CN111559876A - 一种轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰处理系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰处理系统和方法，属于轻烧氧化镁焙烧炉灰处理装置领域。一种轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰处理系统，其输送设备的出口和锁气阀进口连接，锁气阀出口通过载流管道和原料干燥单元热媒进口连接、原料干燥单元依次和原料分离单元、原料预热单元、悬浮焙烧炉、气固分离单元连接，气固分离单元分离后的含灰气体再返回和原料预热单元、原料分离单元、炉灰收集单元和输送设备连接。该方法将炉灰返回原料干燥单元热媒进口，使炉灰随热媒一同进入原料干燥单元与常温原料混合。该方法能够提高悬浮焙烧炉运行稳定性及焙烧效率，降低焙烧温度，节约能耗，提高产品质量及产量。

Description

一种轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰处理系统和方法

技术领域

本发明属于轻烧氧化镁焙烧炉灰处理装置技术领域，特别涉及一种轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰处理系统和方法。

背景技术

我国轻烧氧化镁年产能1500万吨以上，广泛应用于冶金、建材、耐火材料、环保、电工电子及航天航空等领域。迄今为止悬浮焙烧是轻烧氧化镁最为先进的技术和生产装备。在制备轻烧氧化镁过程中产生的炉灰中约有50~60%的菱镁矿粉，其余为质量合格的轻烧氧化镁，其粒度为-10μm≥90%，炉灰的特点为有价成分含量高，粒度小、重度轻，若炉灰不能合理的回收及利用，将造成极大的资源浪费。

现有的轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰处理方法有：将炉灰返回悬浮焙烧炉主炉，或返回冷却系统，或返回原料储仓。这些处理方法不仅浪费燃料增加能耗，且使产品质量不稳定。这是因为悬浮焙烧炉产生的炉灰量是不均匀的，若将炉灰直接返回悬浮焙烧炉主炉会破坏炉内热工制度，使得悬浮焙烧炉主炉的温度突变，造成系统波动，若直接返回冷却系统，大量的菱镁矿粉达不到焙烧温度及停留时间，这些均会使产品灼减超标并影响系统产量，降低焙烧效率及系统运转率。若将炉灰直接返回原料储仓，则需要增加收尘及原料均化设备，因此增加建设及运行成本。

发明内容

为了解决现有方法中，炉灰处理的问题，本发明提出了一种轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰处理系统和方法。该方法将炉灰返回原料干燥单元热媒进口，使炉灰随热媒一同进入原料干燥单元。炉灰本身温度为120~150℃，炉灰与热媒混合后温度可达到220~250℃，与常温原料混合使原料干燥效果更好，且粒度分布更均匀；炉灰不直接进入悬浮焙烧炉主炉，不会破坏炉内热工制度而产生温度突变，避免为了补偿炉灰温度而提高焙烧温度，因此，通过本发明的方法可降低焙烧温度；炉灰不直接进入焙烧料的冷却单元，不会增加产品灼减，从而可提高产品质量；炉灰不直接进入原料储仓，不需要增加收尘及原料均化设备，从而可节约装置建设及运行成本。本发明能够提高悬浮焙烧炉运行稳定性及焙烧效率，降低焙烧温度，节约能耗，提高产品质量及产量。

一种轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰处理系统，包括轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰处理装置、原料分离单元、原料预热单元、悬浮焙烧炉、气固分离单元和炉灰收集单元；

所述的轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰处理装置，包括输送设备、锁气阀、载流管道和原料干燥单元；

其中，输送设备的出口和锁气阀进口连接，锁气阀出口通过载流管道和原料干燥单元热媒进口连接；

原料干燥单元的出口和原料分离单元的含灰气体进口连接，原料分离单元的物料出口和原料预热单元的含灰气体进口连接，原料预热单元的物料出口与悬浮焙烧炉的物料进口连接，悬浮焙烧炉的气固出口和气固分离单元的气固进口连接，气固分离单元的含灰气体出口和原料预热单元的含灰气体进口连接，原料预热单元的含灰气体出口和原料分离单元的含灰气体进口连接，原料分离单元的含灰气体出口与炉灰收集单元的含灰气体进口连接，炉灰收集单元的炉灰出口和输送设备的进口连接。

进一步地，所述的输送设备可选用气力输送机、螺旋输送机或刮板输送机中的一种。

进一步地，所述的锁气阀可选用叶轮式旋转锁气阀、重锤翻板式锁气阀或流态化折流式锁气阀中的一种。

进一步地，所述的载流管道为带有隔热层的钢管。

进一步地，所述的原料干燥单元为利用热媒将原料进行烘干及打散的干燥机或干燥器。

进一步地，所述的原料分离单元的气固分离效率为85~90%，作为优选，原料分离单元选用旋风分离器。

进一步地，所述的原料预热单元的气固分离效率为85~90%，作为优选，原料预热单元选用旋风换热器。

进一步地，所述的气固分离单元的气固分离效率为85~90%，作为优选，气固分离单元选用旋风分离器。

进一步地，在悬浮焙烧炉和气固分离单元之间还设置有预沉降器，预沉降器设置有回流管路和悬浮焙烧炉的进料口连接。

本发明的一种轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰处理方法，采用上述的轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰处理系统，包括以下步骤：

(1)将轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰经过输送设备，输送至锁气阀，利用锁气阀将轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰经载流管道输送至原料干燥单元热媒进口；其中，炉灰本身温度为120~150℃，炉灰与热媒混合后温度为220~250℃；

(2)轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰进入原料干燥单元后，与原料干燥单元中原料充分混合均化、干燥，得到混合物料，混合物料中，含水率≤2%，粒度-45μm＜45%；

(3)混合物料随含灰气体经载流管道进入原料分离单元进行分离，分离后的混合物料随含灰气体经载流管道进入原料预热单元进行预热，预热后的混合物料进入悬浮焙烧炉中进行焙烧，焙烧后的物料经过气固分离后，得到的高温含灰气体再依次返回原料预热单元、原料分离单元后，再进入炉灰收集单元回收，再次产生炉灰和洁净气体，再次产生的炉灰重新进入输送设备，洁净气体排放至大气。

所述的步骤(3)中，在原料分离单元中，气固分离效率为85~90%；在原料预热单元中，气固分离效率为85~90%；在气固分离单元中，气固分离效率为85~90%。

所述的步骤(3)中，焙烧后的物料可以通过预沉降器，使得未焙烧合格的物料返回至悬浮焙烧炉中进行第二次焙烧，焙烧合格后的物料进行气固分离。

所述的步骤(3)中，在气固分离单元分离后的轻烧氧化镁进行冷却后，得到轻烧氧化镁产品。

本发明的一种轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰处理系统和方法，其优点是：

1、本发明避免直接将炉灰送入悬浮焙烧炉焙烧的工序中，为了补偿炉灰带来的热工制度而提高焙烧温度的缺陷，从而能够降低焙烧温度20~50℃，节约5~10%的燃料。

2、本发明能增加炉灰焙烧时间，降低产品灼减，提高产品质量。

3、本发明利用炉灰余热，降低原料含水率，均化原料粒度，节约能源。

4、本发明提高悬浮焙烧炉运行稳定性及焙烧效率。

5、本发明的轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰处理装置结构简单、便于操作维修、故障率低、建设成本低。

附图说明

图1为本发明实施例1的一种轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉处理系统的结构示意图；

图2为本发明实施例2的一种轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉处理系统的结构示意图；

以上图中，1、输送设备，2、锁气阀，3、载流管道，4、原料干燥单元，5、原料分离单元，6、原料预热单元，7、悬浮焙烧炉，8、气固分离单元，9、炉灰收集单元，10、预沉降器；

A、炉灰，B、原料，C、干燥单元热媒，D、混合物料，E、高温气体，F、轻烧氧化镁，G、洁净气体。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1

一种轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰处理系统，其结构示意图见图1，包括轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰处理装置、原料分离单元5、原料预热单元6、悬浮焙烧炉7、气固分离单元8和炉灰收集单元9；

一种轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰处理装置，主要包括：输送设备1、锁气阀2、载流管道3、原料干燥单元4；

所述的输送设备1为气力输送机；输送设备1出口与锁气阀2进口连接；锁气阀2出口与载流管道3进口连接；载流管道3出口与原料干燥单元4热媒进口连接；

本实施例中，所述的锁气阀2为叶轮式旋转锁气阀；

本实施例中，所述的载流管道3为带有隔热层的钢管；其中，隔热层为硅酸铝；

本实施例中，所述的原料干燥单元4为利用热媒将原料进行烘干及打散的干燥机；

本实施例中，所述的原料分离单元为旋风分离器；

本实施例中，所述的原料预热单元为旋风换热器；

本实施例中，所述的气固分离单元为旋风分离器。

原料干燥单元4的出口和原料分离单元5的含灰气体进口连接，原料分离单元5的物料出口和原料预热单元6的含灰气体进口连接，原料预热单元6的物料出口与悬浮焙烧炉7的物料进口连接，悬浮焙烧炉7的气固出口和气固分离单元8的气固进口连接，气固分离单元8的含灰气体出口和原料预热单元6的含灰气体进口连接，原料预热单元6的含灰气体出口和原料分离单元5的含灰气体进口连接，原料分离单元5的含灰气体出口与炉灰收集单元9的含灰气体进口连接，炉灰收集单元9的炉灰出口和输送设备1的进口连接。

一种轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰处理方法，利用了轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰处理系统，包括如下步骤：

(1)炉灰A经输送设备1输送至锁气阀2，利用锁气阀2的锁气功能将炉灰A经载流管道3输送至原料干燥单元热媒进口；

(2)炉灰A随干燥单元热媒C进入原料干燥单元4，在原料干燥单元4中与原料B充分混合干燥及均化，得到混合物料D；炉灰与原料混合干燥后的混合物料含水率≤2%，粒度-45μm＜45%；

(3)混合物料D随含灰气体经载流管道进入原料分离单元5进行分离，分离后的混合物料D随含灰气体经载流管道进入原料预热单元6进行预热，预热后的混合物料D进入悬浮焙烧炉7中进行焙烧，得到焙烧后的物料进入气固分离单元8分离后，得到的轻烧氧化镁F进入冷却单元进行冷却，得到的含灰气体在气固分离单元8上方流出，其中，在气固分离单元8中，气固分离效率为85%；在气固分离单元8中分离得到的含灰气体经过原料预热单元6，在本实施例中，原料预热单元6的气固分离效率为85%，经原料预热单元6分离后的含15wt.%的固体的含灰气体进入原料分离单元7再次进行分离，在原料分离单元7中，气固分离效率为90%，经原料分离单元7分离后的含10wt.%的固体的含灰气体进入炉灰收集单元9净化收集，收集到炉灰A并排出洁净气体G，炉灰A进入输送设备1进行再循环，洁净气体G直接排放至大气。

制得轻烧氧化镁灼减值为1.5%，焙烧温度为900℃，单位产品热耗为1050Kcal/t·MgO，单位产品电耗为42.5Kwh/ t·MgO。

对比例1

一种轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰处理系统，其包括原料干燥单元、原料分离单元、原料预热单元、悬浮焙烧炉、气固分离单元和炉灰收集单元；

原料干燥单元的出口和原料分离单元的含灰气体进口连接，原料分离单元的物料出口和原料预热单元的含灰气体进口连接，原料预热单元的物料出口与悬浮焙烧炉的物料进口连接，悬浮焙烧炉的气固出口和气固分离单元的气固进口连接，气固分离单元的含灰气体出口和炉灰收集单元的含灰气体进口连接，炉灰收集单元的炉灰出口和悬浮焙烧炉的物料进口连接。

一种轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰处理方法，采用上述轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰处理系统，其焙烧温度波动温差为50℃，制得轻烧氧化镁灼减值波动差为0.6%，单位产品热耗为1155Kcal/t·MgO，单位产品电耗为43.8Kwh/ t·MgO。

对比例2

一种轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰处理系统，其包括原料干燥单元、原料分离单元、原料预热单元、悬浮焙烧炉、气固分离单元、炉灰收集单元和冷却单元；

原料干燥单元的出口和原料分离单元的含灰气体进口连接，原料分离单元的物料出口和原料预热单元的含灰气体进口连接，原料预热单元的物料出口与悬浮焙烧炉的物料进口连接，悬浮焙烧炉的气固出口和气固分离单元的气固进口连接，气固分离单元的含灰气体出口和炉灰收集单元的含灰气体进口连接，气固分离单元的物料出口和冷却单元的进口连接，炉灰收集单元的炉灰出口和冷却单元的进口连接。

一种轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰处理方法，采用上述轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰处理系统，其焙烧温度为920℃，制得的轻烧氧化镁灼减值为2.3%，单位产品热耗为1100Kcal/t·MgO。

对比例3

一种轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰处理系统，其包括原料干燥单元、原料分离单元、原料预热单元、悬浮焙烧炉、气固分离单元和炉灰收集单元；

原料干燥单元的出口和原料分离单元的含灰气体进口连接，原料分离单元的物料出口和原料预热单元的含灰气体进口连接，原料预热单元的物料出口与悬浮焙烧炉的物料进口连接，悬浮焙烧炉的气固出口和气固分离单元的气固进口连接，气固分离单元的含灰气体出口和炉灰收集单元的含灰气体进口连接，气固分离单元的物料出口和冷却单元的进口连接，炉灰收集单元的炉灰出口和原料储仓连接；

原料储仓设置有炉灰降尘设备和原料均化设备。

一种轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰处理方法，采用上述轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰处理系统，增加单位产品电耗1.8Kwh/ t·MgO。

实施例2

一种轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰处理系统，其结构示意图见图2，包括的轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰处理装置，同实施例1，不同之处在于：

本实施例中，所述的输送设备1为螺旋输送机；

本实施例中，所述的锁气阀2为流态化折流式锁气阀；

本实施例中，所述的原料干燥单元4为利用热媒将原料进行烘干及打散的文丘里干燥器。

上述轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰处理系统，还包括原料分离单元5、原料预热单元6、悬浮焙烧炉7、气固分离单元8、炉灰收集单元9和预沉降器10；

原料干燥单元4的出口和原料分离单元5的含灰气体进口连接，原料分离单元5的物料出口和原料预热单元6的含灰气体进口连接，原料预热单元6的物料出口与悬浮焙烧炉7的物料进口连接，悬浮焙烧炉7的气固出口和预沉降器10气固进口连接，预沉降器10下方设置固体出口和悬浮焙烧炉7的进口连接，预沉降器10上方设置的气固出口和气固分离单元8的气固进口连接，气固分离单元8的含灰气体出口和原料预热单元6的含灰气体进口连接，原料预热单元6的含灰气体出口和原料分离单元5的含灰气体进口连接，原料分离单元5的含灰气体出口与炉灰收集单元9的含灰气体进口连接，炉灰收集单元9的炉灰出口和输送设备1的进口连接。

一种轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰处理方法，同实施例1，不同之处在于：

焙烧后的物料在进入气固分离单元8之前先通过预沉降器，使得未焙烧合格的物料返回至悬浮焙烧炉中进行第二次焙烧，焙烧合格后的物料进行气固分离。

实施例3

一种轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰处理系统，同实施例1，不同之处在于：

本实施例中，所述的输送设备1为刮板输送机；

本实施例中，所述的锁气阀2为重锤翻板式锁气阀。

一种轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰处理方法，同实施例1，不同之处在于：

所述的步骤(3)中，在原料分离单元中，气固分离效率为90%；在原料预热单元中，气固分离效率为85%；在气固分离单元中，气固分离效率为90%。

Claims (10)

1.一种轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰处理系统，其特征在于，包括轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰处理装置、原料分离单元、原料预热单元、悬浮焙烧炉、气固分离单元和炉灰收集单元；

所述的轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰处理装置包括输送设备、锁气阀、载流管道和原料干燥单元；

其中，输送设备的出口和锁气阀进口连接，锁气阀出口通过载流管道和原料干燥单元热媒进口连接；

原料干燥单元的出口和原料分离单元的含灰气体进口连接，原料分离单元的物料出口和原料预热单元的含灰气体进口连接，原料预热单元的物料出口与悬浮焙烧炉的物料进口连接，悬浮焙烧炉的气固出口和气固分离单元的气固进口连接，气固分离单元的含灰气体出口和原料预热单元的含灰气体进口连接，原料预热单元的含灰气体出口和原料分离单元的含灰气体进口连接，原料分离单元的含灰气体出口与炉灰收集单元的含灰气体进口连接，炉灰收集单元的炉灰出口和输送设备的进口连接。

2.根据权利要求1所述的轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰处理系统，其特征在于，所述的输送设备为气力输送机、螺旋输送机或刮板输送机中的一种。

3.根据权利要求1所述的轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰处理系统，其特征在于，所述的锁气阀为叶轮式旋转锁气阀、重锤翻板式锁气阀或流态化折流式锁气阀中的一种。

4.根据权利要求1所述的轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰处理系统，其特征在于，所述的载流管道为带有隔热层的钢管。

5.根据权利要求1所述的轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰处理系统，其特征在于，所述的原料干燥单元为利用热媒将原料进行烘干及打散的干燥机或干燥器。

6.根据权利要求1所述的轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰处理系统，其特征在于，所述的原料分离单元的气固分离效率为85~90%；所述的原料预热单元的气固分离效率为85~90%；所述的气固分离单元的气固分离效率为85~90%。

7.根据权利要求6所述的轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰处理系统，其特征在于，所述的原料分离单元为旋风分离器；所述的原料预热单元为旋风换热器；所述的气固分离单元为旋风分离器。

8.根据权利要求1所述的轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰处理系统，其特征在于，在悬浮焙烧炉和气固分离单元之间还设置有预沉降器，预沉降器设置有回流管路和悬浮焙烧炉的进料口连接。

9.一种轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰处理方法，其特征在于，采用权利要求1所述的轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰处理系统，包括以下步骤：

(1)将轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰经过输送设备，输送至锁气阀，利用锁气阀将轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰经载流管道输送至原料干燥单元热媒进口；其中，炉灰本身温度为120~150℃，炉灰与热媒混合后温度为220~250℃；

(2)轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰进入原料干燥单元后，与原料干燥单元中原料充分混合均化、干燥，得到混合物料，混合物料中，含水率≤2%，粒度-45μm＜45%；

(3)混合物料随含灰气体经载流管道进入原料分离单元进行分离，分离后的混合物料随含灰气体经载流管道进入原料预热单元进行预热，预热后的混合物料进入悬浮焙烧炉中进行焙烧，焙烧后的物料经过气固分离后，得到的高温含灰气体再依次返回原料预热单元、原料分离单元后，再进入炉灰收集单元回收，再次产生炉灰和洁净气体，再次产生的炉灰重新进入输送设备，洁净气体排放至大气。

10.一种轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰处理方法，其特征在于，采用权利要求8所述的轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰处理系统，包括以下步骤：

(1)将轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰经过输送设备，输送至锁气阀，利用锁气阀将轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰经载流管道输送至原料干燥单元热媒进口；其中，炉灰本身温度为120~150℃，炉灰与热媒混合后温度为220~250℃；

(2)轻烧氧化镁悬浮焙烧炉炉灰进入原料干燥单元后，与原料干燥单元中原料充分混合均化、干燥，得到混合物料，混合物料中，含水率≤2%，粒度-45μm＜45%；

(3)混合物料随含灰气体经载流管道进入原料分离单元进行分离，分离后的混合物料随含灰气体经载流管道进入原料预热单元进行预热，预热后的混合物料进入悬浮焙烧炉中进行焙烧，焙烧后的物料通过预沉降器，使得未焙烧合格的物料返回至悬浮焙烧炉中进行第二次焙烧，焙烧合格后的物料进行气固分离，得到的高温含灰气体再依次返回原料预热单元、原料分离单元后，再进入炉灰收集单元回收，再次产生炉灰和洁净气体，再次产生的炉灰重新进入输送设备，洁净气体排放至大气。

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