喷淋管。本发明实现了重镁水热解的低能耗、高效率生产，对于建设两型社会和节能减排都具有重要意义。

Description

甲醇热风炉重镁水热解装置

技术领域

本发明涉及一种重镁水热解装置，具体指甲醇热风炉重镁水热解装置。

背景技术

碱式碳酸镁是制镁工业中最重要的化合物之一，被广泛用作牙膏、油漆、化妆品、塑料、橡胶等的添加剂。通常，碱式碳酸镁可以通过热解获得，即热解碳酸氢镁得到，其主要反应机理是2Mg(HCO3)2=Mg2(OH)2CO3+3CO2+H2O。

现代工业中主要采用热解碳酸氢镁溶液即热解重镁水的方法生产碱式碳酸镁，热解过程中需要消耗大量的热能，但现有的热解装置普遍存在换热效率低，尾热利用不充分，因而能耗高、生产成本居高不下；另一方面，重镁水热解反应的热力学和动力学过程中，气液相接触和传热、传质慢，导致反应速度慢、效率低。这些显然都不利于建设“资源节约型、环境友好型”两型社会，以及工业生产中大幅度降低万元GDP能耗的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题就是克服现有技术的不足，提供一种结构简单实用、反应速度快、尾热利用充分，低能耗的甲醇热风炉重镁水热解装置。

为克服现有技术的不足，本发明采取以下技术方案：

一种甲醇热风炉重镁水热解装置，包括热风炉和甲醇燃烧机，甲醇燃烧机的火焰位于热风炉内，其特征在于：热风炉的热量出口经管道连接换热筒，换热筒内设有喷淋管，换热筒下方连接热解罐，热解罐内垂挂有帘幕并设有转鼓，转鼓外围植入毛刷；热解罐经出气管连接旋风分离器，重镁水储槽经重镁水输送泵、输送管连接旋风分离器与热解罐之间的管道，旋风分离器下方经回流管连接预热重镁水缓冲槽，预热重镁水缓冲槽经预热重镁水输送泵连接喷淋管。

所述热风炉与换热筒连接的管道上设有换热器，换热器设有冷空气进口和热空气出口，热空气出口连接甲醇燃烧机。

所述热解罐下方为倒锥形结构，经压滤泵连接压滤机。

装置工作时，甲醇燃烧机在热风炉中迅速燃烧产生大量高温低压燃气，对排出的燃气可以先通过换热器对进入燃烧机的空气进行预热，这样可以回收尾热，也有利促进甲醇汽化，提高燃烧火力与效率。

燃气导入换热筒，与喷淋管内预热的重鎂水进行直接接触式换热传质，进入热解罐，实现第一步混合的质热交换。热解罐控制一定的液位，转鼓外围植入毛刷，毛刷浸入液面，转鼓及其毛刷以适当转速带动热解罐内液体对流、飞溅，进一步促进气液混合传质、传热和热解反应，同时垂挂的幕帘有很大面积使飞溅液体在流落过程与对流气体进一步质热交换，促进热解反应。

旋风分离器对热解罐内气体进行排出并实现液滴回收，通过回流管流入预热重镁水热解槽液面下，同时实现液封；压滤泵将热解形成的混合浆料输送入压滤机进行压滤分离，便于进行后续处理。

经热解罐出来的热气通过管道进入旋风分离器分离液相，而气流从旋风分离器中心管排空，来自重鎂水储槽的重鎂水通过输送，切向进入热解罐出口和旋风分离器的连接管道内，旋流在气管内受气流携带，实现重鎂水弹簧状路径预热，再进入旋风分离器内，旋风分离器内存在外下降旋流和内上升旋流，因而气液在两层旋流进行直接接触，进行质热交换完成重鎂水的再度预热。旋风分离器实现液相捕捉，回流液从回流管进入预热重鎂水储槽液面下，预热重镁水输送泵将预热后的重鎂水输送到换热筒。

与现有技术相比，本发明的有益效果还在于：

直接喷淋换热筒简单、可靠、有效实现急速降温与换热，整体逆流换热实现热能完全利用和尾热回收，促进节能减排；

毛刷与转鼓构成的旋转部件特别有利气相、液相接触换热；简洁的幕帘大大提高了气相、液相换热接触面积，促进热解进行；

输气管道喷入待预热重鎂水后被气流携带，构成弹簧螺旋状路径的气液质热交换，特别便捷高效；

气液混合进入旋风分离器内，内外旋流促进气液质热交换，尾热回收能使尾气温度尽量降低，实现节能减排。

本发明实现了重镁水热解的低能耗、高效率生产，对于建设两型社会和节能减排都具有重要意义。

附图说明

图1是本发明的平面结构示意图。

图中各标号表示：

1、甲醇燃烧机；2、热风炉；3、喷淋管；4、换热筒；5、毛刷；6、转鼓；7、液面；8、帘幕；9、出气管；10、热解罐；11、旋风分离器；12、回流管；13、预热重镁水缓冲罐；14、液位；15、预热重镁水输出泵；16、压滤泵；17、压滤机；18、重镁水储槽；19、重镁水输送泵；20、重镁水输送管；21、换热器；22、热气管。

具体实施方式

现结合附图，对本发明进一步具体说明。

如图1所示甲醇热风炉重镁水热解装置，包括热风炉2和甲醇燃烧机1，甲醇燃烧机1的火焰位于热风炉2内，热风炉2的热量出口经管道连接换热筒4，换热筒4内设有喷淋管3，换热筒4下方连接热解罐10，热解罐10内垂挂有帘幕8并设有转鼓6，转鼓6外围植入毛刷5；热解罐10经出气管9连接旋风分离器11，重镁水储槽18经重镁水输送泵19、输送管20连接旋风分离器11与热解罐之间的管道，旋风分离器11下方经回流管12连接预热重镁水缓冲槽13，预热重镁水缓冲槽13经预热重镁水输送泵15连接喷淋管3。

所述热风炉2与换热筒4连接的管道上设有换热器21，换热器21设有冷空气进口和热空气出口，热空气出口连接甲醇燃烧机1。

所述热解罐10下方为倒锥形结构，经压滤泵16连接压滤机17。

装置工作时，甲醇燃烧机1在热风炉2中迅速燃烧产生大量高温低压燃气，对排出的燃气可以先通过换热器21对进入燃烧机的空气进行预热，这样可以回收尾热，也有利促进甲醇汽化，提高燃烧火力与效率。

燃气导入换热筒4，与喷淋管3内预热的重鎂水进行直接接触式换热传质，进入热解罐10，实现第一步混合的质热交换。热解罐10控制一定的液位7，转鼓6外围植入毛刷5，毛刷5浸入液面7，转鼓6及其毛刷5以适当转速带动热解罐10内液体对流、飞溅，进一步促进气液混合传质、传热和热解反应，同时垂挂的幕帘8有很大面积使飞溅液体在流落过程与对流气体进一步质热交换，促进热解反应。

旋风分离器11对热解罐内气体进行排出并实现液滴回收，通过回流管12流入预热重镁水热解槽13液面14下，同时实现液封；压滤泵16将热解形成的混合浆料输送入压滤机17进行压滤分离，便于进行后续处理。

经热解罐出来的热气通过管道进入旋风分离器11分离液相，而气流从旋风分离器11中心管排空，来自重鎂水储槽18的重鎂水通过输送，切向进入热解罐出口9和旋风分离器11的连接管道内，旋流在气管内受气流携带，实现重鎂水弹簧状路径预热，再进入旋风分离器11内，旋风分离器11内存在外下降旋流和内上升旋流，因而气液在两层旋流进行直接接触，进行质热交换完成重鎂水的再度预热。旋风分离器11实现液相捕捉，回流液从回流管12进入预热重鎂水储槽13液面14下，预热重镁水输送泵15将预热后的重鎂水输送到换热筒4。

图中粗实线是气体管道，细实线为液体输送管道，对高温部位进行保温隔热处理，在系统中实现了气液的多次直接接触进行质热交换，使热解反应彻底快速，并使排放尾气温度降低到很低，实现节能减排，提升效益。

上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (3)

1.一种甲醇热风炉重镁水热解装置，包括热风炉和甲醇燃烧机，甲醇燃烧机的火焰位于热风炉内，其特征在于：热风炉的热量出口经管道连接换热筒，换热筒内设有喷淋管，换热筒下方连接热解罐，热解罐内垂挂有帘幕并设有转鼓，转鼓外围植入毛刷；热解罐经出气管连接旋风分离器，重镁水储槽经重镁水输送泵、输送管连接旋风分离器与热解罐之间的管道，旋风分离器下方经回流管连接预热重镁水缓冲槽，预热重镁水缓冲槽经预热重镁水输送泵连接喷淋管。

2.根据权利要求1所述的甲醇热风炉重镁水热解装置，其特征在于：所述热风炉与换热筒连接的管道上设有换热器，换热器设有冷空气进口和热空气出口，热空气出口连接甲醇燃烧机。

3.根据权利要求1或2所述的甲醇热风炉重镁水热解装置，其特征在于：所述热解罐下方为倒锥形结构，经压滤泵连接压滤机。