CN106986359B - 一种氢氧化镁煅烧过程中降低产品氧化镁中氯含量的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于化工生产技术领域，涉及一种氢氧化镁煅烧过程中降低产品氧化镁中氯含量的装置及方法。该装置以回转煅烧炉、喷淋塔、水泵为主体，还包括原料与产物流经的管线、管路、和流量计等。本发明采用一段回转煅烧炉和二段回转煅烧炉串联工艺，其中一段回转煅烧炉中在较低温度下和空气氛围中煅烧，煅烧尾气中主要含氢氧化镁分解产生的水蒸汽，不含氯化氢和铵类物质，直接进行水吸收后再利用或外排；二段回转煅烧炉在较高温度下和氨气氛围中煅烧，氨与原料中碱式氯化镁发生反应生成氧化镁和升华状态的氯化铵，有利于较彻底除去原料中的氯，同时能有效降低煅烧温度，降低能耗。
Description
技术领域
本发明属于化工技术领域，具体涉及一种氢氧化镁煅烧过程中降低产品氧化镁中氯含量的装置及方法。
背景技术
随着我国化工行业的发展，氧化镁作为广泛使用的化工产品，在橡胶、树脂、人造棉、涂漆、陶瓷、防火材料等行业均有广泛应用；作为冶炼和其他高温工业中不可替代的的耐火、耐高温材料的原料，常用于制造坩埚、陶瓷等；作为辅料常应用于黏合剂、抛光剂、涂料的生产中；在建筑业中，氧化镁可以用于制造含镁特种水泥和含镁保温板等；在农业生产中可以作为化肥添加剂和牲畜饲料，补充农作物和家畜主要调节元素的镁；氧化镁在纳米材料、玻璃钢、硅钢、电子技术等其他行业也有广泛应用。而低氯含量的氧化镁更是在食品、医药行业占有重要地位，在食品工业中应用于精制砂糖，在冷饮的调味中可用于调节pH等；在医用上可用于抗酸与倾泻的治疗，多适用治疗胃酸过多、胃溃疡等常见胃病。
氧化镁有多种制备方法，总的可分为以卤水为原料的卤水法和以固体矿物为原料的固体矿物法两大类。由于我国盐湖镁资源丰富，卤水法被广泛应用。卤水法生产氧化镁的方法根据沉淀剂不同又可主要分为氢氧化钠法、石灰乳法、氨法、和纯碱法等。其原理是氯化镁先与碱(NaOH、Ca(OH)2、NH3˙H2O)或盐(碳酸钠、碳酸氢钠等)反应生成氢氧化镁或碳酸镁，然后再煅烧得到氧化镁产品。
中国专利CN200910076545.X公布了一种用苦卤和碳酸盐制备氧化镁的方法，该方法首先对苦卤进行蒸发结晶以除去钠盐和钾盐，然后在一定温度下加入沉淀剂(碳酸盐溶液或碳酸盐固体)进行反应，此过程中通过控制溶液pH值，再将反应完成后过滤得到三水碳酸镁固体进行煅烧，最后得到氧化镁固体，但由于碳酸镁煅烧分解温度高，使得该方法生产氧化镁的成本较高。
无论采用哪一种以卤水氯化镁为原料生产氧化镁，煅烧前的中间产物氢氧化镁或碳酸镁中均会含有氯化物，其成分主要为碱式氯化镁MgOHCl，由于碱式氯化镁分解温度高，煅烧过程中不易分解，常规方法煅烧后的氧化镁产品中氯含量仍达0.3％至0.4％，不能满足一些行业如医药行业和食品行业对氧化镁中氯含量的要求。
发明内容
本发明为解决上述问题的不足，提供一种氢氧化镁煅烧过程中降低产品氧化镁中氯含量的装置及方法，使氧化镁产品中氯含量大大降低，能满足食品级氧化镁氯含量的要求。
本发明采用以下技术方案予以实现：
本发明一种氢氧化镁煅烧过程中降低产品氧化镁中氯含量的装置，该装置包括一段回转煅烧炉、一段喷淋塔、一段水泵、二段回转煅烧炉、二段喷淋塔、二段水泵、原料进料管线、中间产物进料管线、氧化镁产品出料管线、烟道气第一管线、烟道气第二管线、烟道气第三管线、空气进口管路、水蒸气出口管线、第一水管路、冷水管路、氨气进口管路、二次分解气排气管路、第二水管路、塔底氨溶液回收管路、一段塔顶排空管线、二段塔顶排空管线、一段进水管路、二段进水管路、空气流量计、氨气流量计；
所述一段回转煅烧炉左端部设有原料进料管线，所述一段回转煅烧炉右端部经中间产物进料管线与二段回转煅烧炉左端部连通，所述二段回转煅烧炉的右端下部设有氧化镁产品出料管线，二段回转煅烧炉的右部上侧设有氨气进口管路，并串接有氨气流量计和控制阀门；所述二段回转煅烧炉的右部上侧经二次分解气排气管路与二段喷淋塔的侧部相连；所述二段喷淋塔侧下部通过二段进水管路经二段水泵连接进入内上部的喷淋装置，二段喷淋塔侧下部与二段水泵之间设有进水的第二水管路，二段喷淋塔的下部设有塔底氨溶液回收管路；
所述一段回转煅烧炉和二段回转煅烧炉炉外分别设有加热套，二段回转煅烧炉加热套的右部下侧设有带控制阀的烟道气第一管线，二段回转煅烧炉的左上部通过烟道气第二管线与一段回转煅烧炉外加热套下部的进口相连，一段回转煅烧炉加热套的左上部气体出口与烟道气第三管线相连；
所述一段回转煅烧炉的左上部经水蒸气出口管线与一段喷淋塔相连，一段喷淋塔塔顶的排气口与一段塔顶排空管线相连，下端经控制阀连接冷水管路，在一段喷淋塔的侧下部通过一段进水管路经一段水泵连接进入内上部的喷淋装置，一段喷淋塔的侧下部和一段水泵之间设有进水的第一水管路；
所述一段回转煅烧炉的右上部设有空气进口管，空气进口管的管路上设有空气流量计和控制阀门；
所述二段回转煅烧炉的右上部设有氨气进口管路，氨气进口管路上装有氨气流量计和控制阀门。
一种使用上述氢氧化镁煅烧过程中降低产品氧化镁中氯含量的装置的方法，包括以下步骤：
a、打开烟道气第一管线的进口阀、烟道气第二管线的阀门及烟道气第三管线的阀门，通入烟道气使一段回转煅烧炉升温至400～600℃，二段回转煅烧炉升温至500～800℃；
b、打开第一水管路、第二水管路的管阀，开启一段水泵和二段水泵，开启冷水管路和塔底氨溶液回收管路的自动放液阀；
c、打开空气进口管的管阀，通入空气；打开氨气进口管路的阀门，通入氨气；
d、原料通过原料进料管线送入一段回转煅烧炉内，在其中煅烧30～90min后，通过中间产物进料管线进入二段回转煅烧炉内，在二段回转煅烧炉中煅烧60～120min后，在二段回转煅烧炉右端下部的氧化镁产品出料管线处得到产品氧化镁。
所述氢氧化镁煅烧过程中降低产品氧化镁中氯含量的方法，所述原料为由氯化镁或卤水经化学沉淀法获得的氢氧化镁，氯含量为<1.0％。
所述一种氢氧化镁煅烧过程中降低产品氧化镁中氯含量的方法，所述步骤c中，空气空速为3～6h-1。
所述一种氢氧化镁煅烧过程中降低产品氧化镁中氯含量的方法，所述步骤c中，所述氨气空速为0.1～0.5h-1。
优选的，所述一种氢氧化镁煅烧过程中降低产品氧化镁中氯含量的方法，包括以下具体步骤：
a、打开烟道气第一管线的进口阀、烟道气第二管线的阀门及烟道气第三管线的阀门，通入烟道气使一段回转煅烧炉升温至450℃和二段回转煅烧炉升温至600℃；
b、打开第一水管路、第二水管路的管阀，开启一段水泵和二段水泵，开启冷水管路和塔底氨溶液回收管路的自动放液阀；
c、打开空气进口管的管阀，通入空气，空气空速为4h-1；打开氨气进口管路的阀门，通入氨气，氨气空速为0.3h-1；
d、原料通过原料进料管线送入一段回转煅烧炉内，在其中煅烧60min后，通过中间产物进料管线进入二段回转煅烧炉内，在二段回转煅烧炉中煅烧煅烧90min后，在二段回转煅烧炉右端下部的氧化镁产品出料管线处得到产品氧化镁。
本发明与现有技术相比具有的突出效果为：
(1)采用在二段回转煅烧炉中通入氨气，通过氨与煅烧原料中的难分解杂质碱式氯化镁在低温下进行反应，可以较彻底地将其中的氯化物分解除去。二段回转煅烧炉生成的含氯化铵尾气进行吸收后形成高浓度氯化铵溶液，可作为肥料使用。
(2)采用两段煅烧工艺，且通过通入氨降低煅烧温度，可有效降低能耗、节约能源。
(3)设有氯化铵吸收塔，因在一段煅烧过程已除去大部分氢氧化镁分解产生的水蒸气，因此可减少吸收塔由于水量过多造成的含氨吸收液的涨液，提高氯化铵溶液浓度，降低处理成本，增大经济效益。
附图说明
图1本发明一种氢氧化镁煅烧过程中降低产品氧化镁中氯含量的装置图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。
参见图1。
图中各部件标号为：
一段回转煅烧炉1、一段喷淋塔2、一段水泵3、二段回转煅烧炉4、二段喷淋塔5、二段水泵6、原料进料管线7、中间产物进料管线8、氧化镁产品出料管线9、烟道气第一管线10、烟道气第二管线11、烟道气第三管线12、空气进口管13、水蒸气出口管线14、第一水管路15、冷水管路16、氨气进口管路17、二次分解气排气管路18、第二水管路19、塔底氨溶液回收管路20、一段塔顶排空管线21、二段塔顶排空管线22、一段进水管路23、二段进水管路24、空气流量计25、氨气流量计26。
本发明一种氢氧化镁煅烧过程中降低产品氧化镁中氯含量的装置，该装置包括一段回转煅烧炉1、一段喷淋塔2、一段水泵3、二段回转煅烧炉4、二段喷淋塔5、二段水泵6、原料进料管线7、中间产物进料管线8、氧化镁产品出料管线9、烟道气第一管线10、烟道气第二管线11、烟道气第三管线12、空气进口管路13、水蒸气出口管线14、第一水管路15、冷水管路16、氨气进口管路17、二次分解气排气管路18、第二水管路19、塔底氨溶液回收管路20、一段塔顶排空管线21、二段塔顶排空管线22、一段进水管路23、二段进水管路24、空气流量计25、氨气流量计26；
所述一段回转煅烧炉1左端部设有原料进料管线7，所述一段回转煅烧炉1右端部经中间产物进料管线8与二段回转煅烧炉4左端部连通，所述二段回转煅烧炉4的右端下部设有氧化镁产品出料管线9，二段回转煅烧炉4的右部上侧设有氨气进口管路17，并串接有氨气流量计26和控制阀门；所述二段回转煅烧炉4的右部上侧经二次分解气排气管路18与二段喷淋塔5的侧部相连；所述二段喷淋塔5侧下部通过二段进水管路24经二段水泵6连接进入内上部的喷淋装置，二段喷淋塔5侧下部与二段水泵6之间设有进水的第二水管路19，二段喷淋塔5的下部设有塔底氨溶液回收管路20；
所述一段回转煅烧炉1和二段回转煅烧炉4炉外分别设有加热套，二段回转煅烧炉4加热套的右部下侧设有带控制阀的烟道气第一管线10，二段回转煅烧炉4的左上部通过烟道气第二管线11与一段回转煅烧炉1外加热套下部的进口相连，一段回转煅烧炉1加热套的左上部气体出口与烟道气第三管线12相连；
所述一段回转煅烧炉1的左上部经水蒸气出口管线14与一段喷淋塔2相连，一段喷淋塔2塔顶的排气口与一段塔顶排空管线21相连，下端经控制阀连接冷水管路16，在一段喷淋塔2的侧下部通过一段进水管路23经一段水泵3连接进入内上部的喷淋装置，一段喷淋塔2的侧下部和一段水泵3之间设有进水的第一水管路15；
所述一段回转煅烧炉1的右上部设有空气进口管13，空气进口管13的管路上设有空气流量计25和控制阀门；
所述二段回转煅烧炉4的右上部设有氨气进口管路17，氨气进口管路17上装有氨气流量计26和控制阀门。
实施例1
a、打开烟道气第一管线10的进口阀、烟道气第二管线11的阀门及烟道气第三管线12的阀门，通入烟道气使一段回转煅烧炉1升温至450℃和二段回转煅烧炉4升温至600℃；
b、打开第一水管路15、第二水管路19的管阀，开启一段水泵3和二段水泵6，打开冷水管路16和塔底氨溶液回收管路20的自动放液阀；
c、打开空气进口管13的管阀，通入空气，空气空速为4.0h-1；打开氨气进口管路17的阀门，通入氨气，氨气流速为0.3h-1；
d、选定原料氢氧化镁，其中氯含量为0.86％。原料氢氧化镁通过原料进料管线7送入一段回转煅烧炉1内，在其中煅烧60min后，通过中间产物进料管线8进入二段回转煅烧炉4内，在二段回转煅烧炉4中煅烧煅烧90min后，在二段回转煅烧炉4右端下部的氧化镁产品出料管线9处得到氯含量为0.10％的产品氧化镁。
对照例1
选取与实施例1相同的氢氧化镁原料，采用传统的回转式煅烧炉，其操作温度与实施例1中的二段回转煅烧炉4的操作温度相同，为600℃；物料的停留时间等于实施例1中物料在一段回转煅烧炉1和二段回转煅烧炉4的停留时间之和150min；通入空气的空速等于实施例1中一段回转煅烧炉的空气空速4.0h-1。得到氯含量为0.40％的产品氧化镁。
实施例2～5
操作步骤与实施例1相同，操作条件和煅烧产品中氯含量见附表1。
对照例2～5
操作步骤与对照例1相同，操作条件和煅烧产品中氯含量见附表1。
表1
Claims (6)
1.一种氢氧化镁煅烧过程中降低产品氧化镁中氯含量的装置，其特征是，该装置包括一段回转煅烧炉(1)、一段喷淋塔(2)、一段水泵(3)、二段回转煅烧炉(4)、二段喷淋塔(5)、二段水泵(6)、原料进料管线(7)、中间产物进料管线(8)、氧化镁产品出料管线(9)、烟道气第一管线(10)、烟道气第二管线(11)、烟道气第三管线(12)、空气进口管路(13)、水蒸气出口管线(14)、第一水管路(15)、冷水管路(16)、氨气进口管路(17)、二次分解气排气管路(18)、第二水管路(19)、塔底氨溶液回收管路(20)、一段塔顶排空管线(21)、二段塔顶排空管线(22)、一段进水管路(23)、二段进水管路(24)、空气流量计(25)、氨气流量计(26)；
所述一段回转煅烧炉(1)左端部设有原料进料管线(7)，所述一段回转煅烧炉(1)右端部经中间产物进料管线(8)与二段回转煅烧炉(4)左端部连通，所述二段回转煅烧炉(4)的右端下部设有氧化镁产品出料管线(9)，二段回转煅烧炉(4)的右部上侧设有氨气进口管路(17)，并串接有氨气流量计(26)和控制阀门；所述二段回转煅烧炉(4)的右部上侧经二次分解气排气管路(18)与二段喷淋塔(5)的侧部相连；所述二段喷淋塔(5)侧下部通过二段进水管路(24)经二段水泵(6)连接进入内上部的喷淋装置，二段喷淋塔(5)侧下部与二段水泵(6)之间设有进水的第二水管路(19)，二段喷淋塔(5)的下部设有塔底氨溶液回收管路(20)；
所述一段回转煅烧炉(1)和二段回转煅烧炉(4)炉外分别设有加热套，二段回转煅烧炉(4)加热套的右部下侧设有带控制阀的烟道气第一管线(10)，二段回转煅烧炉(4)的左上部通过烟道气第二管线(11)与一段回转煅烧炉(1)外加热套下部的进口相连，一段回转煅烧炉(1)加热套的左上部气体出口与烟道气第三管线(12)相连；
所述一段回转煅烧炉(1)的左上部经水蒸气出口管线(14)与一段喷淋塔(2)相连，一段喷淋塔(2)塔顶的排气口与一段塔顶排空管线(21)相连，下端经控制阀连接冷水管路(16)，在一段喷淋塔(2)的侧下部通过一段进水管路(23)经一段水泵(3)连接进入内上部的喷淋装置，一段喷淋塔(2)的侧下部和一段水泵(3)之间设有进水的第一水管路(15)；
所述一段回转煅烧炉(1)的右上部设有空气进口管(13)，空气进口管(13)的管路上设有空气流量计(25)和控制阀门；
所述二段回转煅烧炉(4)的右上部设有氨气进口管路(17)，氨气进口管路(17)上装有氨气流量计(26)和控制阀门。
2.一种使用权利要求1所述氢氧化镁煅烧过程中降低产品氧化镁中氯含量的装置的方法，其特征是，包括以下步骤：
a、打开烟道气第一管线(10)的进口阀、烟道气第二管线(11)的阀门及烟道气第三管线(12)的阀门，通入烟道气使一段回转煅烧炉(1)升温至400～600℃，二段回转煅烧炉(4)升温至500～800℃；
b、打开第一水管路(15)、第二水管路(19)的管阀，开启一段水泵(3)和二段水泵(6)，开启冷水管路(16)和塔底氨溶液回收管路(20的自动放液阀；
c、打开空气进口管(13)的管阀，通入空气；打开氨气进口管路(17)的阀门，通入氨气；
d、原料通过原料进料管线(7)送入一段回转煅烧炉(1)内，在其中煅烧30～90min后，通过中间产物进料管线(8)进入二段回转煅烧炉(4)内，在二段回转煅烧炉(4)中煅烧60～120min后，在二段回转煅烧炉(4)右端下部的氧化镁产品出料管线(9)处得到产品氧化镁。
3.如权利要求2所述氢氧化镁煅烧过程中降低产品氧化镁中氯含量的方法，其特征是，所述原料为由氯化镁或卤水经化学沉淀法获得的氢氧化镁，氯含量为<1.0％。
4.如权利要求2所述一种氢氧化镁煅烧过程中降低产品氧化镁中氯含量的方法，其特征是，所述步骤c中，空气空速为3～6h-1。
5.如权利要求2所述一种氢氧化镁煅烧过程中降低产品氧化镁中氯含量的方法，其特征是，所述步骤c中，所述氨气空速为0.1～0.5h-1。
6.如权利要求2所述一种氢氧化镁煅烧过程中降低产品氧化镁中氯含量的方法，其特征是，包括以下具体步骤：
a、打开烟道气第一管线(10)的进口阀、烟道气第二管线(11)的阀门及烟道气第三管线(12)的阀门，通入烟道气使一段回转煅烧炉(1)升温至450℃和二段回转煅烧炉(4)升温至600℃；
b、打开第一水管路(15)、第二水管路(19)的管阀，开启一段水泵(3)和二段水泵(6)，开启冷水管路(16)和塔底氨溶液回收管路(20)的自动放液阀；
c、打开空气进口管(13)的管阀，通入空气，空气空速为4h-1；打开氨气进口管路(17)的阀门，通入氨气，氨气空速为0.3h-1；
d、原料通过原料进料管线(7)送入一段回转煅烧炉(1)内，在其中煅烧60min后，通过中间产物进料管线(8)进入二段回转煅烧炉(4)内，在二段回转煅烧炉(4)中煅烧煅烧90min后，在二段回转煅烧炉(4)右端下部的氧化镁产品出料管线(9)处得到产品氧化镁。
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