CN85106397A - 菱镁矿气体悬浮轻烧工艺方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明是一种由三级旋风预热、煅烧、旋风分离、一级旋风冷却工序组成的菱镁矿气体悬浮轻烧的工艺方法及其装置，物料颗粒在系统中平均停留时间为120～300秒；其煅烧器采用一级带预燃室的喷腾分解炉，预燃室设在喷腾分解炉的正下方。采用本发明，可降低系统总压降和热耗，提高热效率，投资少，产量高，产品质量均匀，活性高，残碳量低。

Description

本发明为碳酸盐原料气体悬浮轻烧工艺方法及其装置，特别适用于菱镁矿粉料的热处理。

菱镁矿是用来制造碱性耐火材料的一种主要原料，菱镁矿轻烧的目的是使矿石“热活化”，使碳酸盐分解完全。传统的菱镁矿生产是用竖

和回转

煅烧，这两种煅烧系统不适于极细矿石的煅烧，目前，较适合于粉矿煅烧的有流化床轻烧与气体悬浮煅烧两种系统。流化床轻烧（《山东掖县镁矿浮选精矿流化床轻烧》技术鉴定材料汇编，冶金部马鞍山矿山研究院，1983年12月）是由干燥、旋风换热、轻烧、冷却工序组成的镁矿轻烧工艺方法，流化床轻烧系统的主要设备包括流化床干燥炉、轻烧炉各一座，五台旋风收尘器。干燥炉和轻烧炉均为直立园筒型，其内有气体分布板。采用流化床轻烧方法可获得二氧化碳残量较低的轻烧矿，生产每吨轻烧矿的热耗较竖 煅烧有所降低，但其系统总压降较大，产品活性较差，其主要原因是矿粉在系统内特别是在反应区停留时间过长。气体悬浮煅烧（丹麦：Bent Maersk “工业矿物的气体悬浮煅烧”，《国外耐火材料》1984年5期P49-52，6期P44-51，冶金工业部《国外耐火材料》编辑部，辽宁省鞍山市市府广场119号）是由三级旋风预热、煅烧、旋风分离、三级旋风冷却工序组成的工业矿物特别是碳酸盐原料煅烧的工艺方法，其主要设备包括三台旋风预热器、一台煅烧器、一台旋风分离器及三台旋风冷却器。煅烧器是一座立式反应器，从冷却器来的预热空气和从预热旋风器来的预热物料进入其底部，固体、液体或气体燃料直接从预热物料进口的下部加入，在煅烧器底部的物料直接与燃料混合，同时发生均匀的燃烧与煅烧，随着排出的气体，煅烧物料被带出反应器，在旋风冷却系统内，利用新加入的空气进行分离与冷却。采用气体悬浮煅烧方法，由于气体悬浮中的传热性能良好，故系统耗热量较前者又有所降低，气体悬浮系统煅烧后的产品特点为轻烧、烧得均匀且活性变高，产品的残余二氧化碳量又进一步降低，但其采用三级旋风冷却工序在设计偏于保守，使物料在系统中停留时间延长，使设备体积和造价增加。

鉴于上述已有技术存在的问题，本发明的任务是改进气体悬浮煅烧工艺及其装置，使物料在系统中有适宜的停留时间，进一步提高系统热效率，减少流体阻力损失，提高产量，减少投资费用，获得质量均匀、活性高、纯度好的产品。

本发明是一种由三级旋风预热、煅烧、旋风分离、一级旋风冷却工序组成的菱镁矿气体悬浮轻烧系统的工艺方法，物料颗粒在系统中平均停留时间为120-300秒，从煅烧器出来的废气，经过三级旋风预热器后，系统出口的废气温度为150-400℃，轻烧后的产品经一级旋风冷却后，温度可降到150℃，同时加热了预燃空气，以此提高热效率，获得活性高、纯度高的产品。

本发明的菱镁矿气体悬浮轻烧系统的工艺方法，系统内各换热管中的气流速度为6-16米/秒，从而减少系统的流体阻力损失，并保证系统的分离特性。

本发明是一种由三级旋风预热器、煅烧器、旋风分离器，旋风冷却器组成的菱镁矿悬浮轻烧系统的装置，其煅烧器采用一级带预燃室的喷腾分解炉，预燃室设在喷腾炉的正下方。由于采用喷腾分解炉，使得难于分解的大颗粒物料在炉中停留时间较长，容易分解的小颗粒物料在炉中停留时间较短，因大小不同的物料颗粒在喷腾分解炉中停留时间不同，故使物料的煅烧比较均匀，另外，由于喷腾分解炉中气、固两相向上并流，物料分散好，气固之间的传递速度较快;预燃室设在喷腾分解炉的正下方，提高了喷嘴的喷出气速，充分利用了来自冷却器的预热空气，由此保证燃料即能充分燃烧，火焰又不会被粉料扑灭。

本发明的装置，其预燃室设有三个成120度分布的可调节一次和二次空气量比例的烧嘴，以保证燃料快速充分燃烧。

本发明的装置，其旋风预热器的换热管横截面呈矩形，入料口有一散料装置，以使物料分散均匀，并可降低物料下降速度，防止物料直接落入下面的旋风预热器，即防止部分物料可能走捷径。

采用本发明的工艺方法和装置，由于气、固两相接触充分，传热、传质系数大，传热动力大，干燥速度快，物料颗粒在系统中平均停留时间大为缩短，快速轻烧，系统总压降降低到200mmH₂O以下，系统热效率大大提高，热耗降低至1100千卡/公斤产品以下，产品的残余二氧化碳量降低至0.3～3%，系统稳定性好，设备安置紧凑，占地面积小，投资费用少，生产能力提高，产品质量均匀，活性高，纯度好。

发明的实施例结合附图说明如下：

图1：菱镁矿气体悬浮轻烧系统的工艺流程图。

图2：旋风预热器的换热管示意图。

粒度范围为0-2.5毫米的菱镁矿粉料由提升设备（1）经Ⅰ级换热管的入料口（17）和散料器（18）送到Ⅰ级换热管（2），与来自Ⅱ级旋风预热器（5）的高温气体充分进行热交换后，进入Ⅰ级旋风预热器（3），在Ⅰ级旋风预热器（3）中，悬浮的物料颗粒从气体中分离出来，气体经风机（14），电收尘器（15），烟囱（16）排出系统，废气出口温度为150-400℃，被预热的物料经Ⅱ级换热管的入料口（17）和散料器（18）进入Ⅱ级换热管（4），物料进一步被来自Ⅲ级旋风预热器（7）的高温气体预热后，并流进入Ⅱ级旋风预热器（5），在Ⅱ级旋风预热器（5）中，悬浮的物料颗粒与气体分离，气体向上进入Ⅰ级换热管（2），而物料经Ⅲ级换热管的入料口（17）和散料器（18）被排入Ⅲ级换热管（6），在Ⅲ级换热管（6）中，物料被来自旋风分离器（9）的高温气体预热，此为最后的预热阶段，物料的温度将达到煅烧的温度，菱镁矿将部分分解，然后，气固两相并流进入Ⅲ级旋风预热器（7）中，悬浮的物料颗粒与气体分离，被预热并预烧的物料由喷腾分解炉的预热物料进口下落到喷腾分解炉（8）中，而气体则进入Ⅱ级换热管（4），在喷腾分解炉（8）中，菱镁矿在900-1100℃温度下煅烧，使得碳酸镁分解完全，已分解的氧化镁颗粒在热气流的作用下并流进入旋风分离器（9）进行分离，被分离的氧化镁颗粒进入冷却管（10），而气体上升到Ⅲ级换热管（6），氧化镁颗粒在冷却管（10）中与新加入的空气相遇，其被冷却后，再经旋风冷却器（12）冷却与分离而进入下料斗（13），出下料斗（13）即为活性高、纯度好的氧化镁轻烧产品，而被预热的空气进入预燃室（11），作为二次空气供燃料燃烧，燃料可以是气体或液体的燃料。本发明的实施例生产能力为780公斤产品/小时。

操作参数：

1.温度（℃）：

Ⅰ级旋风预热器出口：150-400

Ⅱ级旋风预热器出口：500-600

Ⅲ级旋风预热器出口：600-700

旋风分离器出口：800-900

喷腾分解炉：900-1100

旋风冷却器出口：150-300

2.压力（mmH₂O）

Ⅰ级旋风预热器出口：-150～-200

Ⅱ级旋风预热器出口：-100～-200

Ⅲ级旋风预热器出口：-80～-120

旋风分离器出口：-40～-80

喷腾分解炉：-28～-35

旋风冷却器出口：-5～-10

Claims (5)

1、一种由三级旋风预热、煅烧、旋风分离、旋风冷却工序组成的菱镁矿气体悬浮轻烧系统的工艺方法，其特征在于旋风冷却工序采用一级旋风冷却，物料颗粒在系统中平均停留时间为120～300秒。

2、按照权利要求1所述的工艺方法，其特征在于系统内各换热管中的气流速度为6～16米/秒。

3、一种由三级旋风预热器、煅烧器、旋风分离器、旋风冷却器组成的菱镁矿气体悬浮轻烧系统的装置，其特征在于煅烧器采用一级带预燃室的喷腾分解炉，预燃室设在喷腾分解炉的正下方。

4、按照权利要求3所述的装置，其特征在于预燃室设有三个成120度分布的可调节一次和二次空气量比例的烧嘴。

5、按照权利要求3、4所述的装置，其特征在于旋风预热器的换热管为矩形，入料口有一散料装置。

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