RU2229539C2 - Method of preparation of magnesium chloride raw material for electrolysis and device for realization of this method - Google Patents
Method of preparation of magnesium chloride raw material for electrolysis and device for realization of this method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2229539C2 RU2229539C2 RU2002121516/02A RU2002121516A RU2229539C2 RU 2229539 C2 RU2229539 C2 RU 2229539C2 RU 2002121516/02 A RU2002121516/02 A RU 2002121516/02A RU 2002121516 A RU2002121516 A RU 2002121516A RU 2229539 C2 RU2229539 C2 RU 2229539C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- furnace
- chamber
- flue gases
- additional
- raw materials
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способу и устройству для подготовки хлормагниевого сырья к электролизу для получения магния электролизом расплавленных солей.The invention relates to non-ferrous metallurgy, in particular to a method and apparatus for preparing chloromagnesium raw materials for electrolysis to produce magnesium by electrolysis of molten salts.
При промышленном получении магния из хлормагниевого сырья, например из карналлита, сырье предварительно обезвоживают в твердом состоянии до содержания остаточной воды 3-5%, а затем завершают процесс в расплаве, проводя его, как правило, в хлораторах при подаче хлора в расплав. Процесс связан с большим расходом электроэнергии (свыше 4 тыс. кВт час на 1 тонну магния) и хлора, а также со значительным расходом известкового молока на газоочистке и усложнением последней из-за необходимости разложения хлоратов. Поэтому многие решения направлены на устранение этих недостатков.In the industrial production of magnesium from chloromagnesium raw materials, for example, from carnallite, the raw materials are preliminarily dehydrated in the solid state to a residual water content of 3-5%, and then the process is completed in the melt, usually in chlorinators, when chlorine is fed into the melt. The process is associated with a large consumption of electricity (over 4 thousand kWh per 1 ton of magnesium) and chlorine, as well as a significant consumption of milk of lime for gas purification and the complication of the latter due to the need for decomposition of chlorates. Therefore, many decisions are aimed at eliminating these shortcomings.
Известен способ подготовки хлормагниевого сырья (С.Л.Стефанюк. Металлургия магния и других легких металлов. - М.: Металлургия, 1985, с.58-58), включающий обезвоживание обогащенного карналлита в трехкамерной печи кипящего слоя при противоточной подаче топочных газов - продуктов горения природного газа в воздухе при температуре газов в первой камере 400°С, во второй камере - 410°С, в третьей камере - 450°С. Температуру слоя в каждой камере поддерживают соответственно 120-130°С, до 180°С, до 200°С.A known method for the preparation of chloromagnesium raw materials (S.L. Stefanyuk. Metallurgy of magnesium and other light metals. - M .: Metallurgy, 1985, p. 58-58), including dehydration of enriched carnallite in a three-chamber fluidized bed furnace with countercurrent supply of flue gases - products combustion of natural gas in air at a gas temperature in the first chamber of 400 ° C, in the second chamber - 410 ° C, in the third chamber - 450 ° C. The temperature of the layer in each chamber is supported, respectively, 120-130 ° C, up to 180 ° C, up to 200 ° C.
Недостатками данного способа подготовки сырья являются большие затраты электроэнергии на плавление и обезвоживание сырья.The disadvantages of this method of preparation of raw materials are the high cost of electricity for melting and dehydration of raw materials.
Известен способ (А.С. СССР №161493, опубл. БИ №7, 1964 г.) обезвоживания хлормагниевого сырья, например карналлита, в многокамерных печах кипящего слоя с подачей хлора в топочные газы, причем хлор подают лишь в топки последних камер в количестве, необходимом для создания в топочных газах концентрации хлорида водорода в соотношении от 2:1 до 1:2 к концентрации водяных паров, причем температуру газов в последней камере поддерживают в пределах 250-270°С. Обезвоженный карналлит получают с содержанием оксида магния 0,3%, воды - 0,2%. Данный способ позволяет снизить расход хлора и упростить технологию обезвоживания.A known method (AS USSR No. 161493, publ. BI No. 7, 1964) dehydration of chloromagnesium raw materials, such as carnallite, in multi-chamber furnaces of a fluidized bed with chlorine in the flue gases, and chlorine is supplied only in the furnaces of the last chambers in quantity required to create a concentration of hydrogen chloride in the flue gases in a ratio of 2: 1 to 1: 2 to the concentration of water vapor, and the temperature of the gases in the last chamber is maintained within 250-270 ° C. Dehydrated carnallite is obtained with a content of magnesium oxide of 0.3%, water - 0.2%. This method allows to reduce the consumption of chlorine and simplify the technology of dehydration.
Недостатком данного способа является то, что невозможно получить безводный карналлит указанного качества, т.к. в последнюю камеру поступает сырье с повышенным содержанием воды и оксида магния, а заданное количество хлора в последней камере не позволяет полностью исключить гидролиз сырья.The disadvantage of this method is that it is impossible to obtain anhydrous carnallite of the specified quality, because raw materials with a high content of water and magnesium oxide enter the last chamber, and a given amount of chlorine in the last chamber does not completely eliminate the hydrolysis of the raw materials.
Известен способ подготовки хлормагниевого сырья к электролизу (А.С. СССР №945618, опубл. БИ №27, 1982 г.), включающий обезвоживание хлормагниевого сырья в однокамерной печи кипящего слоя при противоточной подаче через газораспределительную решетку топочных газов, содержащих хлорид водорода, который получают путем сжигания анодного хлора в природном газе в топках печи кипящего слоя. Кроме того, из дополнительной топки через плавильный циклон через фурменный пояс подают в печь кипящего слоя топочные газы. Температуру топочных газов, поступающих в плавильный циклон из дополнительной топки, снижают до 450-500°С. В плавильном циклоне происходит частичное использование хлорида водорода на хлорирование продуктов гидролиза, образующихся при нагреве и плавлении карналлита.There is a method of preparing chloromagnesium raw materials for electrolysis (AS USSR No. 945618, publ. BI No. 27, 1982), including dehydration of chloromagnesium raw materials in a single-chamber fluidized bed furnace with countercurrent flow of flue gases containing hydrogen chloride through a gas distribution grid, which obtained by burning anode chlorine in natural gas in the furnaces of a fluidized bed furnace. In addition, from the additional furnace through the melting cyclone through the tuyere belt serves in the fluidized bed furnace flue gases. The temperature of the flue gases entering the melting cyclone from the additional furnace is reduced to 450-500 ° C. In the melting cyclone, partial use of hydrogen chloride occurs for the chlorination of hydrolysis products formed during heating and melting of carnallite.
Недостатком данного способа обезвоживания хлормагниевого сырья является то, что за счет дополнительной стадии обезвоживания в плавильном циклоне увеличиваются капитальные затраты на строительство и ремонт печи.The disadvantage of this method of dehydration of chloromagnesium raw materials is that due to the additional stage of dehydration in the melting cyclone, the capital costs of building and repairing the furnace increase.
Известен способ подготовки хлормагниевого сырья к электролизу (А.С. СССР № 254109, опубл. БИ №31, 1969 г.), включающий подачу сырья в однокамерную печь кипящего слоя, противоточную подачу топочных газов через газораспределительную решетку, дополнительную подачу газов, содержащих хлорид водорода через фурменный пояс. Газы после сжигания охлаждают до температуры не более 500°С, для чего топочные газы разбавляют воздухом и вводят через фурмы в обезвоживаемое сырье, сырье обезвоживают до содержания воды 3-5% и подают на вторую стадию обезвоживания - на хлорирование в расплаве, затем осуществляют электролиз безводного сырья на хлор и магний.A known method of preparing chloromagnesium raw materials for electrolysis (AS USSR No. 254109, publ. BI No. 31, 1969), comprising supplying raw materials to a single-chamber fluidized bed furnace, countercurrent supply of flue gases through a gas distribution grid, additional supply of gases containing chloride hydrogen through the tuyere belt. After combustion, the gases are cooled to a temperature of no more than 500 ° C, for which the flue gases are diluted with air and introduced through tuyeres into dehydrated raw materials, the raw materials are dehydrated to a water content of 3-5% and fed to the second stage of dehydration - for chlorination in the melt, then electrolysis anhydrous raw materials for chlorine and magnesium.
Недостатком данного способа является то, что он не позволяет на первой стадии обезвоживания в печи кипящего слоя получать сырье, пригодное сразу для электролиза, и возникает необходимость дополнительной стадии обезвоживания в расплавленном состоянии. Кроме того, у данной печи низкая производительность и требуются дополнительные затраты на охлаждение фурменного пояса печи.The disadvantage of this method is that it does not allow at the first stage of dehydration in a fluidized bed furnace to obtain raw materials suitable immediately for electrolysis, and there is a need for an additional stage of dehydration in the molten state. In addition, this furnace has low productivity and requires additional costs for cooling the tuyere belt of the furnace.
Известен способ подготовки хлормагниевого сырья к электролизу (Пат. РФ №2107113, опубл. БИ №8, 20.03.1998 г.), по количеству общих признаков принятый за ближайший аналог и включающий загрузку сырья в печь кипящего слоя, обработку сырья для обезвоживания топочными газами и дополнительную обработку топочными газами путем их подачи через фурмы фурменного пояса.There is a method of preparing chloromagnesium raw materials for electrolysis (Pat. RF №2107113, publ. BI No. 8, 03/20/1998), the number of common signs adopted for the closest analogue and including the loading of raw materials into a fluidized bed furnace, processing of raw materials for dehydration by flue gases and additional treatment with flue gases by feeding them through the tuyeres of the tuyere belt.
Недостатком данного способа является то, что он не позволяет на первой стадии обезвоживания в печи кипящего слоя получать сырье, пригодное сразу для электролиза, и возникает необходимость в дополнительной стадии обезвоживания в расплавленном состоянии. Кроме того, у данной печи низкая производительность, а также требуются дополнительные затраты на охлаждение фурменного пояса печи.The disadvantage of this method is that it does not allow at the first stage of dehydration in a fluidized bed furnace to obtain raw materials suitable immediately for electrolysis, and there is a need for an additional stage of dehydration in the molten state. In addition, this furnace has low productivity, and additional costs are required for cooling the tuyere belt of the furnace.
Известно устройство для обезвоживания хлормагниевого сырья, например карналлита (Патент RU №2118611, фиг.2, стр.19, опубл. БИПМ №25, 11.09.98 г.), состоящее из многокамерной печи кипящего слоя, причем каждая камера имеет выносную топку, газораспределительную решетку и циклон.A device for the dehydration of chloromagnesium raw materials, such as carnallite (Patent RU No. 21118611, figure 2, page 19, publ. BIPM No. 25, 09/11/98), consisting of a multi-chamber fluidized bed furnace, each chamber has a remote firebox, gas distribution grid and cyclone.
Недостатком данного устройства являются большие затраты на электроэнергию при дополнительном обезвоживании сырья в расплаве.The disadvantage of this device is the high cost of electricity with additional dehydration of raw materials in the melt.
Известно устройство (А.С. СССР №267608, опубл. БИ №13, 02.04.70 г.), включающее трехсекционную печь кипящего слоя с циклонами. Секции печи разделены перегородками на несколько камер, обезвоживаемый материал перетекает из одной камеры в другую через переточные отверстия. Каждая секция снабжена отдельной топкой. В нижней части секций расположены распределительные камеры, в которые подают газы из топок. Обезвоживаемый материал находится в печи в псевдоожиженном состоянии и образует кипящий слой на газораспределительной решетке.A device is known (AS USSR No. 267608, publ. BI No. 13, 04/02/70), including a three-section fluidized bed furnace with cyclones. The furnace sections are divided by partitions into several chambers, the dehydrated material flows from one chamber to another through the transfer openings. Each section is equipped with a separate firebox. At the bottom of the sections are distribution chambers, which supply gases from the furnaces. The dehydrated material in the furnace is in a fluidized state and forms a fluidized bed on the gas distribution grid.
Недостатком данного устройства является то, что оно не позволяет получить безводный карналлит, пригодный для процесса электролиза, и требуются дополнительные затраты на вторую стадию обезвоживания в хлораторах, что приводит к дополнительным затратам на электроэнергию и обслуживание хлораторов.The disadvantage of this device is that it does not allow to obtain anhydrous carnallite suitable for the electrolysis process, and additional costs are required for the second stage of dehydration in chlorinators, which leads to additional costs for electricity and maintenance of chlorinators.
Известно устройство для обезвоживания хлормагниевого сырья (А.С. СССР №945618, опубл. БИ №27, 1982 г.), выполненное в виде однокамерной печи кипящего слоя с патрубками для подачи сырья и выгрузки, с газораспределительной решеткой, фурменного пояса, нижней топки для противоточной подачи греющих газов через газораспределительную решетку и дополнительной топки, соединенной с плавильным циклоном, который соединен с фурменным поясом и пылевым циклоном. Фурменный пояс расположен над газораспределительной решеткой. Топка расположена ниже газораспредительной решетки, а дополнительная топка - выше газораспредительной решетки.A device for the dehydration of chloromagnesium raw materials (AS USSR No. 945618, publ. BI No. 27, 1982), made in the form of a single-chamber fluidized bed furnace with nozzles for supplying raw materials and unloading, with a gas distribution grill, tuyere belt, lower firebox for counter-current supply of heating gases through a gas distribution grid and an additional furnace connected to a melting cyclone, which is connected to a tuyere belt and a dust cyclone. The tuyere belt is located above the gas distribution grill. The furnace is located below the gas distribution grill, and the additional furnace is located above the gas distribution grill.
Недостатком данного устройства являются большие затраты на дополнительное обезвоживание в плавильном циклоне.The disadvantage of this device is the high cost of additional dehydration in the melting cyclone.
Известно устройство для поготовки сырья к электролизу (А.С. СССР №254109, опубл. БИ №31, 1969 г.), состоящее из однокамерной печи кипящего слоя с газораспределительной решеткой, фурменного пояса, нижней топки для противоточной подачи греющих газов через газораспределительную решетку и дополнительной топки, соединенной через разбавитель воздуха с фурменным поясом. Фурменный пояс расположен над газораспределительной решеткой. Это позволяет повысить срок службы печи и улучшить санитарные условия работы.A device for the preparation of raw materials for electrolysis (AS USSR No. 254109, publ. BI No. 31, 1969), consisting of a single-chamber fluidized bed furnace with a gas distribution grid, a tuyere belt, a lower furnace for counter-current supply of heating gases through a gas distribution grid and an additional firebox connected through an air diluent to the tuyere belt. The tuyere belt is located above the gas distribution grill. This allows you to increase the life of the furnace and improve sanitary conditions.
Недостатком данного устройства является то, что оно не позволяет получить сырье, пригодное для использования в процессе электролиза и требуются большие затраты на дополнительное обезвоживание в хлораторе, что приводит к увеличению расхода электроэнергии. Кроме того, обезвоживание в печи кипящего слоя идет с низкой скоростью, производительность установки не позволяет получить достаточное количество безводного сырья для процесса электролиза, повысить мощность электролизеров.The disadvantage of this device is that it does not allow to obtain raw materials suitable for use in the electrolysis process and requires large costs for additional dehydration in the chlorinator, which leads to an increase in energy consumption. In addition, dehydration in a fluidized bed furnace is at a low speed, the performance of the installation does not allow to obtain a sufficient amount of anhydrous raw materials for the electrolysis process, and to increase the capacity of electrolyzers.
Известно устройство для получения хлормагниевых солей (Пат. РФ №2107113, опубл. бюл. №8, 20.03.98 г.), по количеству общих признаков принятое за ближайший аналог и включающее печь кипящего слоя с загрузочным патрубком и газораспределительной решеткой, топки для подачи топочных газов в печь для образования псевдоожиженного слоя сырья, дополнительную топку, фурмы фурменного пояса, напрямую связанного с дополнительной топкой, и пылевой циклон.A device for producing chlorine-magnesium salts is known (Pat. RF No. 2107113, publ. Bull. No. 8, 03/20/98), the number of common signs adopted for the closest analogue and includes a fluidized bed furnace with a loading pipe and a gas distribution grill, furnaces for supply flue gases into the furnace for the formation of a fluidized bed of raw materials, an additional furnace, tuyeres of the tuyere belt directly connected to the additional furnace, and a dust cyclone.
Недостатком данного устройства является то, что оно не позволяет получить сырье, пригодное для использования в процессе электролиза, и требуются большие затраты на дополнительное обезвоживание в хлораторе, что приводит к увеличению расхода электроэнергии. Кроме того, обезвоживание в печи кипящего слоя идет с низкой скоростью, производительность установки не позволяет получить достаточное количество безводного сырья для процесса электролиза, повысить мощность электролизеров.The disadvantage of this device is that it does not allow to obtain raw materials suitable for use in the electrolysis process, and requires large costs for additional dehydration in the chlorinator, which leads to an increase in energy consumption. In addition, dehydration in a fluidized bed furnace is at a low speed, the performance of the installation does not allow to obtain a sufficient amount of anhydrous raw materials for the electrolysis process, and to increase the capacity of electrolyzers.
Задача изобретения направлена на устранение указанных недостатков прототипа в оптимизации процесса обезвоживания хлормагниевого сырья при получении безводного сырья, пригодного для процесса электролиза.The objective of the invention is aimed at eliminating the aforementioned disadvantages of the prototype in optimizing the process of dehydration of chloromagnesium raw materials upon receipt of anhydrous raw materials suitable for the electrolysis process.
Технический результат заключается в повышении производительности обезвоживания, снижении расхода электроэнергии, в повышении извлечения магния из безводного сырья, в увеличении мощности электролизеров.The technical result consists in increasing the productivity of dehydration, reducing energy consumption, in increasing the extraction of magnesium from anhydrous raw materials, in increasing the capacity of electrolyzers.
Данный технический результат достигается тем, что предложен способ подготовки хлормагниевого сырья к электролизу, включающий загрузку сырья в печь кипящего слоя, обработку сырья для обезвоживания топочными газами и дополнительную обработку топочными газами путем их подачи через фурмы фурменного пояса, новым является то, что загрузку осуществляют в многокамерную печь кипящего слоя, при этом обеспечивают последовательное передвижение материала через ряд горизонтально расположенных камер печи, а дополнительную подачу топочных газов через фурмы осуществляют в каждую камеру печи при температуре 690-700°С с двух противоположных сторон со скоростью 30-50 м/сек.This technical result is achieved by the fact that the proposed method of preparing chloromagnesium raw materials for electrolysis, including loading the raw materials into the fluidized bed furnace, processing the raw materials for dehydration with flue gases and additional processing of flue gases by feeding them through the tuyeres of the tuyere, it is new that the loading is carried out in a multi-chamber fluidized-bed furnace, while ensuring sequential movement of material through a series of horizontally located furnace chambers, and an additional supply of flue gases Res lance carried in each oven chamber at a temperature of 690-700 ° C with two opposite sides at a speed of 30-50 m / sec.
Кроме того, давление топочных газов в фурменном поясе поддерживают не менее 1 кПа.In addition, the pressure of the flue gases in the tuyere belt is maintained at least 1 kPa.
Кроме того, в качестве топочных газов, подаваемых в топки второй и третьей камер печи и в дополнительную топку, используют смесь продуктов сгорания природного газа, хлора и вторичного воздуха.In addition, a mixture of combustion products of natural gas, chlorine and secondary air is used as flue gases supplied to the furnaces of the second and third chambers of the furnace and to the additional furnace.
Кроме того, при дополнительной подаче топочных газов поддерживают соотношение хлора, природного газа и воздуха равным (6-10):(7-15):(100-300).In addition, with an additional supply of flue gases, the ratio of chlorine, natural gas and air is maintained equal to (6-10) :( 7-15) :( 100-300).
Кроме того, температуру кипящего слоя в камерах поддерживают соответственно в первой камере 120-140°С, во второй камере 180-240°С, в третьей камере 240-360°С.In addition, the temperature of the fluidized bed in the chambers is supported, respectively, in the first chamber 120-140 ° C, in the second chamber 180-240 ° C, in the third chamber 240-360 ° C.
Кроме того, температуру топочных газов, подаваемых в камеры, поддерживают соответственно в первой камере 350-520°С, во второй камере 520-580°С, в третьей камере 580-690°С.In addition, the temperature of the flue gases supplied to the chambers is supported respectively in the first chamber 350-520 ° C, in the second chamber 520-580 ° C, in the third chamber 580-690 ° C.
Для осуществления способа предложено устройство для подготовки хлормагниевого сырья к электролизу, содержащее печь кипящего слоя с загрузочным патрубком и газораспределительной решеткой, топки для подачи топочных газов в печь для образования псевдоожиженного слоя сырья, дополнительную топку, фурмы фурменного пояса, напрямую связанного с дополнительной топкой, и пылевой циклон, в котором печь кипящего слоя выполнена многокамерной, при этом каждая камера снабжена топками для подачи топочных газов, фурменный пояс размещен с трех сторон печи кипящего слоя, а фурмы размещены с двух сторон каждой камеры печи.To implement the method, there is provided a device for preparing chloromagnesium raw materials for electrolysis, comprising a fluidized bed furnace with a loading nozzle and a gas distribution grid, furnaces for supplying flue gases to the furnace to form a fluidized bed of raw materials, an additional furnace, tuyere tuyeres directly connected with the additional furnace, and a dust cyclone in which the fluidized bed furnace is multi-chamber, with each chamber equipped with furnaces for supplying flue gases, the tuyere belt is placed on three sides fluidized bed furnaces, and tuyeres are placed on both sides of each furnace chamber.
Кроме того, каждая камера снабжена не менее чем тремя фурмами.In addition, each chamber is equipped with at least three tuyeres.
Кроме того, дополнительная топка размещена у торца печи. Кроме того, диаметр фурм равен 89-90 мм.In addition, an additional furnace is located at the end of the furnace. In addition, the tuyere diameter is 89-90 mm.
Подача в многокамерную печь кипящего слоя для обезвоживания хлормагниевого сырья дополнительно в слой материала топочных газов при температуре 690-700°С позволяет получить сырье, содержащее минимальное количество вредных для электролиза примесей (хлориона, оксида магния и воды), так называемое глубокообезвоженное сырье, пригодное для процесса электролиза, оптимизировать процесс обезвоживания, что позволит значительно снизить затраты на приготовление сырья к процессу электролиза, повысить извлечение магния на 0,60%.The filing of a fluidized bed in a multi-chamber furnace for dehydration of chloromagnesium raw materials in addition to the flue gas material layer at a temperature of 690-700 ° C allows us to obtain raw materials containing a minimum amount of impurities harmful to electrolysis (chlorion, magnesium oxide and water), the so-called deep-dehydrated raw materials suitable for the electrolysis process, to optimize the dehydration process, which will significantly reduce the cost of preparing raw materials for the electrolysis process, increase the extraction of magnesium by 0.60%.
Проведение процесса обезвоживания при подобранном диапазоне температур при заданной скорости подачи топочных газов 30-50 м/сек в атмосфере хлорида водорода позволяет исключить процесс гидролиза при обезвоживании при получении сырья улучшенного качества, повысить степень обезвоживания сырья.Carrying out the dehydration process at a selected temperature range at a given flue gas feed rate of 30-50 m / s in an atmosphere of hydrogen chloride allows us to exclude the hydrolysis process during dehydration upon receipt of improved quality raw materials, to increase the degree of dehydration of the raw materials.
Температуру топочных газов, равную 690-700°С, поддерживают путем подачи в топку определенного подобранного соотношения хлора, природного газа и воздуха, равного (6-10):(7-15):(100-300). Это позволяет получать глубокообезвоженный продукт улучшенного качества, пригодного для электролиза.The temperature of the flue gases equal to 690-700 ° C is maintained by supplying to the furnace a certain selected ratio of chlorine, natural gas and air equal to (6-10) :( 7-15) :( 100-300). This allows you to get a deeply dehydrated product of improved quality, suitable for electrolysis.
Скорость подачи топочных газов, равная 30-50 м/сек, подобрана опытным путем за счет подбора соотношения диаметра фурмы и фурменного пояса, равного 1:(5-6). Это позволяет оптимизировать процесс обезвоживания, снизить гидролиз хлормагниевого сырья.The feed gas flow rate of 30-50 m / s was experimentally selected by selecting the ratio of the diameter of the tuyere and the tuyere belt equal to 1: (5-6). This allows you to optimize the dehydration process, to reduce the hydrolysis of chloramagnesium raw materials.
Выполнение фурменного пояса определенной формы и соединение его с дополнительной топкой, а также выполнение и размещение фурм в камерах позволяют осуществить дополнительное обезвоживание с получением глубокообезвоженного сырья, пригодного для процесса электролиза, что позволяет снизить расходы, например расходы на электроэнергию, на 2500 кВт час на 1 тонну магния-сырца.The implementation of the tuyere belt of a certain shape and its connection with an additional firebox, as well as the implementation and placement of tuyeres in the chambers, allow for additional dehydration to produce deeply dehydrated raw materials suitable for the electrolysis process, which reduces costs, for example, energy costs, by 2500 kW per hour a ton of raw magnesium.
Заявленная группа изобретений соответствует требованию единства изобретения, поскольку заявленная группа - способ подготовки хлормагниевого сырья к электролизу и устройство для его осуществления - образует единый изобретательский замысел, причем устройство предназначено для осуществления способа подготовки хлормагниевого сырья к электролизу. При этом оба объекта предназначены для решения одной и той же задачи с получением единого технического результата.The claimed group of inventions meets the requirement of unity of invention, since the claimed group - a method of preparing chloromagnesium raw materials for electrolysis and a device for its implementation - forms a single inventive concept, the device is intended to implement a method of preparing chloromagnesium raw materials for electrolysis. In this case, both objects are designed to solve the same problem with obtaining a single technical result.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными (идентичными) всем существенным признакам изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности признаков аналога позволил установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном способе подготовки хлормагниевых солей к электролизу и устройстве для его осуществления, изложенных в формуле изобретения.The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information and identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed to establish that the applicant did not find a source characterized by features that are identical (identical) to all the essential features of the invention. The definition from the list of identified analogues of the prototype as the closest in the totality of the features of the analogue allowed us to establish a set of essential distinguishing features in relation to the technical result perceived by the applicant in the claimed method for preparing chloromagnesium salts for electrolysis and the device for its implementation set forth in the claims.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию “новизна”.Therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty."
Для проверки соответствия заявленного изобретения условию “изобретательский уровень” заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного способа и устройства. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований для достижения технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию “изобретательский уровень”.To verify the conformity of the claimed invention to the condition “inventive step”, the applicant conducted an additional search for known solutions in order to identify signs that match the distinctive features of the claimed method and device from the prototype. The search results showed that the claimed invention does not follow explicitly from the prior art for the specialist, since the influence of the transformations provided for by the essential features of the claimed invention is not revealed from the prior art determined by the applicant to achieve a technical result. Therefore, the claimed invention meets the condition of "inventive step".
На чертеже показано устройство для подготовки хлормагниевого сырья для электролиза. Устройство состоит из печи кипящего слоя 1 с газораспределительной решеткой 2, загрузочного патрубка 3, топок подачи в камеры топочных газов 4, 5, 6, фурменного пояса 7 с фурмами 8, газохода 9, дополнительной топки 10, циклона 11.The drawing shows a device for the preparation of chloromagnesium raw materials for electrolysis. The device consists of a fluidized bed furnace 1 with a gas distribution grid 2, a loading pipe 3, furnaces for supplying flue gases to the chambers 4, 5, 6, a tuyere belt 7 with tuyeres 8, a gas duct 9, an additional furnace 10, a cyclone 11.
Монтаж устройства осуществляют следующим образом. К печи кипящего слоя 1 (прямоугольной формы), состоящей из трех камер, монтируют с трех сторон фурменный пояс 7 диаметром 530-630 мм и длиной 10,5 м, к которому с двух сторон приварены фурмы 8 диметром 89-90 мм, установленные по три в каждую камеру печи при соотношении диаметра фурмы к диаметру фурменного пояса, равного 1:(5-6). С торца печи устанавливают дополнительную топку 10, которая с помощью газохода 9 подсоединена к фурменному поясу 7.Installation of the device is as follows. A tuyere belt 7 with a diameter of 530-630 mm and a length of 10.5 m is mounted on three sides of the fluidized-bed furnace 1 (rectangular shape), which consists of three chambers, on which tuyeres 8 with a diameter of 89-90 mm are welded from two sides, installed on three in each chamber of the furnace with a ratio of the diameter of the tuyere to the diameter of the tuyere belt equal to 1: (5-6). An additional firebox 10 is installed from the end of the furnace, which is connected to the tuyere belt 7 using a gas duct 9.
Пример осуществления способаAn example of the method
Шестиводный карналлит с влажностью 37-39% ГОСТ 16109-70 с помощью забрасывателя через загрузочный патрубок 3 загружают на газораспределительную решетку 2 первой камеры трехкамерной печи кипящего слоя 1. Через газораспределительную решетку 2 первой камеры подают в топку 4 при температуре 350-520°С топочные газы - смесь продуктов сгорания природного газа и вторичного воздуха - в слой материала, приводя его в псевдоожиженное состояние и осуществляя подогрев до температуры 120-140°С. Во вторую и третью камеры подают топочные газы из топок 5, 6 - смесь продуктов сгорания природного газа, хлора и вторичного воздуха - в слой материала, приводя его в псевдоожиженное состояние. Во второй камере поддерживают температуру топочных газов 520-580°С и температуру слоя материала 180-240°С, в третьей камере температуру в слое поддерживают 240-360°С, температуру топочных газов - 580-690°С. По мере продвижения карналлита по камерам печи происходят его обезвоживание и хлорирование за счет тепла топочных газов. Для ускорения процесса обезвоживания и получения глубокообезвоженного продукта печи КС заданного качества дополнительно через фурмы 8 фурменного пояса 7 подают топочные газы со скоростью 30-50 м/сек и при температуре газов 690-700°С в слой материала каждой камеры печи 1. Топочные газы получают также путем сгорания природного газа по ГОСТ 5542-87, воздуха и анодного хлор-газа, полученного в процессе электролиза хлормагниевого сырья, и подают в дополнительную топку 10 при соотношении хлор:природный газ:воздух, равного (6-10):(7-15):(100-300). Через газоход 9 из дополнительной топки 10 топочные газы поступают в фурменный пояс 7. Отходящие газы каждой камеры печи 1 соединены с циклонами 11. Полученный глубокообезвоженный карналлит с содержанием оксида магния менее 0,5% и воды менее 0,4% подают в электролизеры.Six-wire carnallite with a moisture content of 37-39% GOST 16109-70 using a casting device through a loading pipe 3 is loaded onto a gas distribution grid 2 of the first chamber of a three-chamber fluidized bed furnace 1. Through a gas distribution grid 2 of the first chamber is fed into the furnace 4 at a temperature of 350-520 ° C gases - a mixture of natural gas and secondary air combustion products - into the material layer, bringing it into a fluidized state and heating to a temperature of 120-140 ° С. The second and third chambers supply flue gases from the furnaces 5, 6 — a mixture of the products of combustion of natural gas, chlorine and secondary air — into the bed of the material, bringing it into a fluidized state. In the second chamber, the temperature of the flue gases 520-580 ° C and the temperature of the material layer are maintained at 180-240 ° C, in the third chamber, the temperature in the layer is maintained at 240-360 ° C, and the temperature of the flue gases is 580-690 ° C. As carnallite moves through the chambers of the furnace, it is dehydrated and chlorinated due to the heat of the flue gases. In order to accelerate the dehydration process and to obtain a deeply dehydrated product of the KS furnace of a given quality, flue gases are additionally supplied through lances 8 of the lance belt 7 at a speed of 30-50 m / s and at a gas temperature of 690-700 ° C into the material layer of each chamber of furnace 1. Flue gases also by burning natural gas according to GOST 5542-87, air and anode chlorine gas obtained in the process of electrolysis of chloromagnesium raw materials, and fed into an additional furnace 10 with a ratio of chlorine: natural gas: air equal to (6-10) :( 7- 15) :( 100-300). Through the duct 9 from the additional furnace 10, the flue gases enter the tuyere belt 7. The exhaust gases of each chamber of the furnace 1 are connected to cyclones 11. The resulting deeply dehydrated carnallite with a magnesium oxide content of less than 0.5% and water less than 0.4% is fed to the electrolyzers.
Таким образом, предложенный способ позволит без больших эксплуатационных затрат оптимизировать процесс обезвоживания, получить продукт заданного качества, пригодный для процесса электролиза, и за счет этого повысить степень извлечения магния из сырья на 0,60%, снизить расход электроэнергии на ~2500 кВт час на 1 тонну магния, увеличить мощность электролизеров на 18,0%. Снизить себестоимость на 1 тонну обезвоженного продукта на ~2 тыс.руб.Thus, the proposed method will allow to optimize the dehydration process without large operating costs, to obtain a product of a given quality suitable for the electrolysis process, and thereby increase the degree of magnesium extraction from raw materials by 0.60%, reduce energy consumption by ~ 2500 kW hour by 1 a ton of magnesium, increase the capacity of electrolytic cells by 18.0%. Reduce the cost of 1 ton of dehydrated product by ~ 2 thousand rubles.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002121516/02A RU2229539C2 (en) | 2002-08-05 | 2002-08-05 | Method of preparation of magnesium chloride raw material for electrolysis and device for realization of this method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002121516/02A RU2229539C2 (en) | 2002-08-05 | 2002-08-05 | Method of preparation of magnesium chloride raw material for electrolysis and device for realization of this method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002121516A RU2002121516A (en) | 2004-04-20 |
| RU2229539C2 true RU2229539C2 (en) | 2004-05-27 |
Family
ID=32678770
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002121516/02A RU2229539C2 (en) | 2002-08-05 | 2002-08-05 | Method of preparation of magnesium chloride raw material for electrolysis and device for realization of this method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2229539C2 (en) |
-
2002
- 2002-08-05 RU RU2002121516/02A patent/RU2229539C2/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20200048146A1 (en) | Lime kiln apparatus fully recycling co2 | |
| CN108314336A (en) | A kind of lime kiln device using circulating air | |
| CN102180604B (en) | Spinning bed equipment and process for producing high-activity lime with spinning bed | |
| CN109020265A (en) | A kind of air high temperature preheating technique raising light-calcined magnesite product high yield method | |
| CN101956037A (en) | Method and device for indirect heating type reduction iron making | |
| JP2002060254A (en) | Shaft type lime kiln and production process of quicklime | |
| CN102001837A (en) | Method and device for calcining materials by using low calorific value fuel | |
| CN104058608A (en) | Shaft kiln capable of heating material through dividing wall | |
| US9914663B2 (en) | Manufacturing facility for quicklime, and manufacturing facility and manufacturing process for slaked lime | |
| CN103979806B (en) | Carbon dioxide recovery cell-type lime shaft kiln | |
| CN104119007B (en) | A kind of telescopic shaft furnace with TRT | |
| CN113149471A (en) | Magnesite electric light-burning shaft kiln | |
| RU2229539C2 (en) | Method of preparation of magnesium chloride raw material for electrolysis and device for realization of this method | |
| CN102786962A (en) | Chemical quenching device, quenching medium and quenching process thereof | |
| CN116477854A (en) | Lime kiln equipment based on carbon emission reduction and control method thereof | |
| CN215162192U (en) | Magnesite electric light-burning shaft kiln | |
| CN104119003A (en) | Heat accumulating type dividing-wall heating industrial furnace | |
| CN101532087B (en) | Method for preparing metal and hydrogen gas by thermal circulation of carbon dioxide | |
| CN204022685U (en) | The industrial furnace of heat accumulating type partition heating | |
| CN104119006B (en) | A kind of lime shaft kiln of built-in combustion room | |
| CN208720183U (en) | The boiler that electric arc furnaces waste heat steel slag waste heat utilizes | |
| CN108885059A (en) | Equipment with individual carrying streaming calcining furnace, for manufacturing clinker | |
| CN204022689U (en) | A kind of telescopic shaft furnace with power generation assembly | |
| CN204022688U (en) | The lime shaft kiln of a kind of built-in combustion chamber | |
| RU2223348C1 (en) | Method for dehydration of magnesium chloride salts |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120806 |