CN212640307U

CN212640307U - 一种兼具轻烧氧化镁制备和二氧化碳收集的装置

Info

Publication number: CN212640307U
Application number: CN202021746184.3U
Authority: CN
Inventors: 董辉; 王德喜; 张继宇; 赵亮
Original assignee: Liaoning Shengshi Resources And Environment Technology Co ltd
Current assignee: Liaoning Northeast University Powder Project Technology Co ltd
Priority date: 2020-08-20
Filing date: 2020-08-20
Publication date: 2021-03-02
Anticipated expiration: 2030-08-20

Abstract

本实用新型涉及轻烧氧化镁生产，特别涉及一种兼具轻烧氧化镁制备和CO₂收集的装置。该装置的上料机与闪蒸干燥器连接，闪蒸干燥器分别通过管道与多级预热旋风装置、布袋除尘器连通，多级预热旋风装置依次连接射流脉冲式气流床煅烧炉、多级回收旋风装置；多级回收旋风装置的气路与多级预热旋风装置连通，多级回收旋风装置的料路与过度料仓连接，过度料仓与气料混合室连接，布袋除尘器与除湿装置连接，二氧化碳气体通过三流体换热器进入蓄热式热风炉，三流体换热器与蓄热式热风炉连通，并经过调温室与射流脉冲式气流床煅烧炉连接。本实用新型将理地利用生成的CO₂气体和燃烧烟气的余热，为预热和干燥装置以及CO₂气体和助燃空气提供热量，大大降低了能耗。

Description

一种兼具轻烧氧化镁制备和二氧化碳收集的装置

技术领域

本实用新型涉及轻烧氧化镁生产工艺领域，特别涉及一种兼具轻烧氧化镁制备和CO₂收集的装置。

背景技术

菱镁矿是我国的重要战略资源。我国菱镁矿资源储量丰富，位居世界第二位。并且具有储量密集，大型矿床多，埋藏较浅，易于露天开采，品位高，工业利用价值高等诸多优点。总的来说，菱镁矿在我国各行各业的生产中发挥了极大的作用。

我国目前主要采用菱镁矿煅烧法来生产氧化镁。轻烧氧化镁是菱镁矿在700～1000℃下煅烧形成的氧化镁，传统的煅烧的方式是采用燃料燃烧产生的烟气来煅烧菱镁矿。在生产的过程中会生产大量的燃烧烟气，并且菱镁矿分解的同时也会产生CO₂，如何将这些烟气合理的处理是轻烧氧化镁生产工艺中的关键所在。

实用新型内容

实用新型目的：

本实用新型旨在提出一种兼具轻烧氧化镁制备和CO₂收集的装置及系统，以解决现有技术中存在的CO₂收集和余热充分利用问题。

技术方案：

一种兼具轻烧氧化镁制备和二氧化碳收集的装置，上料机与闪蒸干燥器连接，闪蒸干燥器分别通过管道与多级预热旋风装置、布袋除尘器依次连通，多级预热旋风装置依次连接射流脉冲式气流床煅烧炉、多级回收旋风装置；多级回收旋风装置的气路与多级预热旋风装置连通，多级回收旋风装置的料路与过度料仓连接，过度料仓与气料混合室连接，布袋除尘器与除湿装置连接，通过风机及第一流量调节阀门将二氧化碳气体送入三流体换热器的进气口，三流体换热器的出气口与蓄热式热风炉连通，蓄热式热风炉的出热气出口经过调温室与射流脉冲式气流床煅烧炉连接。

进一步的，多级预热旋风装置的气路管道依次经过三级预热旋风装置、二级预热旋风装置、闪蒸干燥器、一级预热旋风装置；多级预热装置内的料路管道依次经过一级预热旋风装置、二级预热旋风装置、三级预热旋风装置。

进一步的，闪蒸干燥器的气料管道与多级预热旋风装置的一级预热旋风装置、二级预热旋风装置、三级预热旋风装置依次连接；三级预热旋风装置的第三物料管道与射流脉冲式气流床煅烧炉的入料口连接；多级预热旋风装置内的气路依次经过三级预热旋风装置、二级预热旋风装置、闪蒸干燥器回到一级预热旋风装置；一级预热旋风装置的第一出气管道与布袋除尘器、除湿装置依次连接；布袋除尘器的粉料出口与一级预热旋风装置的入料口连通。

进一步的，多级回收旋风装置内的气体管道依次经过一级回收旋风装置、二级回收旋风装置、三级回收旋风装置，多级回收装置内的料路管道分别与过渡料仓连接。

进一步的，一级回收旋风装置的气固混合进料口与射流脉冲式气流床煅烧炉的混合出口连通，多级回收旋风装置内的气体管道依次经过一级回收旋风装置，二级回收旋风装置，三级回收旋风装置，三级回收旋风装置与三级预热旋风装置连接；一级回收旋风装置的第一氧化镁出料口、二级回收旋风装置的第二氧化镁出料口、三级回收旋风装置的第三氧化镁出料口与过渡料仓连接。

进一步的，蓄热式热风炉由三个顶燃式蓄热式热风炉组成，顶燃式蓄热式热风炉分别连接有天然气和空气，顶燃式蓄热式热风炉侧面设有出烟管道；用于自热分解的二氧化碳气体经加热进气管道分别连接设有第四流量调节阀门的调温室和设有第五流量调节阀门的三流体换热器，三流体换热器的出气口连接蓄热式热风炉，蓄热式热风炉的热气出口与调温室经第三流量调节阀门连接。

进一步的，气料混合室的空气经第二风机进入，气料混合室与过渡料仓连接，空气经气料混合室进入风冷布袋，风冷布袋的下料口连接储料罐，风冷布袋的空气口经第五流量调节阀门分别与烟囱和设有第七流量调节阀门的三流体换热器连接。

进一步的，射流脉冲式气流床煅烧炉所采用的炉型为U型；炉体设有入料口、入气口、混合出口，入料口和入气口的一侧为射流脉冲式气流床煅烧炉的主炉，混合出口的一侧为射流脉冲式气流床煅烧炉的副炉，主炉和副炉在下方形成连通，主炉上的主炉射流段采用仿哑铃的结构；主炉射流段的下方为主炉脉冲段，在主炉射流段上的喉口处有两个相对设置的入料口，入气口设置在主炉的顶部，混合出口设置在副炉的上方。

进一步的，主炉的炉径与副炉的炉径的比例范围为1.4～1.6，主炉射流段的喉口处与主炉正常炉径的比例范围为0.4～0.5，入料口相对于主炉垂直方向的倾斜角度为30～35°。

优点及效果：

本实用新型具有以下优点和有益效果：

合理地利用生成的CO₂气体的余热，为预热和干燥装置以及CO₂气体提供热量，大大降低了能耗；利用了煅烧菱镁矿过程中生成的CO₂，通过CO₂自循环热解制备轻烧氧化镁，既使生产流程合理运行，又减少了CO₂的排放，并且可将不断产生的CO₂富集起来用于其它的工业用途，实现了的CO₂的资源化利用，整个生产系统环保绿色，技术先进，生产效率高；利用燃料在蓄热式热风炉中燃烧后排出炉外的烟气的余热，为CO₂气体预热以及升高助燃空气和天然气燃料的温度，降低了蓄热式热风炉的热负荷以及增加助燃空气和燃料的物理显热，与未利用烟气余热的系统相比，可减少10％～15％的天然气燃料消耗。

采用射流脉冲式气流床煅烧炉煅烧菱镁矿矿粉，以提高煅烧质量和降低能耗。在进料部分采用射流脉冲送料方式，CO₂气体在主炉射流部分喉口处气速急剧升高，形成高速流体，此时动能增大，炉内压强减小，可将入料口的粉料吸入炉内，与传统的煅烧炉的入料方式相比，能耗降低40％；主炉的射流脉冲部分采用仿哑铃的结构，增强气流扰动，促进炉内气固之间“三传一反”的效果，加大反应速率，提高煅烧质量；采用U型的煅烧炉型，在煅烧炉的主炉中CO₂气体带动菱镁矿粉料顺流向下流动，当进入副炉时，气流和固料需向上流动流向混合出料口。此时，相对于主炉的炉径，将副炉的炉径缩小25％～40％使向上的气流速度升高，副炉相对于主炉可降低约1/3的高度，节约成本方便建设。

附图说明

图1是本实用新型一种兼具轻烧氧化镁制备和二氧化碳收集的装置示意图。

图2是本实用新型一种兼具轻烧氧化镁制备和二氧化碳收集的装置的射流脉冲式气流床煅烧炉的示意图。

图3是图2射流脉冲式气流床煅烧炉的入料入气侧主炉的左视图。

附图标记说明：

1-上料机、2-闪蒸干燥器、3-一级预热旋风装置、4-布袋除尘器、5-二级预热旋风装置、6-三级预热旋风装置、7-射流脉冲式气流床煅烧炉、701-入料口、702-入气口、703-混合出口、704-主炉射流段、705-主炉脉冲段、706-副炉、8-三级回收旋风装置、9-二级回收旋风装置、10一级回收旋风装置、11-过渡料仓、12-风机、13-除湿装置、14-蓄热式热风炉、15-调温室、16-第二风机、17-气料混合室、18-风冷布袋、19-储料罐、20-第一流量调节阀门、21-第二流量调节阀门、22-第三流量调节阀门、23-第四流量调节阀门、24-烟气处理装置、25-三流体换热器、26-换热器、27-第五流量调节阀门、28-第六流量调节阀门、29-第七流量调节阀门。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：

如图1所示，一种兼具轻烧氧化镁制备和二氧化碳收集的装置，上料机1与闪蒸干燥器2连接，闪蒸干燥器2分别通过管道与多级预热旋风装置、布袋除尘器4连通，多级预热旋风装置依次连接射流脉冲式气流床煅烧炉7、多级回收旋风装置；多级回收旋风装置的气路与多级预热旋风装置连通，多级回收旋风装置的料路与过度料仓11连接，过度料仓11与气料混合室17连接，布袋除尘器4与除湿装置13连接，通过风机12和第一流量调节阀门20与三流体换热器25的进气口、蓄热式热风炉14分别连接，三流体换热器25的出气口与蓄热式热风炉14连通，蓄热式热风炉14的热气出口经过调温室15与射流脉冲式气流床煅烧炉7连接。

本实用新型充分利用生成的CO₂气体和燃烧烟气的余热，为预热和干燥装置以及CO₂气体和助燃空气提供热量，大大降低了能耗；利用了煅烧菱镁矿过程中生成的CO₂，通过CO₂自循环热解制备轻烧氧化镁，既使生产流程合理运行，又减少了CO₂的排放，并且可将不断产生的CO₂富集起来用于其它的工业用途，实现了的CO₂的资源化利用，整个生产系统环保绿色，技术先进，生产效率高；利用燃料在蓄热式热风炉中燃烧后排出炉外的烟气的余热，为CO₂气体预热以及升高助燃空气的温度，减少了天然气燃料的消耗。

多级预热旋风装置的气路管道依次经过三级预热旋风装置6、二级预热旋风装置5、闪蒸干燥器2、一级预热旋风装置3；多级预热装置内的料路管道依次经过一级预热旋风装置3、二级预热旋风装置5、三级预热旋风装置6。

多级预热旋风装置将余热进行充分利用，通过三级预热旋风装置6、二级预热旋风装置5、一级预热旋风装置3对矿料进行充分的预热，同时利用二氧化碳余热，利用少量热量进行干燥，对温度不高的余热进行充分利用，节约能源。

闪蒸干燥器2的气料管道闪蒸干燥器2的气料管道与多级预热旋风装置的一级预热旋风装置3、二级预热旋风装置5、三级预热旋风装置6依次连接；具体的是闪蒸干燥器2的气料管道与多级预热旋风装置的一级预热旋风装置3的第一物料管道、二级预热旋风装置5的第二物料管道、三级预热旋风装置6的第三物料管道依次连通；三级预热旋风装置6的第三物料管道与射流脉冲式气流床煅烧炉7的入料口连接；多级预热旋风装置内的气路依次经过三级预热旋风装置6、二级预热旋风装置5、闪蒸干燥器2回到一级预热旋风装置3；具体的是多级预热旋风装置内的气路依次经过三级预热旋风装置6的第三出气管道、二级预热旋风装置5的第二出气管道、闪蒸干燥器2的气料管道回到一级预热旋风装置3；一级预热旋风装置3的第一出气管道与布袋除尘器4、除湿装置13依次连接；布袋除尘器4的粉料出口与一级预热旋风装置3的入料口连通。

多级回收旋风装置内的气体管道依次经过一级回收旋风装置10、二级回收旋风装置9、三级回收旋风装置8，多级回收装置内的料路管道分别与过渡料仓11连接。

多级回收旋风装置利用二氧化碳余热，将余热进行充分回收，同时通过多级回收旋风装置，避免轻烧后的氧化镁回流，造成二次煅烧，节约成本。

一级回收旋风装置10的气固混合进料口与射流脉冲式气流床煅烧炉7的混合出口连通，多级回收旋风装置内的气体管道依次经过一级回收旋风装置10的第四出气管道，二级回收旋风装置9的第五出气管道，三级回收旋风装置8的第六出气管道，三级回收旋风装置8的第六出气管道与三级预热旋风装置6连接；一级回收旋风装置10的第一氧化镁出料口、二级回收旋风装置9的第二氧化镁出料口、三级回收旋风装置8的第三氧化镁出料口与过渡料仓11连接。

蓄热式热风炉14的出烟管道与第六流量调节阀门28连接，第六流量调节阀门28与三流体换热器25的进烟口连接，三流体换热器25的出烟口通过换热器26与烟气处理装置24连接，烟气处理装置24与烟囱连通；天然气经过换热器26与烟气换热，再进入蓄热式热风炉14；在蓄热式热风炉14后设置调温室15，加热出气管的一端连通到调温室15，调温室15的出口与射流脉冲式气流床煅烧炉7的入气口连接。

蓄热式热风炉14由三个顶燃式蓄热式热风炉组成，顶燃式蓄热式热风炉分别连接有天然气和空气，顶燃式蓄热式热风炉侧面设有出烟管道；用于自热分解的二氧化碳气体经加热进气管道分别连接设有第四流量调节阀门23的调温室15和设有第五流量调节阀门27的三流体换热器25，三流体换热器25的出气口连接蓄热式热风炉14，蓄热式热风炉14的热气出口与调温室15经第三流量调节阀门23连接。

气料混合室17的空气经第二风机16进入，气料混合室17与过渡料仓11连接，空气经气料混合室17进入风冷布袋18，风冷布袋18的下料口连接储料罐19，风冷布袋18的空气口经第五流量调节阀门27分别与烟囱和设有第七流量调节阀门29的三流体换热器25连接。

如图2所示，射流脉冲式气流床煅烧炉7所采用的炉型为U型。炉体设有入料口701、入气口702、混合出口703，入料口701和入气口702的一侧为射流脉冲式气流床煅烧炉7的主炉704，混合出口703的一侧为射流脉冲式气流床煅烧炉7的副炉705，主炉704的正常炉径与副炉705的正常炉径的比例范围为1.4～1.6，主炉704和副炉705在下方形成连通，主炉704上的射流脉冲部分采用仿哑铃的结构，即两端粗中间的喉口处细；主炉704上的主炉射流段706的下方为主炉脉冲段707，主炉射流段706的喉口处与主炉704正常炉径的比例范围为0.4～0.5，主炉脉冲段707上收缩处与主炉704的正常炉径的比例范围为0.8～0.85，收缩处为主炉脉冲段707直径最细部分，在主炉704上的喉口处设置两个对置入料口701，喉口处为主炉射流段706中直径最细处，入料口701相对于主炉704垂直方向的倾斜角度为30～35°，入气口702设置在主炉704的最顶部，混合出口703设置在副炉705的上半部分。

入料口701和入气口702的布置如图2中的射流脉冲式气流床煅烧炉主炉的左视图所示，为防止炉内菱镁矿粉料颗粒浓度分布不均匀，在主炉704上的喉口处设置两个对置入料口。为保证炉内的气固充分混合以及气力输送，入料口701相对于主炉704垂直方向的倾斜角度为30～35°。入气口702设置在主炉的最顶部，在主炉704侧CO₂气体向下流动，当经过主炉射流部分的喉口处时，气速急剧升高，形成高速流体。根据伯努利定理，当动能增大时，炉内压强减小，可将入料口的粉料吸入炉内，与传统的煅烧炉的入料方式相比，能耗降低40％。射流脉冲式气流床煅烧炉7由主炉704和副炉705两部分组成，采用喉口处和缩口处收缩两侧逐渐扩大到主炉炉径。当气流带动粉料进入副炉705向上流动时，由于炉体射流脉冲部分的仿哑铃使得气流扰动加剧，气体与粉料充分混合接触，促进炉内气固之间“三传一反”(动量传递、热量传递、质量传递和化学反应过程)的效果，加大反应速率，提高煅烧质量。由于反应速率的加大，可使煅烧炉的整体炉体高度降低。当气-固两相流体进入副炉时，气流和固料需向上流动流向混合出料口。此时，相对于主炉的炉径，将副炉的炉径缩小25％～40％使向上的气流速度升高，副炉相对于主炉可降低约1/3的高度，节约成本方便建设。若以2019年12月20日公开的专利CN110590191A中所采用的动态旋流煅烧炉煅烧菱镁矿生产轻烧氧化镁，所计算出的最大炉窑热分解强度为440kg/(m³ _.h)，通过图2所示的射流脉冲式气流床煅烧炉煅烧菱镁矿生产轻烧氧化镁，可使炉窑热分解强度提升约30％～40％。

采用射流脉冲式气流床煅烧炉煅烧菱镁矿矿粉，以提高煅烧质量和降低能耗。在进料部分采用射流脉冲送料方式，CO₂气体在主炉射流部分喉口处气速急剧升高，形成高速流体，此时动能增大，炉内压强减小，可将入料口的粉料吸入炉内，与传统的煅烧炉的入料方式相比，能耗降低40％；主炉的射流脉冲部分采用仿哑铃的结构，增强气流扰动，促进炉内气固之间“三传一反”的效果，加大反应速率，提高煅烧质量；采用U型的煅烧炉型，在煅烧炉的主炉中CO₂气体带动菱镁矿粉料顺流向下流动，当进入副炉时，气流和固料需向上流动流向混合出料口。此时，相对于主炉的炉径，将副炉的炉径缩小25％～40％使向上的气流速度升高，副炉相对于主炉可降低约1/3的高度，节约成本方便建设。合理地利用生成的CO₂气体，为预热和干燥装置以及低温CO₂气体加热提供热量，大大降低了能耗。利用了煅烧菱镁矿过程中生成的CO₂，通过CO₂自循环热解制备轻烧氧化镁，既使生产流程合理运行，又减少了CO₂的排放，并且可将不断产生的CO₂富集起来用于其它的工业用途，实现了的CO₂的资源化利用，整个生产系统环保绿色，技术先进，生产效率高。利用燃料在蓄热式热风炉中燃烧后排出炉外的烟气的余热，为CO₂气体预热以及升高助燃空气和天然气燃料的温度，降低了蓄热式热风炉的热负荷以及增加助燃空气和燃料的物理显热，与未利用烟气余热的系统相比，可减少10％～15％的天然气燃料消耗。

实施例1

如图1随时，通过上料机1向闪蒸干燥器2中每小时投入1.12t的经浮选后的菱镁矿湿料，菱镁矿温度为20℃，干燥后的菱镁矿为投料量1t/h。将干燥后的菱镁矿粉料依次通入一级预热旋风装置3、二级预热旋风装置5、三级预热旋风装置6进行预热，经一级预热旋风装置3后将菱镁矿粉料温度预热至150℃、经二级预热旋风装置5后将菱镁矿粉料温度预热至420℃、经三级预热旋风装置6后将菱镁矿粉料温度预热至550℃，菱镁矿热解的温度为400-500℃，菱镁矿通过预热装置预热时，已分解菱镁矿投入量的30％，其余70％由射流脉冲式气流床煅烧炉分解。

将550℃的菱镁矿粉料送入射流脉冲式气流床煅烧炉7中以高温的CO₂气体进行煅烧，炉内的温度区间为约为1200～700℃，煅烧产物为轻烧氧化镁和CO₂气体，煅烧后产物的温度约为730℃，炉内的温度区间为约为1200～700℃。煅烧产物依次通入一级回收旋风装置10、二级回收旋风装置9以及三级回收旋风装置8进行气固分离，经三级回收旋风装置8分离后的670℃的CO₂气体依次流回至多级旋风预热装置和闪蒸干燥器2，为预热和干燥提供热量，CO₂气体的余热利用之后，流出闪蒸干燥器2的CO₂气体为190℃。由于CO₂气体在为菱镁矿粉料预热和干燥的过程中，会使气体掺入部分粉料，所以流出干燥器2的CO₂气体需经过布袋除尘器4来除去掺杂的粉料。由于用CO₂气体在干燥湿料的过程中使CO₂气体中掺入水蒸气，所以从布袋除尘器4出来的CO₂气体需进入除湿装置13进行低温除湿，除湿后CO₂气体温度为90℃，取少部分的CO₂气体用于为经蓄热式热风炉加热的CO₂气体调温，通过第四流量调节阀门23调节气体的流量。将剩余的CO₂气体由风机12加压后通入到三流体换热器25中进行预热，通过第五流量调节阀门27调节气体的流量，以蓄热式热风炉燃料燃烧排出的烟气作为高温热源，可将CO₂气体温度预热至150℃左右，把预热后的CO₂气体通入至蓄热式热风炉15中加热。经三流体换热器换热后的燃料燃烧烟气温度为100～150℃，将此烟气通入换热器26中作为高温介质，与通入换热器26的天然气燃料换热，使天然气燃料温度升高至60～80℃，换热后的燃料燃烧烟气由烟囱排出。

由旋风回收装置分离出的轻烧氧化镁产品进入到过渡料仓11中。之后通入气料混合室17中与由第二风机16通入的室外低温空气混合换热，降低产品温度，气固混合物由风冷布袋18进行气固分离，分离出的固料进入到储料罐19中收集，通过计算得出蓄热式热风炉中燃料燃烧所需的助燃空气的量，取一部分用于冷却轻烧氧化镁产品的空气作为燃料燃烧的助燃空气，通过第七流量调节阀门控制气体的流量，剩余部分的空气由烟囱排至室外。在助燃空气通入蓄热式热风炉之前，先经三流体换热器25与烟气换热，使助燃空气的温度升温至150℃左右。

在蓄热式热风炉14前设置了第一流量调节阀门20和第二流量调节阀门22，由于随着生产的不断进行，产生的CO₂气体越来越多，浓度也逐渐提高，除用于自循环热解的部分外，其余的CO₂气体可进行二氧化碳资源化利用，通过流量调节阀门20和流量调节阀门21来调节用于自热和进行二氧化碳资源化利用的CO₂气体流量。

蓄热式热风炉以天然气为燃料，以格子砖作为热量的载体加热CO₂气体至满足煅烧轻烧氧化镁的温度。CO₂气体进入蓄热式热风炉14的温度为150℃左右，经加热后温度升温至1250℃后，从热风炉流出。之后进入到调温室15，用于调节CO₂气体流入射流脉冲式气流床煅烧炉的温度，经调节后进入射流脉冲式气流床煅烧炉的温度为1200℃。CO₂气体既为煅烧过程提供使菱镁矿热解所需的热量，又使菱镁矿粉体在煅烧炉中流态化煅烧。整个轻烧氧化镁系统的产品产量为476kg/h，同时产生CO₂气体265Nm³/h。

生产的轻烧氧化镁无过烧、无欠烧现象，产品中氧化镁含量不小于96％；二氧化硅含量不大于0.5％；氧化钙含量不大于1.0％；灼减量为1～2％；通过柠檬酸法测得轻烧氧化镁活性为30～80s；由以上数据可以证明生产的轻烧氧化镁产品满足国家标准的要求。通过多级回收装置使整个系统的产品回收率≥99.9％；进行二氧化碳资源化利用的CO₂气体纯度可达到99％以上，满足于工业用途；CO₂气体排放量相较于传统的直接燃烧的轻烧氧化镁生产系统相比减少了75％左右。

兼具轻烧氧化镁制备和CO₂收集的装置具有如下特点：

1.采用射流脉冲式气流床煅烧炉煅烧菱镁矿矿粉，以提高煅烧质量和降低能耗。在进料部分采用射流脉冲送料方式，CO₂气体在主炉射流部分喉口处气速急剧升高，形成高速流体，此时动能增大，炉内压强减小，可将入料口的粉料吸入炉内，与传统的煅烧炉的入料方式相比，能耗降低40％；主炉的射流脉冲部分采用仿哑铃的结构，增强气流扰动，促进炉内气固之间“三传一反”的效果，加大反应速率，提高煅烧质量；采用U型的煅烧炉型，在煅烧炉的主炉中CO₂气体带动菱镁矿粉料顺流向下流动，当进入副炉时，气流和固料需向上流动流向混合出料口。此时，相对于主炉的炉径，将副炉的炉径缩小25％～40％使向上的气流速度升高，副炉相对于主炉可降低约1/3的高度，节约成本方便建设。

2.合理地利用生成的CO₂气体，为预热和干燥装置以及低温CO₂气体加热提供热量，大大降低了能耗；

3.利用了煅烧菱镁矿过程中生成的CO₂，通过CO₂自循环热解制备轻烧氧化镁，既使生产流程合理运行，又减少了CO₂的排放，并且可将不断产生的CO₂富集起来用于其它的工业用途，实现了的CO₂的资源化利用，整个生产系统环保绿色，技术先进，生产效率高；

4.利用燃料在蓄热式热风炉中燃烧后排出炉外的烟气的余热，为CO₂气体预热以及升高助燃空气和天然气燃料的温度，降低了蓄热式热风炉的热负荷以及增加助燃空气和燃料的物理显热，与未利用烟气余热的系统相比，可减少10％～15％的天然气燃料消耗。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims

1.一种兼具轻烧氧化镁制备和二氧化碳收集的装置，其特征在于：上料机（1）与闪蒸干燥器（2）连接，闪蒸干燥器（2）分别通过管道与多级预热旋风装置、布袋除尘器（4）依次连通，多级预热旋风装置依次连接射流脉冲式气流床煅烧炉（7）、多级回收旋风装置；多级回收旋风装置的气路与多级预热旋风装置连通，多级回收旋风装置的料路与过渡料仓（11）连接，过渡料仓（11）与气料混合室（17）连接，布袋除尘器（4）与除湿装置（13）连接，通过风机（12）及第一流量调节阀门（20）将二氧化碳气体送入三流体换热器（25）的进气口，三流体换热器（25）的出气口与蓄热式热风炉（14）连通，蓄热式热风炉（14）的出热气出口经过调温室（15）与射流脉冲式气流床煅烧炉（7）连接。

2.根据权利要求1所述的一种兼具轻烧氧化镁制备和二氧化碳收集的装置，其特征在于：多级预热旋风装置的气路管道依次经过三级预热旋风装置（6）、二级预热旋风装置（5）、闪蒸干燥器（2）、一级预热旋风装置（3）；多级预热装置内的料路管道依次经过一级预热旋风装置（3）、二级预热旋风装置（5）、三级预热旋风装置（6）。

3.根据权利要求2所述的一种兼具轻烧氧化镁制备和二氧化碳收集的装置，其特征在于：闪蒸干燥器（2）的气料管道与多级预热旋风装置的一级预热旋风装置（3）、二级预热旋风装置（5）、三级预热旋风装置（6）依次连接；三级预热旋风装置（6）的第三物料管道与射流脉冲式气流床煅烧炉（7）的入料口连接；多级预热旋风装置内的气路依次经过三级预热旋风装置（6）、二级预热旋风装置（5）、闪蒸干燥器（2）回到一级预热旋风装置（3）；一级预热旋风装置（3）的第一出气管道与布袋除尘器（4）、除湿装置（13）依次连接；布袋除尘器（4）的粉料出口与一级预热旋风装置（3）的入料口连通。

4.根据权利要求1所述的一种兼具轻烧氧化镁制备和二氧化碳收集的装置，其特征在于：多级回收旋风装置内的气体管道依次经过一级回收旋风装置（10）、二级回收旋风装置（9）、三级回收旋风装置（8），多级回收装置内的料路管道分别与过渡料仓（11）连接。

5.根据权利要求4所述的一种兼具轻烧氧化镁制备和二氧化碳收集的装置，其特征在于：一级回收旋风装置（10）的气固混合进料口与射流脉冲式气流床煅烧炉（7）的混合出口连通，多级回收旋风装置内的气体管道依次经过一级回收旋风装置（10），二级回收旋风装置（9），三级回收旋风装置（8），三级回收旋风装置（8）与三级预热旋风装置（6）连接；一级回收旋风装置（10）的第一氧化镁出料口、二级回收旋风装置（9）的第二氧化镁出料口、三级回收旋风装置（8）的第三氧化镁出料口与过渡料仓（11）连接。

6.根据权利要求1所述的一种兼具轻烧氧化镁制备和二氧化碳收集的装置，其特征在于：蓄热式热风炉（14）的出烟管道与第六流量调节阀门（28）连接，第六流量调节阀门（28）与三流体换热器（25）的进烟口连接，三流体换热器（25）的出烟口通过换热器（26）与烟气处理装置（24）连接，烟气处理装置（24）与烟囱连通；天然气经过换热器（26）与烟气换热，再进入蓄热式热风炉（14）；在蓄热式热风炉（14）后设置调温室（15），加热出气管的一端连通到调温室（15），调温室（15）的出口与射流脉冲式气流床煅烧炉（7）的入气口连接。

7.根据权利要求6所述的一种兼具轻烧氧化镁制备和二氧化碳收集的装置，其特征在于：蓄热式热风炉（14）由三个顶燃式蓄热式热风炉组成，顶燃式蓄热式热风炉分别连接有天然气和空气，顶燃式蓄热式热风炉侧面设有出烟管道；用于自热分解的二氧化碳气体经加热进气管道分别连接设有第四流量调节阀门（23）的调温室（15）和设有第五流量调节阀门（27）的三流体换热器（25），三流体换热器（25）的出气口连接蓄热式热风炉（14），蓄热式热风炉（14）的热气出口与调温室（15）经第三流量调节阀门（22）连接。

8.根据权利要求1所述的一种兼具轻烧氧化镁制备和二氧化碳收集的装置，其特征在于：气料混合室（17）的空气经第二风机（16）进入，气料混合室（17）与过渡料仓（11）连接，空气经气料混合室（17）进入风冷布袋（18），风冷布袋（18）的下料口连接储料罐（19），风冷布袋（18）的空气口经第五流量调节阀门（27）分别与烟囱和设有第七流量调节阀门（29）的三流体换热器（25）连接。

9.根据权利要求1所述的一种兼具轻烧氧化镁制备和二氧化碳收集的装置，其特征在于：射流脉冲式气流床煅烧炉（7）所采用的炉型为U型；炉体设有入料口（701）、入气口（702）、混合出口（703），入料口（701）和入气口（702）的一侧为射流脉冲式气流床煅烧炉（7）的主炉（704），混合出口（703）的一侧为射流脉冲式气流床煅烧炉（7）的副炉（705），主炉（704）和副炉（705）在下方形成连通，主炉（704）上的主炉射流段（706）采用仿哑铃的结构；主炉射流段（706）的下方为主炉脉冲段（707），主炉射流段（706）上的喉口处有两个相对设置的入料口（701），入气口（702）设置在主炉（704）的顶部，混合出口（703）设置在副炉（705）的上方。

10.根据权利要求9所述的一种兼具轻烧氧化镁制备和二氧化碳收集的装置，其特征在于：主炉（704）的炉径与副炉（705）的炉径的比例范围为1.4~1.6，主炉射流段（706）的喉口处与主炉（704）正常炉径的比例范围为0.4~0.5，入料口（701）相对于主炉（704）垂直方向的倾斜角度为30~35°。