CN112797755A - 一种无水硫酸镁生产设备及无水硫酸镁生产工艺 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种无水硫酸镁生产设备及无水硫酸镁生产工艺。具体公开了一种无水硫酸镁生产设备，包括冷却筒，冷却筒上设有进料斗和出料斗，出料斗连接有布袋除尘器，冷却筒内沿穿设有若干根互相平行的冷却管，相邻冷却管之间设有间隙，冷却管用于通入低温换热介质；一种无水硫酸镁生产工艺，该工艺在前述无水硫酸镁生产设备中实施，工艺步骤包括：以七水硫酸镁未原料，脱水制得无水硫酸镁；将制得的无水硫酸镁在冷却筒中进行冷却，分离得到无水硫酸镁成品。本申请具有使无水硫酸镁降温均匀的优点。

Description

一种无水硫酸镁生产设备及无水硫酸镁生产工艺

技术领域

本申请涉及无水硫酸镁制备的领域，更具体地说，它涉及一种无水硫酸镁生产设备及无水硫酸镁生产工艺。

背景技术

无水硫酸镁，化学式为MgSO₄，无色斜方晶系结晶，溶于水、乙醇、甘油，不溶于丙酮。用于制药以及印染工业，也可做干燥剂、饲料、肥料或复合肥料，也是生产氧化镁的原料。目前以七水硫酸镁烘干、干燥制取无水硫酸镁的工艺主要为回转滚筒干燥法、单机旋转闪蒸干燥法和流化床干燥法。

公告号为CN211141542U的中国专利公开了一种食品级、饲料级无水硫酸镁的生产装置，包括带有搅拌装置的反应器，反应器的出液口通过泵与压滤机管道相连，压滤机的出液口端与中间罐管道相连，中间罐通过计量泵与喷雾干燥塔管道相连，喷雾干燥塔与第一除尘装置相连，喷雾干燥塔底部的产品出口端通过螺旋输送机与聚合干燥器相连，聚合干燥器与第二除尘装置相连，聚合干燥器的产品出口端与螺旋输送器相连，螺旋输送器设有降温装置，降温装置为夹套水循环降温装置。

上述生产装置中的螺旋输送机对无水硫酸镁进行降温时，由于物料与降温装置接触不均匀，使物料降温不均匀，导致包装无水硫酸镁时，高温的无水硫酸镁损坏包装袋，增加了生产成本。

发明内容

为了解决生产无水硫酸镁时，降温装置降温不均匀的问题，本申请提出一种无水硫酸镁生产设备及无水硫酸镁生产工艺。

第一方面，本申请提供一种无水硫酸镁生产设备，采用如下的技术方案：

一种无水硫酸镁生产设备，包括用于对制得的无水硫酸镁降温的冷却筒，冷却筒沿自身轴向的一端设有进料斗，冷却筒沿自身轴向的另一端设有出料斗，出料斗远离冷却筒的一端连接有布袋除尘器，冷却筒内沿自身轴向穿设有若干根互相平行的冷却管，相邻冷却管之间设有间隙，冷却管用于通入低温换热介质。

通过采用上述技术方案，将制得的无水硫酸镁从进料斗处装入冷却筒中，布袋除尘器对无水硫酸镁产生较大的吸力，使无水硫酸镁从冷却筒的进料端经过相邻冷却管的缝隙向冷却筒的出料端移动，与冷却管中的低温介质发生热交换，然后被布袋除尘器收集。当无水硫酸镁颗粒从冷却管的间隙处通过时，无水硫酸镁颗粒与冷却管的接触面积较大，因此降温较均匀。

优选的，所述冷却管的外壁上固定有若干冷却片，冷却片设为中空，冷却片的内腔与冷却管相通。

通过采用上述技术方案，冷却片的设置，增加了冷却管与无水硫酸镁颗粒之间的接触面积，从而提高了冷却装置的冷却效果。

优选的，所述冷却管的两端分别连接有进管与出管，进管远离冷却管的一端连接有制冷机，出管远离冷却管的一端连接有用于预热七水硫酸镁的预热管。

通过采用上述技术方案，对七水硫酸镁进行预干燥，不仅能够使七水硫酸镁烘干时受热更加充分，降低了无水硫酸镁的含水量，而且能够对热源再利用，节省了能源。

优选的，所述冷却筒内固定有匀料盘，匀料盘位于进料斗与冷却管之间，匀料盘上设有若干均匀分布的进料孔。

通过采用上述技术方案，匀料盘靠近进料斗处的进料孔能通过的无水硫酸镁有限，使无水硫酸镁能够从远离进料斗的进料孔中通过，减少了无水硫酸镁拥堵的可能性。

优选的，所述匀料盘背对冷却管的一面转动连接有转动轴，转动轴上固定连接有若干叶片，叶片沿转动轴的周向分布，冷却筒上固定有电机，电机与转动轴驱动连接。

通过采用上述技术方案，叶片能够将无水硫酸镁打散，提高了无水硫酸镁均匀通过冷却管间隙的可能性。

优选的，还包括用于脱水七水硫酸镁的烘干装置，烘干装置上设有进料口和出料口，烘干装置的出料口与冷却筒的进料斗相连，预热管盘设于进料口的外壁上。

通过采用上述技术方案，通过在进料口处盘设预热管实现对七水硫酸镁的预热。

第二方面，本申请提供一种无水硫酸镁生产工艺，采用如下的技术方案：

一种无水硫酸镁生产工艺，该工艺在前述无水硫酸镁生产设备中实施，所述工艺步骤包括：脱水：以七水硫酸镁未原料，脱水制得无水硫酸镁；

冷却：将制得的无水硫酸镁通过进料斗投入冷却筒中，并向冷却管内通入低温冷却介质，在布袋除尘器的风力作用下，无水硫酸镁在冷却筒内由进料端向出料端移动，经出料斗排出后进入布袋除尘器的灰斗中，分离得到无水硫酸镁成品。

通过采用上述技术方案，由于无水硫酸镁通过相邻冷却管的间隙时，无水硫酸镁能够与冷却管充分接触，使无水硫酸降温更均匀，便于无水硫酸镁的包装。

优选的，所述脱水步骤包括：

S1、加热七水硫酸镁粉至280-310℃，保温10-20分钟；

S2、继续加热七水硫酸镁粉至550-650℃，保温8-20分钟，制得无水硫酸镁。

通过采用上述技术方案，制得的无水硫酸镁含水量较低。

优选的，所述S2步骤中加热七水硫酸镁至600-640℃。

通过采用上述技术方案，制得的无水硫酸镁含水量较低。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、本申请采用若干根穿设于冷却同内的冷却管对无水硫酸镁降温，使无水硫酸镁颗粒从相邻冷却管之间的间隙处通过时，无水硫酸镁颗粒与冷却管的接触面积较大，从而使无水硫酸镁降温均匀，便于无水硫酸镁成品的包装；

2、本申请的方法，通过两步高温烘干七水硫酸镁的方法，使无水硫酸镁的纯度较高。

附图说明

图1是本申请实施例中一种无水硫酸镁生产设备的结构示意图。

图2是实现本申请实施例中冷却筒的剖面图。

附图标记说明：1、冷却筒；2、滚筒干燥机；3、进料口；4、出料口；5、固定座；6、进料斗；7、出料斗；8、布袋除尘器；9、冷却管；10、进管；11、出管；12、固定框；13、冷却片；15、制冷机；16、预热管；17、匀料盘；18、进料孔；19、转动轴；20、叶片；21、电机；22、柱形口；23、锥形口。

具体实施方式

以下结合附图1-2和实施例对本申请作进一步详细说明。

实施例

本申请实施例公开一种无水硫酸镁生产设备，参照图1，包括依次连接的烘干装置、冷却筒1和布袋除尘器8。烘干装置为滚筒干燥机2，滚筒干燥机2上开设有进料口3和出料口4，进料口3用于向滚筒干燥机2中加入物料，出料口4用于输出烘干后的物料，进料口3由一体成型的柱形口22和倒置的锥形口23组成，柱形口22位于锥形口23的上方。冷却筒1为水平放置的柱形筒，其沿自身轴向的一端固定连接有进料斗6，进料斗6位于冷却筒1的弧形侧壁上且与冷却筒1相通，进料斗6位于出料口4的正下方且包围出料口4靠近冷却筒1的端部。冷却筒1沿自身轴向的另一端开设有出料斗7，出料斗7为锥台形，出料斗7远离冷却筒1的一端直径较小，出料斗7与布袋除尘器8的尘气入口相连。

参照图1和图2，冷却筒1的内壁上固定连接有固定框12，冷却筒1内水平地穿设有若干根用于通入低温介质的冷却管9，冷却管9通过固定框12固定于冷却筒1内，相邻冷却管9之间设有间隙。冷却管9位于进料斗6与出料斗7之间，冷却管9的外壁上一体成型有若干中空的冷却片13，冷却片13的内腔与冷却管9连通。冷却管9靠近布袋除尘器8的一端连接有进管10，进管10远离冷却管9的一端连接有制冷机15，冷却管9远离布袋除尘器8的一端连接有出管11。出管11远离冷却管9的一端连接有预热管16，预热管16盘设于进料口3的外壁上。

参照图2，从进料斗6进入冷却筒1的高温无水硫酸镁，在布袋除尘器8的吸力作用下，从冷却管9靠近进料斗6的一端经过整个冷却管9被吸入布袋除尘器8中，在经过冷却管9的过程中，高温无水硫酸镁与低温换热介质进行热交换，由于冷却管9设有多根，无水硫酸镁在相邻冷却管9的间隙中冷却，无水硫酸镁与冷却管9的接触面积均较大，使无水硫酸镁降温较均匀。

参照图1和图2，与高温无水硫酸镁进行热交换后的低温换热介质温度升高，为了减少热量的浪费，出管11靠近进料斗6的一端伸出冷却筒1并连接有预热管16，预热管16盘绕于滚筒干燥机2的进料口3的外壁上后连通于制冷机15的入口。使升温后的低温换热介质对七水硫酸镁进行预脱水，预脱水后升温的换热介质与未烘干的七水硫酸镁进行热交换，不但能够使七水硫酸镁预脱水，而且能够将换热介质进行预降温，减少了换热介质通回制冷机15中进行冷却时消耗的能量。

参照图2，在冷却筒1内还固定有匀料盘17，匀料盘17位于进料斗6与冷却管9之间，匀料盘17的径向与冷却筒1的径向平行，匀料盘17上开设有若干进料孔18，无水硫酸镁经过进料斗6落入冷却筒1内时，匀料盘17起缓冲作用，能够防止无水硫酸镁均从冷却筒1一侧的冷却管9经过，造成无水硫酸镁堵塞。

参照图2，匀料盘17朝向进料斗6的一面通过轴承转动连接有转动轴19，转动轴19的横截面与匀料盘17同心，转动轴19的侧壁上固定连接有若干弧形的叶片20，叶片20沿转动轴19的周向设有四个。冷却筒1朝向匀料盘17的一面固定有固定座5，固定座5上栓接有电机21，电机21与转动轴19驱动连接。

参照图2，无水硫酸镁从进料斗6进入冷却筒1中时，一方面，叶片20能够将无水硫酸镁打散，防止匀料盘17堵塞；另一方面，若有结块的无水硫酸镁进入冷却筒1，叶片20能够将块状无水硫酸镁打散，使无水硫酸镁能够顺利穿过进料孔18。

本申请实施例一种七水硫酸镁的生产设备的实施原理为：从烘干装置中加工完毕的高温无水硫酸镁，从进料斗6中进入冷却筒1，并在布袋除尘器8的吸力作用下，首先通过匀料盘17的进料孔18，接着经过冷却管9被吸入布袋除尘器8中，在经过冷却管9的过程中，高温无水硫酸镁与低温换热介质进行热交换，从而实现无水硫酸镁的均匀冷却。

应用例

各应用例所用原料来源见下表1：

表1应用例的各原料来源和规格

原料	规格	来源
			七水硫酸镁	纯度99.5％	莱州市中大贵合化工有限公司

应用例1

一种无水硫酸镁生产工艺，使用实施例中的生产设备生产无水硫酸镁，工艺步骤包括：

S1、将100公斤七水硫酸镁粉在烘干装置中以5℃/min的升温速度加热至280℃，保温14min；

S2、以3℃/min的升温速度继续加热七水硫酸镁粉至580℃，保温10min；

S3、将S2中制得的无水硫酸镁通过进料口投入冷却筒中，通过制冷机向冷却筒中通入温度为3℃的冷水，在布袋除尘器的风力作用下，无水硫酸镁在冷却筒内由进料端向出料端移动，经过相邻冷却管的间隙与冷水进行热交换，然后进入布袋除尘器的灰斗中，分离得到无水硫酸镁成品。

应用例2-6

应用例2-6均以应用例1为基础，与应用例1的区别仅在于反应条件不同，具体见表2。

表2应用例1-6的反应条件

应用例	应用例1	应用例2	应用例3	应用例4	应用例5	应用例6
							S1步骤加热温度(℃)	280	290	310	285	295	300
S1步骤保温时间(min)	14	10	18	16	20	16
							S2步骤加热温度(℃)	580	550	650	645	590	645
S1步骤保温时间(min)	10	20	8	16	14	16

应用例7-9

应用例7-9均以应用例4为基础，与应用例4的区别仅在于S2步骤中加热温度不同，具体见表3。

表3应用例7-9的反应条件

应用例	应用例7	应用例8	应用例9
				S2步骤加热温度(℃)	600	620	640

对比例

对比例1

对比例1以应用例1为基础，与应用例1的区别仅在于：使用带有降温装置的螺旋输送机对制得的无水硫酸镁进行降温，降温装置为固定于螺旋输送机底壁上的冷水管。

对比例2

将100公斤七水硫酸镁，在滚筒干燥机中，用550℃热风烘干，制得无水硫酸镁。

检测方法

取应用例1-9、对比例1-2制得的无水硫酸镁按照GB 29207-2012标准中的食品级添加级无水硫酸镁的指标进行检测，测试结果见表4。

表4应用例1-9、对比例1-2的指标检测

食品级添加级无水硫酸镁的理化指标为硫酸镁含量(灼烧后)≥99.0％，灼烧减量≤2％。

分析应用例1-9、对比例1-2的测试结果可知：

对比应用例1-6的数据，应用例6的产物的得率和纯度最高，因此应用例6为应用例1-6的最佳应用例，应用例1的产物的得率和纯度最低。

对比例1与应用例1相比，区别仅在于对比例1使用带有降温装置的螺旋输送机对无水硫酸镁进行冷却，冷却后发现，大量无水硫酸镁的温度未降至30℃，需要再放置2-3h的时间才能进行包装，而应用例1使用本申请的冷却装置对高温无水硫酸镁进行降温，得到的无水硫酸镁均在25℃以下，能够立即进行包装。

对比例2与应用例1相比，在滚筒干燥机中使用热风550℃进行七水硫酸镁的烘干，制得的无水硫酸镁的含水量为1.102％，远高于应用例1的无水硫酸镁的含水量，说明使用本申请的生产工艺制得的无水硫酸镁的含水量更低。

应用例7-9与应用例6相比，区别仅在于在S2步骤中加热七水硫酸镁的温度不同，应用例7-9的无水硫酸镁的含水量低于应用例6，说明在S2步骤中加热七水硫酸镁至600-640℃时，制得的无水硫酸镁的含水量较低。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种无水硫酸镁生产设备，其特征在于：包括用于对制得的无水硫酸镁降温的冷却筒（1），冷却筒（1）沿自身轴向的一端设有进料斗（6），冷却筒（1）沿自身轴向的另一端设有出料斗（7），出料斗（7）远离冷却筒（1）的一端连接有布袋除尘器（8），冷却筒（1）内沿自身轴向穿设有若干根互相平行的冷却管（9），相邻冷却管（9）之间设有间隙，冷却管（9）用于通入低温换热介质。

2.根据权利要求1所述的一种无水硫酸镁生产设备，其特征在于：所述冷却管（9）的外壁上固定有若干冷却片（13），冷却片（13）设为中空，冷却片（13）的内腔与冷却管（9）相通。

3.根据权利要求1所述的一种无水硫酸镁生产设备，其特征在于：所述冷却管（9）的两端分别连接有进管（10）与出管（11），进管（10）远离冷却管（9）的一端连接有制冷机（15），出管（11）远离冷却管（9）的一端连接有用于预热七水硫酸镁的预热管（16）。

4.根据权利要求1所述的一种无水硫酸镁生产设备，其特征在于：所述冷却筒（1）内固定有匀料盘（17），匀料盘（17）位于进料斗（6）与冷却管（9）之间，匀料盘（17）上设有若干均匀分布的进料孔（18）。

5.根据权利要求4所述的一种无水硫酸镁生产设备，其特征在于：所述匀料盘（17）背对冷却管（9）的一面转动连接有转动轴（19），转动轴（19）上固定连接有若干叶片（20），叶片（20）沿转动轴（19）的周向分布，冷却筒（1）上固定有电机（21），电机（21）与转动轴（19）驱动连接。

6.根据权利要求3所述的一种无水硫酸镁生产设备，其特征在于：还包括用于脱水七水硫酸镁的烘干装置，烘干装置上设有进料口（3）和出料口（4），烘干装置的出料口（4）与冷却筒（1）的进料斗（6）相连，预热管（16）盘设于进料口（3）的外壁上。

7.一种无水硫酸镁生产工艺，其特征在于：该工艺在权利要求1所述的硫酸镁生产设备中实施，所述工艺步骤包括：

脱水：以七水硫酸镁为原料，脱水制得无水硫酸镁；

冷却：将制得的无水硫酸镁通过进料斗（6）投入冷却筒（1）中，并向冷却管（9）内通入低温冷却介质，在布袋除尘器（8）的风力作用下，无水硫酸镁在冷却筒内由进料端向出料端移动，经出料斗（7）排出后进入布袋除尘器（8）的灰斗中，分离得到无水硫酸镁成品。

8.根据权利要求7所述的一种无水硫酸镁生产工艺，其特征在于，所述脱水步骤包括：

S1、加热七水硫酸镁粉至280-310℃，保温10-20分钟；

S2、继续加热七水硫酸镁粉至550-650℃，保温8-20分钟，制得无水硫酸镁。

9.根据权利要求8所述的一种无水硫酸镁生产工艺，其特征在于：所述S2步骤中加热七水硫酸镁至600-640℃。

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