CN110526597A - 一种菱镁矿裂解法制备轻烧氧化镁的方法 - Google Patents

Abstract

一种菱镁矿裂解法制备轻烧氧化镁的方法，涉及一种制备轻烧氧化镁方法，该方法第一步将菱镁矿粉（200目）经回转预热器预热后，经过进料仓、料腿均匀进入流化床；第二步菱镁矿粉在高温（900℃～1200℃）二氧化碳气流中悬浮（停留时间5s～9s）并裂解，生成氧化镁粉和二氧化碳气体；第三步生成的氧化镁粉和二氧化碳气体进入旋风分离器，实现氧化镁粉与二氧化碳分离；第四步，高温氧化镁粉沉降至料仓，经回转换热器降温，得到轻烧氧化镁粉；第五步，高温高纯的二氧化碳一部分作为流态化气体循环，主要与甲烷耦合重整反应生成合成气，进一步生成甲醇；第六步，空气与高温氧化镁粉经回转夹套换热器换热后，用于菱镁矿粉预热，实现余热利用。

Description

一种菱镁矿裂解法制备轻烧氧化镁的方法

技术领域

本发明涉及一种制备轻烧氧化镁的方法，特别是涉及一种菱镁矿裂解法制备轻烧氧化镁的方法。

背景技术

2015年以来，随着国家环保政策要求越来越严格，辽宁省海城地区等的菱镁矿加工行业进入了产业转型调整期，菱镁矿加工业纷纷停产，对耐火材料行业造成了巨大冲击，一度出现“洛阳纸贵”的现象，各种菱镁矿产品大幅度涨价。

轻烧氧化镁是重烧氧化镁、电熔氧化镁、镁耐火转等耐火材料不可或缺的原料，在很长一段时间内，为了得到氧化镁粉，仅采用简单的煤与菱镁矿混装进入竖窑，燃烧裂解菱镁矿生成氧化镁粉，裂解产生的二氧化碳和煤燃烧生成的二氧化碳、一氧化碳，甚至二氧化硫等一起，直接排放至大气中，不仅造成大气污染，而且得到的氧化镁粉质量也不是很好。

以耐火材料为目的的菱镁矿加工利用，主要要求氧化镁的纯度要高，杂质要少。使用的目的性必然造成菱镁矿“采富弃贫”，从而直接降低了菱镁矿的利用率，从整个菱镁矿结构出发，至少一半菱镁矿（低于40%）没有被有效利用。另一个方面，氧化镁产品只作为耐火材料原料的功利性必然造成煅烧过程中，重视氧化镁，忽视分解的另一个产物，二氧化碳，一般情况下将其直接排放，从而造成菱镁矿本身利用率（CO₂/MgO为1.1）不到一半。菱镁矿是不可再生、不可缺少的战略性资源，只有坚持综合高效利用，坚持低碳、低能耗、低排放、低污染的环境保护与资源利用可持续原则，才能实现经济效益与可持续发展相统一。

目前，已经明令淘汰反射窑（竖窑）加工轻烧氧化镁，从而旋流闪速焙烧氧化镁粉技术逐渐被采用，由于该技术满足环保要求，生产能力大，如雨后春笋一样遍地开花，企业纷纷上马该生产装备，但是，仍然没有考虑二氧化碳的利用，还是排放，要知道，菱镁矿裂解的二氧化碳加上燃料燃烧放出的二氧化碳，生产每吨氧化镁粉，放出约4.6吨二氧化碳，大量二氧化碳的排放，不仅造成大气污染，增加温室气体效应，也更加浪费了资源。

通过电加热竖窑技术分解菱镁矿，天然气外加热回转窑技术分解菱镁矿，已经开始有了报道，但是，对二氧化碳的利用，有报道可以制成干冰，但是销量有限，消化产生的二氧化碳有限，对氧化镁粉的余热回收利用也不明确，而且，两种加工技术仍然存在加工时间长，间歇生产等问题。

采用电加热高温二氧化碳流态化裂解菱镁矿技术，实现了菱镁矿的镁与碳的双利用，采用高温高纯的裂解二氧化碳循环流态化，高温氧化镁粉余热回收利用以及与甲烷重整反应，利用裂解二氧化碳的高温高纯优势，不仅将二氧化碳转化为甲醇产品，而且节约了能源，降低了成本，整个工艺属绿色工艺，不仅无碳排放，而且实现了零排放。

发明内容

本发明的目的在于提供一种菱镁矿裂解法制备轻烧氧化镁的方法，该方法采用裂解法分解菱镁矿，为镁与碳的双利用提供了可能；利用裂解得到的二氧化碳高温、高纯，与甲烷重整制备合成气，节能降成本，本发明工艺为环保工艺，不仅无碳排放，而且实现了零排放。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种菱镁矿裂解法制备轻烧氧化镁的方法，该方法菱镁矿粉在高温（900℃～1200℃）二氧化碳气流中悬浮（停留时间3s～7s），且裂解生成氧化镁粉和二氧化碳气体；菱镁矿粉（200目）经回转预热器预热后，经过料仓、料腿均匀进入流化床；生成的氧化镁粉和二氧化碳气体进入旋风分离器，实现氧化镁粉与二氧化碳分离；高温氧化镁粉沉降至料仓，经回转换热器降温，得到轻烧氧化镁粉；高温高纯的二氧化碳少部分作为流态化气体循环，大部分与甲烷重整反应生成合成气，进一步生成甲醇；空气与高温氧化镁粉换热后，用于菱镁矿粉预热，实现余热利用。

所述的一种菱镁矿裂解法制备轻烧氧化镁的方法，所述方法的步骤如下：

（1）在流化床内装填菱镁矿粉，启动电加热装置，升温，通入电加热的二氧化碳气体，稳定流态化；

（2）菱镁矿粉裂解后，氧化镁粉与二氧化碳随气流进入旋风分离器；

（3）二氧化碳气体与甲烷在镁铝尖晶石为载体的氧化铈催化剂条件下，制备合成气；

（4）氧化镁粉进入料仓，在回转换热器内与夹套中的空气换热；

（5）在预先填装的菱镁矿粉开始裂解的同时，启动菱镁矿粉料腿闸阀，将预热后的菱镁矿粉送入流化床内；

（6）在预先填装的菱镁矿粉开始裂解后，启动裂解二氧化碳为流态化气体。

本发明的优点与效果是：

1、本发明采用裂解法分解菱镁矿，为实现镁与碳的双利用提供可能；

2、本发明利用二氧化碳高温、高纯的特点，与甲烷重整制备合成气，大量利用二氧化碳，降低能耗的同时缓解温室气体的排放；

3、本发明以高温高纯二氧化碳为流态化气体，可实现高温裂解气循环利用，节能降成本；

4、本发明将氧化镁余热回收用于菱镁矿粉预热，节能降成本；

5、本发明整个工艺属绿色工艺，不仅无碳排放，而且实现了零排放。

附图说明

图1为本发明工艺流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图所示实施例对本发明进行详细说明。

1. 本发明化学反应过程

化学反应方程式

2.本发明的基本方案

第一步，将菱镁矿粉（200目）经回转预热器预热后，经过进料仓、料腿均匀进入流化床；第二步，菱镁矿粉在高温（900℃～1200℃）二氧化碳气流中悬浮（停留时间5s～9s）并裂解，生成氧化镁粉和二氧化碳气体；第三步，生成的氧化镁粉和二氧化碳气体进入旋风分离器，实现氧化镁粉与二氧化碳分离；第四步，高温氧化镁粉沉降至料仓，经回转换热器降温，得到轻烧氧化镁粉；第五步，高温高纯的二氧化碳一部分作为流态化气体循环，主要与甲烷耦合重整反应生成合成气，进一步生成甲醇；第六步，空气与高温氧化镁粉经回转夹套换热器换热后，用于菱镁矿粉预热，实现余热利用。

3.本发明的技术方法

本发明采用电热高温二氧化碳流态化裂解菱镁矿，得到轻烧氧化镁粉的同时，得到高温高纯的二氧化碳，继续催化重整反应得到合成气，可进一步合成甲醇。

4.本发明具体的实施方案

（1）在直径230mm的流化床内装填菱镁矿粉（200目）2Kg，启动电加热装置，升温，通入电加热的二氧化碳气体，稳定流态化，直至流化床温度达到1000℃。

（2）菱镁矿粉裂解后，氧化镁粉与二氧化碳随气流进入旋风分离器，出口二氧化碳温度为750℃～850℃，氧化镁粉温度800～900℃。

（3）二氧化碳气体与甲烷按照摩尔比0.7～1.2，在镁铝尖晶石为载体的氧化铈催化剂条件下，制备合成气，产气比约为70～80%。

（4）氧化镁粉进入料仓，在回转换热器内与夹套中的空气换热，出口空气温度可到375～425℃，将其引入菱镁矿粉回转夹套预热器，可将菱镁矿粉余热至150～250℃。

（5）在预先填装的菱镁矿粉开始裂解的同时，启动菱镁矿粉料腿闸阀，将预热后的菱镁矿粉送入流化床内，流量约为24Kg/min.。

（6）在预先填装的菱镁矿粉开始裂解一定时间后，启动裂解二氧化碳为流态化气体，二氧化碳床层线速度2m/s～3m/s。

Claims (2)

1.一种菱镁矿裂解法制备轻烧氧化镁的方法，其特征在于，该方法菱镁矿粉在高温（900℃～1200℃）二氧化碳气流中悬浮（停留时间3s～7s），且裂解生成氧化镁粉和二氧化碳气体；菱镁矿粉（200目）经回转预热器预热后，经过料仓、料腿均匀进入流化床；生成的氧化镁粉和二氧化碳气体进入旋风分离器，实现氧化镁粉与二氧化碳分离；高温氧化镁粉沉降至料仓，经回转换热器降温，得到轻烧氧化镁粉；高温高纯的二氧化碳少部分作为流态化气体循环，大部分与甲烷重整反应生成合成气，进一步生成甲醇；空气与高温氧化镁粉换热后，用于菱镁矿粉预热，实现余热利用。

2.根据权利要求1所述的一种菱镁矿裂解法制备轻烧氧化镁的方法，其特征在于，所述方法的步骤如下：

（1）在流化床内装填菱镁矿粉，启动电加热装置，升温，通入电加热的二氧化碳气体，稳定流态化；

（2）菱镁矿粉裂解后，氧化镁粉与二氧化碳随气流进入旋风分离器；

（3）二氧化碳气体与甲烷在镁铝尖晶石为载体的氧化铈催化剂条件下，制备合成气；

（4）氧化镁粉进入料仓，在回转换热器内与夹套中的空气换热；

（5）在预先填装的菱镁矿粉开始裂解的同时，启动菱镁矿粉料腿闸阀，将预热后的菱镁矿粉送入流化床内；

（6）在预先填装的菱镁矿粉开始裂解后，启动裂解二氧化碳为流态化气体。