CN1302766A - 一种制取二氧化碳气体的方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种制取二氧化碳气体的方法及设备。以天然碳酸盐矿石作为原料,投入预热仓中进行预热,启动回转窑的螺旋给料器,将预热后的原料装入回转窑,启动电机,使回转窑转动,矿石分解以后产生的二氧化碳气体经过滤、冷却以后,由真空泵抽入气囊,由压缩机加压液化,装入钢瓶,而产生的固体氧化物则进入出料仓,由出料口排出。本发明加热温度均匀、迅速,热效率高,可以连续生产,提高了工作效率,设备的使用寿命长。

Description

一种制取二氧化碳气体的方法及设备
本发明是一种通过焙烧碳酸盐矿石制取二氧化碳气体的方法及设备。
碳酸盐矿石(菱镁石MgCO3、石灰石CaCO3等)被加热分解为固体氧化物(氧化镁MgO、石灰CaO)和气体二氧化碳CO2。将碳酸盐矿石放在密闭的容器中，在容器外进行焙烧，通过热传导间接使容器内的矿石被加热、分解，所获得的二氧化碳气体经冷却、除去尘粒并压缩液化后，便可成为二氧化碳商品。这种间接焙烧的方法比从窑气中提纯制取二氧化碳气体的工艺简单，成本低。专利文献CN1035478A公开的就是一种以间接焙烧的方法制取二氧化碳的生产工艺。该方法中使用的是一个带有炉胆的外加热竖窑，将矿石放在炉胆内，在炉胆外燃煤加热，使炉胆内的矿石分解，制取二氧化碳气体。这种工艺的缺点是：在整个焙烧过程中，炉胆内周边的矿石接近热源，分解快，而炉胆中心的矿石离热源远，分解慢，而且这种分解速度的差异随着炉胆直径的加大而愈加明显。为了使炉胆中心的矿石充分分解，就必须延长加热的时间。采用该工艺制取二氧化碳气体，矿石在炉内的滞留时间要长达42小时。所以热效率低，耗费时间长。而专利文献CN1180659A公开的制取二氧化碳气体的方法及设备，虽然采用了炉体旋转的方法使矿石均匀加热，但是它只能间歇生产，不能连续生产，所以它的工作效率也很低。
能连续生产，所以它的工作效率也很低。
本发明的目的是提供一种新的以焙烧碳酸盐矿石制取二氧化碳气体的方法及设备，它可以克服现有技术中所存在的缺点，不仅工艺简单，产品纯度高，而且可以连续生产，所以耗时少，效率高，节省能源。
本发明的目的是这样实现的：一种以焙烧碳酸盐矿石制取二氧化碳气体的设备，它包括间接加热式回转窑，其特征在于回转窑的进料端设有螺旋给料器，其进料口与矿石预热仓的出料口相连接，在回转窑出料端的二氧化碳气体回收口依次连接有除尘、冷却装置、真空泵、气囊和气体压缩机，回转窑出料端固体氧化物的出料口连接有出料仓。
回转筒的两端安装有大齿轮，电机带动减速器通过传动轴和齿轮同时对回转筒两端进行驱动。
窑的两端均采用摩擦环密封，而动、静密封环之间的压力靠液压缸提供，并在液压缸及活塞处设有水冷装置。
液压缸的缸体及活塞均为环形，位于回转筒的外面，并设有水冷装置，动密封环与回转筒端部固定连接，静密封环与活塞杆端部固定连接。
液压缸通过一个连接管与储能器相连通，储能器中装有液压油，并且设有压力表和进、出油口。
采用上述设备制取二氧化碳气体的方法，其特征在于以天然碳酸盐矿石作为原料，投入预热仓中进行预热，启动回转窑的螺旋给料器，将预热后的原料装入回转窑，填充系数0.2-0.4％，启动电机，使回转窑转动，转速为0.5-3转/分，焙烧温度900-1200℃，回转筒内相对压力0-100Pa，矿石分解以后产生的二氧化碳气体经过滤、冷却以后，由真空泵抽入气囊，由压缩机加压液化，装入钢瓶，而产生的固体氧化物则进入出料仓，由出料口排出。
本发明的优点是：1、采用了回转式的窑体，矿石加热均匀迅速，热效率较高；2、筒体两端同时驱动，所以提高筒体的使用寿命；3、筒体两端采用密封环密封，密封效果好，所以产品的纯度较高，可以达到99.6以上，而且简体不会发生刮帮或卡帮的现象；4、可以进行连续生产，工艺先进，工作效率高，矿石在回转窑内停留的时间仅3-5个小时，产量可达300-400Kg/h。
下面结合实施例及其附图对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明的间接加热式回转窑的结构剖示图。
图2是图1的俯视图。
图3是进料端的结构剖视图。
图4是出料端的结构剖视图。
图5是本发明的工艺流程示意图。
参照图1和图2，1是回转筒，回转筒的外面是炉壁，在它们之间是加热器，在回转筒的两端各固定安装有一个滚圈3，回转筒通过滚圈3支撑在托轮装置14上，在回转筒的两端还各安装有一个大齿轮5，电机13带动减速器12、并通过减速器两端的输出轴11和安装在轴端的齿轮(组)8与大齿轮啮合，以此同时驱动回转筒的两端，带动回转筒转动。
参照图3，叙述出料端的具体结构。
在回转筒的进料端有一个端部法兰47，在法兰中心中有一个螺旋给料器45，在给料器上设有给料斗41。给料器与端部法兰之间装有密封环，它的动环33用螺钉固定安装在端部法兰上，图中31是静环，动环和静环之间装有密封圈32，环形液压缸固定安装在给料器外，缸体20中装有环形活塞23，通过活塞的压力实现密封环动、静环之间的密封，为防止液压缸过热，缸体和活塞上都设有水冷腔，图中24是进水口，25是出水口，储能器27与缸体相通，储能器中装有油，并保持一定的压力，使动静密封环之间具有足够的密封力。
参照图4，叙述出料端的具体结构。
在出料端的外面设有出料仓35，在出料仓上焊接有二氧化碳回收管37，出料仓上带有法兰36，环形液压缸20通过螺钉固定在法兰36上，在回转筒上焊接有法兰46，密封环的动环33用螺钉固定在法兰上，静环31靠环形液压活塞23压紧在动环上，动、静环之间装有密封圈32，图中27是装有液压油并与液压缸相通的储能器，缸体和活塞上设有水冷腔，24是进水口，25是出水口。图中28是压力表，30是加油口，29是闸阀。
下面结合图1-图5叙述本发明的二氧化碳的制取方法及设备总成。
图1中A是矿石的预热仓，首先将矿石放入预热仓中，利用回转窑B的余热对矿石进行预热和干燥，预热仓的出料口与回转窑的进料斗相连接，并使预热仓中和进料斗中始终充满矿石，以此对回转筒进行“料封”，即以堆积的原料对进料口进行密封，保证回转筒中一定的正压力。启动螺旋给料器，矿石即进入到回转筒内进行加热，矿石的填充系数在0.2-0.4％，焙烧温度保持在900-1200℃之间，回转筒的转数在0.5-3转/分，筒内的相对压力为0-100Pa。回转筒内的矿石被加热分解后所产生的二氧化碳气体在真空泵G的抽力下进入除尘换热器C，与鼓入的冷空气间接换热，降低温度后进入一级布袋过滤器D、除去大部份的尘粒，再进入前冷却器E，在前冷却器中与循环冷水间接换热，继续冷却，然后进入二级布袋过滤器F，彻底除去固体尘粒，通过真空泵G抽入气囊H，然后经过压缩机I被加压到5-8兆帕，再经过一个后冷却器J，进一步冷却、液化，最后装瓶，作为商品出售。
由于回转筒的进料端与出料端之间具有3-5％的倾斜度，所以矿石在被加热分解的过程中，不断地由进料端向出料端运动，分解以后残留的固体氧化物则堆积在出料仓中，使出料口被进一步密封。经过一段时间以后可以打开出料仓，将固体氧化物排出。

Claims (6)

1、一种制取二氧化碳气体的设备，它包括间接加热式回转窑，其特征在于回转窑的进料端设有螺旋给料器，其进料口与矿石预热仓的出料口相连接，在回转窑出料端的二氧化碳气体回收口依次连接有除尘、冷却装置、真空泵，气囊和气体压缩机，而回转窑出料端固体氧化物的出料口连接有出料仓。
2、根据权利要求1所说的制取二氧化碳气体的设备，其特征在于回转筒的两端安装有大齿轮，减速器通过传动轴和齿轮同时对回转筒两端进行驱动。
3、根据权利要求1所说的制取二氧化碳气体的设备，其特征在于窑的两端均采用摩擦环密封，而动、静密封环之间的压力靠液压缸提供，并在液压缸及活塞处设有水冷装置。
4、根据权利要求1所说的制取二氧化碳气体的设备，其特征在于液压缸的缸体及活塞均为环形，位于回转筒的外面，并设有水冷装置，动密封环与回转筒端部固定连接，静密封环与活塞杆端部固定连接。
5、根据权利要求1或4所说的制取二氧化碳气体的设备，其特征在于液压缸通过一个连接管与储能器相连通，储能器中装有液压油，并且设有压力表和进、出油口。
6、采用如权利要求1所说的设备制取二氧化碳气体的方法，其特征在于以天然碳酸盐矿石作为原料，投入预热仓中进行预热，启动回转窑的螺旋给料器，将预热后的原料装入回转窑，填充系数0.2-0.4％，启动电机，使回转窑转动，转速为0.5-3转/分，启动加热器对回转筒进行加热，焙烧温度900-1200℃，回转筒内相对压力0-100Pa，矿石分解以后产生的二氧化碳气体经过滤、冷却以后，由真空泵抽入气囊，由压缩机加压液化，装入钢瓶，而产生的固体氧化物则进入出料仓，由出料口排出。
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