CN108455883A - 一种轻烧MgO煅烧生产工艺和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种轻烧MgO煅烧生产工艺和装置。本发明所述生产装置包括原料仓、旋风悬浮预热器、回转窑、烧嘴热风炉、流化冷却床和成品仓；原料仓中碳酸镁粉料由输送设备送入旋风悬浮预热器，与窑尾高温废气在旋风筒内进行均匀热交换；换热后的尾气经废气处理装置处理后排入大气，预热好的碳酸镁粉料由窑尾进入回转窑，在回转窑内煅烧分解成MgO熟料粉，煅烧后的高温MgO熟料粉经流化冷却床冷却后送至成品仓存储。本发明改变现有回转窑煅烧制备轻烧MgO时所存在的缺少预热措施、余热回收利用率低，烧成热耗高等缺点，开发了一种改进型轻烧MgO煅烧生产工艺和装置，该装置具有投资少、余热利用率高、烧成热耗低、产品生产成本低等优点。
Description
技术领域
本发明涉及轻烧MgO工业化生产技术，特别涉及一种用菱镁矿为原料在回转窑内煅烧生产轻烧MgO的工艺和装置。
背景技术
轻烧MgO是由菱镁矿(MgCO3)经过煅烧、粉磨而成。菱镁矿(MgCO3)的理论分解温度为560℃，温度低于560℃时，菱镁矿不能分解，造成生烧，温度高于560℃时，菱镁矿开始分解，产生的MgO粒度小，活性高，随着煅烧温度的升高，MgO结晶致密，活性变小。轻烧MgO的焙烧是一种化学反应过程，MgCO3受热分解成MgO和CO2，过烧和欠烧都会导致MgO活性降低，甚至失去活性。MgO的活性与煅烧温度有直接关系，为了提高MgO的活性，一般多用低温煅烧的方法。目前轻烧MgO的工业化生产绝大多数采用立窑工艺。立窑生产工艺技术装备落后，煅烧温度偏高(约为1200℃～1300℃)，以大块料(100mm～300mm)菱镁矿原料分层平铺码垛的方式在窑内煅烧，气固反应接触面积小，煅烧时间长，产品内生外焦，表面煅烧过度易造成物料“死烧”，内部煅烧不彻底导致物料“欠烧”，难以生产高活性MgO，生产过程由操作工人在观火孔进行观测、打散、筛选出料，自动化程度低，而且废气中粉尘排放浓度高(>500mg/Nm3)，是一种非常落后的MgO生产方法。
为了提高轻烧MgO产品质量，很多科技工作者尝试采用悬浮窑煅烧生产轻烧MgO，但悬浮窑煅烧设备结构复杂、且投资大，一般企业无力购置，目前仅用于小规模试烧阶段，难以推广。在保证产品质量的前提下，为了降低轻烧MgO生产成本，很多企业尝试用回转窑煅烧生产轻烧MgO，但这种回转窑煅烧生产工艺也存在一些不足之处，特别是缺少有效的预热措施，余热回收利用率低，导致回转窑煅烧制备轻烧MgO时的烧成热耗高，难以显著降低轻烧MgO的生产成本。
公开号CN106431021A的中国专利文献公开了一种混凝土用氧化镁的制备方法，是采用大颗粒菱镁矿(10mm～150mm)为原料，以800℃～1100℃的煅烧温度，在回转窑设备中进行工业化生产不同活性的MgO。这种方法生产MgO时，仍然以大颗粒菱镁矿为原料，煅烧反应时，气固反应接触面积小，传热不均匀且传热效率低，缺少预热措施，废气排放温度高，难以实现余热的回收利用，MgO的烧成热耗高，而且烧成的轻烧镁粉不能直接使用，还需用磨机粉磨成0.08mm以下的细粉才能使用。
公开号CN101306924A的中国专利文献公开了回转窑轻烧镁粉方法及装置，采用粒径为0～4mm的粉料菱镁矿为原料，以顺流式热交换的方式，在回转窑内煅烧制备MgO。这种方法生产MgO时，虽然降低了菱镁矿原料的粒径大小，增大了气固反应接触面积，提高了传热均匀性及效率，但是这种生产工艺同样缺少预热措施，废气排放温度高，余热利用率低，难以明显减低MgO的烧成热耗，而且烧成的轻烧镁粉不能直接使用，还需用磨机粉磨成0.08mm以下的细粉才能使用。
发明内容
针对现有技术中回转窑煅烧制备轻烧MgO时所存在的缺少预热措施、余热回收利用率低，轻烧MgO烧成热耗高的不足之处，而提供一种改进的轻烧MgO回转窑煅烧生产装置；本发明的另一目的还在于提供利用该装置生产轻烧MgO的煅烧工艺。
实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种轻烧MgO煅烧生产装置，包括原料仓、旋风悬浮预热器、回转窑、烧嘴热风炉、流化冷却床、成品仓、废气处理装置、风机、连接风管、料管和烟囱；
其中原料仓的下料口通过输送设备与旋风悬浮预热器的喂料口相连，旋风悬浮预热器的出料口通过旋风悬浮预热器下料管与回转窑的窑尾进料口相连，回转窑的窑头出料口通过回转窑下料管与流化冷却床相连，流化冷却床的下料口通过输送设备与成品仓相连，流化冷却床的出气口通过流化冷却床连接风管与烧嘴热风炉相连，烧嘴热风炉与回转窑窑头相连，回转窑窑尾排出的高温尾气通过旋风悬浮预热器连接风管与旋风悬浮预热器进气口相连，旋风悬浮预热器的出气口通过旋风悬浮预热器连接风管与废气处理装置相连，废气处理装置的出气口通过风机与烟囱相连。
上述装置中，所述废气处理装置为袋式收尘器，先将作为分离装置的旋风悬浮预热器中分离出的含尘尾气除尘后，再通过烟囱排放，所述旋风悬浮预热器具有气固分离的功能，可将固体粉料下沉从下料口排出，气体上浮，从预热器上部出气口排出；所述袋式收尘器由小布袋组合排列做成，通过布袋的过滤，起到收尘的作用，为确保进入袋式收尘器的气体温度低于布袋的使用温度，在袋式收尘器入口风管处装有冷风阀。
上述装置中，所述流化冷却床内设有管束排状冷却水管，所述管束排状冷却水管设有进水口和出水口，所述进水口与市政自来水相连，并保证进水温度小于25℃，出水口与工厂浴室相连，并保证出水温度小于55℃。管束状冷却水管主要是为了在流化床的内部空间内，增大冷却水管的有效长度，提升冷却水管的冷却效率。
上述装置中，所述流化冷却床通过进风口与风机相连，通过设在流化冷却床内的导流分布板，将风机提供的气流均匀分配到流化冷却床断面上。
上述装置中，所述旋风悬浮预热器的下料管上设有带重锤平衡的翻板阀，此处翻板阀主要起到密封作用，防止串气，物料少时不串气，物料多到一定程度时，翻板阀自动翻开，可以把物料向下运输。
上述装置中，为降低生产过程中的粉尘浓度，所述原料仓顶部和成品仓顶部均设有仓顶除尘器。
为实施该发明装置进行轻烧MgO的工业化生产，本发明采用如下轻烧MgO回转窑煅烧工艺：
(1)将原料仓中碳酸镁生料粉通过输送设备从旋风悬浮预热器上部送入旋风悬浮预热器中，回转窑窑尾排出的高温尾气从旋风悬浮预热器下部进入，碳酸镁生料粉与高温尾气在旋风悬浮预热器内逆向悬浮热交换；所述旋风悬浮预热器设置于回转窑窑尾喂料处；
(2)换热后的尾气由旋风悬浮预热器顶部逸出经连接风管进入废气处理装置处理后排入大气，预热后的碳酸镁生料粉由旋风悬浮预热器通过翻板阀由底部下料管通过窑尾进入回转窑，随回转窑转动由高端的窑尾流向低端的窑头，与烧嘴热风炉产生的逆流高温烟气进行充分热交换，将碳酸镁煅烧分解成MgO熟料粉，煅烧后的高温MgO熟料粉由窑头卸出经回转窑下料管进入流化冷却床，经流化冷却床冷却后送至成品仓存储。
上述工艺中，在回转窑窑头出料处设置流化冷却床，烧结的高温MgO熟料粉由窑头卸出经回转窑下料管进入流化冷却床，流化冷却床内的流化风使高温MgO熟料粉呈流态化，以水为冷却介质，通过流化冷却床内的管束排状冷却水管进行深度冷却，冷却后的MgO熟料粉温度降至60℃以下，由输送设备送入成品仓存储。
上述工艺中，流化冷却床内流化态所用空气由风机提供，并通过设在流化冷却床内的导流分布板，将风机提供的流化风均匀分配到流化冷却床断面上。
上述工艺中，流化冷却床内的管束排状冷却水管的冷水由市政自来水提供，换热后的热水用于厂区员工洗浴，有效提高了余热的利用率。
上述工艺中，流化冷却床内的流化风热交换后由流化床顶部逸出，并通过连接风管连接到烧嘴热风炉的空气入口管上，以烧嘴热风炉助燃空气的形式进行余热利用。
上述工艺中，为降低生产过程中的粉尘排放量，气料混合物采用带管路的气流输送系统输送以减少粉尘外泄，并在原料仓和成品仓的仓顶均设有仓顶除尘器以降低粉尘排放浓度。
与现有回转窑煅烧生产MgO技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明利用窑尾高温尾气在旋风悬浮预热器内使碳酸镁生料粉充分预热，利用流化冷却床的流化空气作为烧嘴热风炉的助燃空气，充分利用了回转窑窑尾和流化冷却床排出的热风，提高了余热利用率，明显降低了烧成热耗。
(2)本发明以细粉状(0～0.08mm)碳酸镁为原料，煅烧分解后的MgO熟料粉可直接使用，降低熟料二次粉磨能耗。
(3)本发明采用流化冷却床深度冷却，可使出窑MgO熟料粉温度冷却至60℃以下，可直接包装出厂，提高了生产线的生产效率。
附图说明
图1所示为本发明的轻烧MgO煅烧生产装置工艺流程图。
图中：1为原料仓，11为原料仓仓顶除尘器，12为原料仓下料口，2为旋风悬浮预热器，21为旋风悬浮预热器喂料口，22为翻板阀,23为旋风悬浮预热器出料口，24为旋风悬浮预热器下料管，25为旋风悬浮预热器进气口，26为旋风悬浮预热器连接风管，27为旋风悬浮预热器出气口，3为回转窑，31为回转窑窑尾进料口，32为回转窑窑头出料口，33为回转窑下料管，4为烧嘴热风炉，41为烧嘴热风炉空气入口管，5为流化冷却床，51为管束排状冷却水管，52为导流分布板，53为流化冷却床下料口，54为流化冷却床连接风管，55为流化冷却床出气口，6为成品仓，61为成品仓仓顶除尘器，7为废气处理装置，71为废气处理装置出气口，8为风机，9为烟囱。
具体实施方式
为使本发明的内容更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
一种轻烧MgO煅烧生产装置，工艺流程如图1所示，包括原料仓1、旋风悬浮预热器2、回转窑3、烧嘴热风炉4、流化冷却床5、成品仓6、废气处理装置7、风机8、连接风管、料管和烟囱9；其中原料仓的下料口12通过输送设备与旋风悬浮预热器的喂料口21相连，旋风悬浮预热器的出料口23通过旋风悬浮预热器下料管24与回转窑的窑尾进料口31相连，回转窑的窑头出料口32通过回转窑下料管33与流化冷却床5相连，流化冷却床的下料口(53)通过输送设备与成品仓6相连，流化冷却床的出气口55通过流化冷却床连接风管54与烧嘴热风炉4相连，烧嘴热风炉4与回转窑窑头相连，回转窑窑尾排出的高温尾气通过旋风悬浮预热器连接风管26与旋风悬浮预热器进气口25相连，旋风悬浮预热器的出气口27通过旋风悬浮预热器连接风管26与废气处理装置7相连，废气处理装置的出气口71通过风机8与烟囱9相连。
上述装置中，流化冷却床5内设有管束排状冷却水管51，进水温度小于25℃，出水温度小于55℃。
上述装置中，流化冷却床内的管束排状冷却水管51的进水口与市政自来水管相连，出水口与浴室相连，浴室内的热水可用于员工洗浴。
上述装置中，流化冷却床5的进风口与风机8相连，通过设在流化冷却床内的导流分布板52，将风机提供的气流均匀分配到流化冷却床断面上。
上述装置中，为防止气流沿下料管反串影响分离效率，旋风悬浮预热器的下料管24上设有带重锤平衡的翻板阀22。
上述装置中，所述废气处理装置7为袋式收尘器，所述袋式收尘器由小布袋组合排列做成，在袋式收尘器入口风管处装有冷风阀，以确保进入废气处理装置的气体温度低于布袋的使用温度。
上述装置中，为降低生产过程中的粉尘浓度，原料仓的顶部和成品仓的顶部均设有仓顶除尘器。
下面通过对利用本发明的生产装置煅烧生产轻烧MgO应用实施例的工艺流程描述，对本发明的回转窑煅烧工艺做进一步阐述。
利用本发明装置生产轻烧MgO的回转窑煅烧工艺为：
(1)将原料仓中碳酸镁粉料由输送设备送入旋风悬浮预热器上部喂入，回转窑窑尾排出的高温废气从旋风悬浮预热器下部进入，碳酸镁生料粉与高温尾气在预热器内进行逆向热交换，热交换过程呈悬浮状态，气固反应接触面积大，传热效率高，热交换均匀充分，可使碳酸镁生料粉温度达到200℃以上，换热后的尾气由旋风悬浮预热器顶部逸出经连接风管进入废气处理装置处理排放，预热后的碳酸镁生料粉由旋风悬浮预热器通过翻板阀由底部下料管进入回转煅烧分解；
(2)入窑碳酸镁生料粉随回转窑转动由高端的窑尾流向低端的窑头，与烧嘴热风炉产生的逆流高温烟气进行充分热交换，将碳酸镁煅烧分解成MgO熟料粉，煅烧后的高温MgO熟料粉由窑头卸出经下料管进入流化冷却床，外接风机提供流化风，并通过设在流化冷却床内的导流分布板，将流化风均匀分配到流化冷却床断面上，可使高温MgO熟料粉呈流态化，再以水为冷却介质，通过流化冷却床内的管束排状冷却水管进行深度冷却，冷却后的MgO熟料粉温度降至60℃以下；
(3)冷却后的MgO熟料粉由输送设备送入成品仓存储、包装、出厂。
由旋风悬浮预热器排出的废气经高温风机送至废气处理装置，经收尘处理后排入大气，排放浓度为≤20mg/Nm3，收集下来的粉料由输送设备送至回转窑窑尾喂料口，进而回窑煅烧；流化冷却床冷却MgO熟料粉产生的热气体通过风管送至烧嘴热风炉空气入口处，用作助燃空气；流化冷却床冷却MgO熟料粉产生的热水通过水管送至厂区浴室，用于员工洗浴。
Claims (8)
1.一种轻烧MgO煅烧生产装置，其特征在于：包括原料仓(1)、旋风悬浮预热器(2)、回转窑(3)、烧嘴热风炉(4)、流化冷却床(5)、成品仓(6)、废气处理装置(7)、风机(8)、连接风管、料管和烟囱(9)；
其中原料仓的下料口(12)通过输送设备与旋风悬浮预热器的喂料口(21)相连，旋风悬浮预热器的出料口(23)通过旋风悬浮预热器下料管(24)与回转窑的窑尾进料口(31)相连，回转窑的窑头出料口(32)通过回转窑下料管(33)与流化冷却床(5)相连，流化冷却床的下料口(53)通过输送设备与成品仓(6)相连，流化冷却床的出气口(55)通过流化冷却床连接风管(54)与烧嘴热风炉(4)相连，烧嘴热风炉(4)与回转窑窑头相连，回转窑窑尾排出的高温尾气通过旋风悬浮预热器连接风管(26)与旋风悬浮预热器进气口(25)相连，旋风悬浮预热器的出气口(27)通过旋风悬浮预热器连接风管(26)与废气处理装置(7)相连，废气处理装置的出气口(71)通过风机(8)与烟囱(9)相连。
2.根据权利要求1所述的一种轻烧MgO煅烧生产装置，其特征在于，所述废气处理装置(7)为袋式收尘器，所述袋式收尘器由小布袋组合排列做成，在袋式收尘器入口风管处装有冷风阀。
3.根据权利要求1所述的一种轻烧MgO煅烧生产装置，其特征在于，所述流化冷却床(5)内设有管束排状冷却水管(51)，所述管束排状冷却水管(51)设有进水口和出水口，所述进水口与市政自来水相连，并保证进水温度小于25℃，出水口与工厂浴室相连，并保证出水温度小于55℃。
4.根据权利要求1所述的一种轻烧MgO煅烧生产装置，其特征在于，所述流化冷却床(5)通过进风口与风机(8)相连，通过设在流化冷却床(5)内的导流分布板(52)，将风机(8)提供的气流均匀分配到流化冷却床(5)断面上。
5.根据权利要求1所述的一种轻烧MgO煅烧生产装置，其特征在于，所述旋风悬浮预热器的下料管(24)上设有带重锤平衡的翻板阀(22)。
6.根据权利要求1所述的一种轻烧MgO煅烧生产装置，其特征在于，所述原料仓(1)顶部和成品仓(6)顶部均设有仓顶除尘器。
7.使用权利要求1所述装置的一种轻烧MgO煅烧生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将原料仓(1)中碳酸镁生料粉通过输送设备从旋风悬浮预热器(2)上部送入旋风悬浮预热器(2)中，回转窑窑尾排出的高温尾气从旋风悬浮预热器(2)下部进入，碳酸镁生料粉与高温尾气在旋风悬浮预热器(2)内逆向悬浮热交换；所述旋风悬浮预热器设置于回转窑窑尾喂料处；
(2)换热后的尾气由旋风悬浮预热器(2)顶部逸出经连接风管进入废气处理装置(7)处理后排入大气，预热后的碳酸镁生料粉由旋风悬浮预热器(2)通过翻板阀(22)由底部下料管(24)通过窑尾进入回转窑(3)，随回转窑转动由高端的窑尾流向低端的窑头，与烧嘴热风炉(4)产生的逆流高温烟气进行充分热交换，将碳酸镁煅烧分解成MgO熟料粉，煅烧后的高温MgO熟料粉由窑头卸出经回转窑下料管(33)进入流化冷却床(5)，经流化冷却床冷却(5)后送至成品仓(6)存储。
8.根据权利要求7所述的一种轻烧MgO煅烧生产工艺，其特征在于，步骤(2)中所述流化冷却床内以水为冷却介质，通过流化冷却床内的管束排状冷却水管进行深度冷却，冷却后的MgO熟料粉温度需降至60℃以下，由输送设备送入成品仓存储。
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| CN201810346797.9A CN108455883A (zh) | 2018-04-18 | 2018-04-18 | 一种轻烧MgO煅烧生产工艺和装置 |
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| CN201810346797.9A Pending CN108455883A (zh) | 2018-04-18 | 2018-04-18 | 一种轻烧MgO煅烧生产工艺和装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111348844A (zh) * | 2020-03-12 | 2020-06-30 | 辽宁科大中驰镁建材科技有限公司 | 一种利用低品位高钙菱镁矿制备轻烧氧化镁粉的系统及工艺 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU916929A1 (ru) * | 1980-08-06 | 1982-03-30 | Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Горно-Металлургический Институт Цветных Металлов | Способ упрочнени футеровки вельцпечей |
| CN85106397A (zh) * | 1985-08-23 | 1987-02-18 | 四川省德阳耐火材料厂 | 菱镁矿气体悬浮轻烧工艺方法及其装置 |
| CN205687814U (zh) * | 2016-04-26 | 2016-11-16 | 沈阳鑫博工业技术股份有限公司 | 一种用菱镁矿石制备轻烧氧化镁的焙烧装置 |
-
2018
- 2018-04-18 CN CN201810346797.9A patent/CN108455883A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU916929A1 (ru) * | 1980-08-06 | 1982-03-30 | Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Горно-Металлургический Институт Цветных Металлов | Способ упрочнени футеровки вельцпечей |
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| CN205687814U (zh) * | 2016-04-26 | 2016-11-16 | 沈阳鑫博工业技术股份有限公司 | 一种用菱镁矿石制备轻烧氧化镁的焙烧装置 |
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| Title |
|---|
| 赵晓东、乌洪杰主编: "《化工机械 第二版》", 中国建材工业出版社, pages: 284 - 287 * |
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| CN111348844A (zh) * | 2020-03-12 | 2020-06-30 | 辽宁科大中驰镁建材科技有限公司 | 一种利用低品位高钙菱镁矿制备轻烧氧化镁粉的系统及工艺 |
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