CN208218698U - 一种轻烧MgO联产高纯CO2的生产装置 - Google Patents

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张守治
刘加平
王育江
姚婷
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Abstract

本实用新型涉及一种轻烧MgO联产高纯CO2的生产装置,具有粉磨系统、燃烧系统、过滤系统、冷却系统;还具有双筒回转窑煅烧系统,其分为内筒和外筒,内筒与外筒完全隔绝,外筒两端分别与粉磨系统和过滤系统相连,内筒两端分别与燃烧系统和烟囱相连;燃烧系统在内筒里充分燃烧,并将燃烧产生的热量通过内筒传递给外筒,外筒里的菱镁矿受热分解获得轻烧MgO和CO2气体。本实用新型能满足各种粒径尺寸的菱镁矿制备轻烧MgO联产高纯CO2;二是通过间接加热的方式,使菱镁矿细粉料与燃料始处于分离状态,提高轻烧MgO产品品位的同时,回收高纯CO2气体,有效解决了轻烧MgO工业化生产过程中存在的资源浪费和环境污染问题。

Description

一种轻烧MgO联产高纯CO2的生产装置
技术领域
本实用新型涉及轻烧MgO联产高纯CO2的生产装置,具体涉及一种利用菱镁矿煅烧生产轻烧MgO并回收高纯CO2的生产装置。
背景技术
轻烧MgO是由菱镁矿(MgCO3)经过煅烧、粉磨而成。目前规模化生产轻烧MgO的工业窑炉有:立窑、沸腾窑、悬浮窑、回转窑等。
立窑生产轻烧MgO的菱镁矿石入窑粒度为10~30cm,均匀分层平铺在窑内,采用煤气发生器产生水煤气作为燃料,高温火焰自窑下部喷入窑内进行煅烧,物料与火焰直接接触,气固反应接触面积小,煅烧时间长,不适用于粉状小颗粒菱镁矿的煅烧生产。
沸腾窑适用于粒度小于1cm的菱镁矿做原料,采用水煤气或重油做燃料,原料经撒料口由上部进入窑内,在高温气流作用下,物料与火焰直接接触,菱镁矿受热分解成轻烧MgO被气流快速带出。这种窑炉只适用于煅烧小颗粒菱镁矿,不能煅烧细粉状菱镁矿,因为细粉状菱镁矿在下料过程中容易被高温气流当成已分解成的轻烧MgO带走,降低轻烧MgO质量品质。
悬浮窑适用于细粉状菱镁矿做原料,采用煤粉或重油做燃料,物料与火焰直接接触,气固反应接触面积大,煅烧时间短,能耗低,但设备复杂、且投资大,一般企业无力配置。
回转窑适用于煅烧1~3cm的瓜子片菱镁矿做原料,采用煤粉或水煤气做燃料,物料与火焰直接接触,燃料燃烧后的残留物落入回转窑内,与煅烧后的氧化镁一起从窑头卸出,易降低氧化镁的产品品质。
现有制备轻烧MgO的工业窑炉均采用燃料火焰与物料直接接触,靠燃料火焰的辐射热分解菱镁矿来煅烧制备轻烧MgO。如果采用煤粉做燃料,燃料燃烧后的残余物易污染轻烧MgO,降低轻烧MgO的产品品质;如果采用重油或天然气做燃料,燃料成本明显偏高,制备的轻烧MgO缺乏市场竞争力,使生产企业难以持续运行。
为降低燃料成本,并限制煤粉燃烧后的残余物污染轻烧MgO的产品品质,目前很多企业采用煤气发生装置先将煤粉转换成水煤气,然后用水煤气做燃料煅烧菱镁矿制备轻烧MgO。虽然这种方法避免了煤粉直接做燃料时的燃烧残留物对轻烧MgO产品品质的影响,但在煤粉制备水煤气的过程中需要压力容器进行压力转换,一方面存在较大的安全隐患,另一方面降低了煤粉的燃烧效率,导致能耗增加。无论采用何种物质做燃料,燃料燃烧过程中会产生SO2、NOx等有害气体,在火焰与物料直接接触的煅烧方式下,与菱镁矿分解过程中产生的大量CO2气体混杂在一起,由窑尾以高温烟气的形式排出。由于这种烟气中含有部分SO2、NOx,导致CO2气体无法有效利用,只能直接外排进入大气。这些CO2大量地排放于空气中,不仅造成了极大地浪费,加剧了温室效应,也给环境带来了污染。
实用新型内容
针对目前轻烧氧化镁存在能量浪费的问题以及过量碳排放的问题,本实用新型提供一种新的工业化生产轻烧MgO并联产高纯CO2的生产装置,该系统以细粉状菱镁矿为原料,以回转窑为煅烧设备,以煤粉为燃料,采用间接加热的方式,将菱镁矿分解为轻烧MgO和CO2气体,烧好的轻烧MgO从窑头卸出,经收尘器过滤除尘后高纯CO2气体由窑尾回收。
本实用新型所述的轻烧MgO联产高纯CO2的生产装置中,具有粉磨系统、燃烧系统、过滤系统、冷却系统;还具有双筒回转窑煅烧系统,其分为内筒和外筒,内筒与外筒完全隔绝,外筒两端分别与粉磨系统和过滤系统相连,内筒两端分别与燃烧系统和烟囱相连;燃烧系统在内筒里充分燃烧,并将燃烧产生的热量通过内筒传递给外筒,外筒里的菱镁矿受热分解获得轻烧MgO和CO2气体。
外筒两端分别与粉磨系统和过滤系统相连,内筒两端分别与燃烧系统和烟囱相连。
所述回转窑外筒由耐热钢管构成,头尾两端设有支托,在传动机构作用下可缓慢旋转;所述回转窑内筒由耐热陶瓷管构成,安装在回转窑外筒内,与外筒轴心线平行布置。
作为优选,双筒回转窑的倾斜角度为3.5°。
本实用新型所述轻烧MgO联产高纯CO2的生产装置,包括依次相连的粉磨系统、煅烧系统、燃烧系统、过滤系统、冷却系统。其中,所述粉磨系统为立式磨机,以尾部高头部低的方式倾斜布置。
所述燃烧系统由煤粉制备设备、煤粉燃烧器和助燃风机组成,与回转窑内筒头部相连。
所述过滤系统由净化收尘器和水洗塔组成,与回转窑外筒尾部相连;所述冷却系统为单筒冷却机。
本实用新型的工艺流程:以不同颗粒大小的菱镁矿为原料,通过立式磨机将菱镁矿原矿粉磨成细度为200目的菱镁矿生粉,将粉磨后的菱镁矿生粉从窑尾喂入回转窑外筒,菱镁矿生粉在回转窑外筒内随外筒的转动逐渐从窑尾向窑头运动,菱镁矿生粉吸收由内筒传递来的热量,逐渐分解成轻烧MgO细粉和CO2气体,回转窑内筒传递的热量由燃烧系统提供,采用煤粉制备设备将燃煤粉磨成细度为0.08mm筛筛余10%以内的煤粉,通过燃烧器将煤粉从窑头喷入回转窑内筒,在助燃风机的作用下,使煤粉在回转窑内筒里充分燃烧,燃烧热量通过回转窑内筒传递给回转窑外筒,用以煅烧回转窑外筒里的菱镁矿生粉,燃烧后的高温烟气与内筒充分热交换后由窑尾烟囱排出;菱镁矿生粉受热分解产生轻烧MgO粉体和CO2气体,其中轻烧MgO粉体由回转窑外筒头部排出,进入冷却系统,经单筒冷却机冷却后即得到轻烧MgO粉体产品;CO2气体由回转窑外筒尾部排出,回转窑外筒尾部与过滤系统相连,窑尾排出的CO2气体先经净化收尘器除尘后,再由水洗塔洗涤过滤后即得到高纯CO2气体。
轻烧MgO细粉从外筒的头部卸出,收集后即得轻烧MgO成品,CO2气体从外筒尾部逸出,经净化除尘后即得高纯CO2气体;
作为优选,菱镁矿原矿可选用采矿破碎过程中产生的细粉状菱镁矿。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果为:⑴、对菱镁矿原料的颗粒大小没有要求,用本系统粉磨设备粉磨成细粉后,均能在回转窑外筒内煅烧分解,有效解决了菱镁矿矿源颗粒分级问题,可使堆放于菱镁矿堆场周围的大量菱镁矿粉料得到充分利用;⑵采用煤粉做燃料,以间接加热的方式实现菱镁矿的煅烧分解,菱镁矿细粉料与燃料始处于分离状态,在提高煤粉热效率大同时,有效避免了煤粉燃烧残余物对轻烧MgO产品品质的影响,煅烧出的轻烧MgO产品纯度高;⑶、菱镁矿细粉料在回转窑外筒内煅烧分解,产生的CO2气体不与煤粉燃烧产生的SO2、NOx等有害气体混杂,只需要收尘净化后即可得到高纯的CO2气体,无需复杂的脱硫脱氮设备,有效节约了联产高纯CO2气体的经济成本;⑷、本系统设备工艺简单、造价低,操作维护方便,在生产高纯轻烧MgO的同时,联产高纯的CO2气体,有效解决了轻烧MgO工业化生产过程中存在的资源浪费和环境污染问题,为轻烧MgO的绿色化生产提供参考。
附图说明
图1所示为本实用新型的工艺流程图。
图2所示为本实用新型的回转窑及相关设备示意图。
图中:1、立式磨机;2、双筒回转窑,201、双筒回转窑外筒尾部,202、双筒回转窑外筒头部,211、双筒回转窑内筒尾部,212、双筒回转窑内筒头部;301、煤粉制备设备,302、煤粉燃烧器,303、助燃风机;401、净化收尘器,402、水洗塔;5、单筒冷却机;6、烟囱。
具体实施方式
为使本实用新型的内容更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。
实施例1
一种轻烧MgO联产高纯CO2的生产装置,包括粉磨系统、煅烧系统、燃烧系统、过滤系统和冷却系统,粉磨系统与煅烧系统外筒尾部相连,燃烧系统与煅烧系统内筒头部相连,过滤系统与煅烧系统外筒尾部相连,冷却系统与煅烧系统外筒头部相连。
本实施例的所述煅烧系统为双筒回转窑,以尾部高头部低的方式倾斜布置,作为优选,双筒回转窑的倾斜角度为3.5°,外筒尾部(201)与粉磨系统和过滤系统相连,外筒头部(202)与冷却系统相连,内筒尾部(211)与烟囱相连,内筒头部(212)与燃烧系统相连⑶。所述回转窑外筒由耐热钢管构成,头尾两端设有支托,在传动机构作用下可缓慢旋转;所述回转窑内筒由耐热陶瓷管构成,安装在回转窑外筒内,与外筒轴心线平行布置。
本实施例的所述粉磨系统为立式磨机。
本实施例的所述燃烧系统由煤粉制备设备(301)、煤粉燃烧器(302)和助燃风机(303)组成,与回转窑内筒头部(212)相连。
本实施例的所述过滤系统由净化收尘器(401)和水洗塔(402)组成,与回转窑外筒尾部(201)相连。
本实施例的所述冷却系统为单筒冷却机。
实施例2
本实施例为实施例所述的生产装置制备轻烧MgO并联产高纯CO2气体的方法,具体如下:
将不同颗粒大小的菱镁矿通过立式磨机粉磨,粉磨后将菱镁矿原矿制成细度为200目的菱镁矿生粉,然后将菱镁矿生粉从窑尾喂入双筒回转窑外筒,菱镁矿生粉在回转窑外筒内随外筒的转动逐渐从窑尾向窑头运动,运动过程中菱镁矿生粉吸收由内筒传递来的热量,逐渐分解成轻烧MgO细粉和CO2气体,菱镁矿生粉受热分解产生轻烧MgO粉体和CO2气体,其中轻烧MgO粉体由回转窑外筒头部排出,进入冷却系统,经单筒冷却机冷却后即得到轻烧MgO粉体产品;CO2气体由回转窑外筒尾部排出,回转窑外筒尾部与过滤系统相连,窑尾排出的CO2气体先经净化收尘器除尘后,再由水洗塔洗涤过滤后即得到高纯CO2气体。双筒回转窑煅烧分解菱镁矿所用的热量由燃烧系统提供,采用煤粉制备设备将燃煤粉磨成细度为0.08mm筛筛余10%以内的煤粉,通过燃烧器将煤粉从窑头喷入回转窑内筒,在助燃风机的作用下,使煤粉在回转窑内筒里充分燃烧,燃烧热量通过回转窑内筒传递给回转窑外筒,用以煅烧回转窑外筒里的菱镁矿生粉,燃烧后的高温烟气与内筒充分热交换后由窑尾烟囱排出。
本实用新型中所述具体实施案例仅为本实用新型的较佳实施案例而已,并非用来限定本实用新型的实施范围。即凡依本实用新型申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰,都应作为本实用新型的技术范畴。

Claims (4)

1.一种轻烧MgO联产高纯CO2的生产装置,具有粉磨系统、燃烧系统、过滤系统、冷却系统;其特征在于,还具有双筒回转窑煅烧系统,其分为内筒和外筒,内筒与外筒完全隔绝,外筒两端分别与粉磨系统和过滤系统相连,内筒两端分别与燃烧系统和烟囱相连;燃烧系统在内筒里充分燃烧,并将燃烧产生的热量通过内筒传递给外筒,外筒里的菱镁矿受热分解获得轻烧MgO和CO2气体。
2.根据权利要求1所述的轻烧MgO联产高纯CO2的生产装置,其特征在于,所述回转窑外筒由耐热钢管构成,头尾两端设有支托,在传动机构作用下可缓慢旋转;所述回转窑内筒由耐热陶瓷管构成,安装在回转窑外筒内,与外筒轴心线平行布置。
3.根据权利要求1或2所述的轻烧MgO联产高纯CO2的生产装置,其特征在于,双筒回转窑的倾斜角度为3.5°。
4.根据权利要求1或2所述的轻烧MgO联产高纯CO2的生产装置,其特征在于,包括依次相连的粉磨系统、煅烧系统、燃烧系统、过滤系统、冷却系统;其中,所述粉磨系统为立式磨机,以尾部高头部低的方式倾斜布置;
所述燃烧系统由煤粉制备设备、煤粉燃烧器和助燃风机组成,与回转窑内筒头部相连;
所述过滤系统由净化收尘器和水洗塔组成,与回转窑外筒尾部相连;所述冷却系统为单筒冷却机。
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CN110470131A (zh) * 2019-06-26 2019-11-19 贾中瑞 一种套筒隔炎焙烧窑

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