專利名稱:菱鎂礦氣體懸浮輕燒工藝方法及其裝置的制作方法
本發(fā)明為碳酸鹽原料氣體懸浮輕燒工藝方法及其裝置，特別適用于菱鎂礦粉料的熱處理。
菱鎂礦是用來制造堿性耐火材料的一種主要原料，菱鎂礦輕燒的目的是使礦石“熱活化”，使碳酸鹽分解完全。傳統(tǒng)的菱鎂礦生產(chǎn)是用豎
和回轉(zhuǎn)
煅燒，這兩種煅燒系統(tǒng)不適于極細(xì)礦石的煅燒，目前，較適合于粉礦煅燒的有流化床輕燒與氣體懸浮煅燒兩種系統(tǒng)。流化床輕燒(《山東掖縣鎂礦浮選精礦流化床輕燒》技術(shù)鑒定材料匯編，冶金部馬鞍山礦山研究院，1983年12月)是由干燥、旋風(fēng)換熱、輕燒、冷卻工序組成的鎂礦輕燒工藝方法，流化床輕燒系統(tǒng)的主要設(shè)備包括流化床干燥爐、輕燒爐各一座，五臺(tái)旋風(fēng)收塵器。干燥爐和輕燒爐均為直立園筒型，其內(nèi)有氣體分布板。采用流化床輕燒方法可獲得二氧化碳?xì)埩枯^低的輕燒礦，生產(chǎn)每噸輕燒礦的熱耗較豎
煅燒有所降低，但其系統(tǒng)總壓降較大，產(chǎn)品活性較差，其主要原因是礦粉在系統(tǒng)內(nèi)特別是在反應(yīng)區(qū)停留時(shí)間過長。氣體懸浮煅燒(丹麥Bent Maersk “工業(yè)礦物的氣體懸浮煅燒”，《國外耐火材料》1984年5期P49-52，6期P44-51，冶金工業(yè)部《國外耐火材料》編輯部，遼寧省鞍山市市府廣場119號(hào))是由三級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱、煅燒、旋風(fēng)分離、三級(jí)旋風(fēng)冷卻工序組成的工業(yè)礦物特別是碳酸鹽原料煅燒的工藝方法，其主要設(shè)備包括三臺(tái)旋風(fēng)預(yù)熱器、一臺(tái)煅燒器、一臺(tái)旋風(fēng)分離器及三臺(tái)旋風(fēng)冷卻器。煅燒器是一座立式反應(yīng)器，從冷卻器來的預(yù)熱空氣和從預(yù)熱旋風(fēng)器來的預(yù)熱物料進(jìn)入其底部，固體、液體或氣體燃料直接從預(yù)熱物料進(jìn)口的下部加入，在煅燒器底部的物料直接與燃料混合，同時(shí)發(fā)生均勻的燃燒與煅燒，隨著排出的氣體，煅燒物料被帶出反應(yīng)器，在旋風(fēng)冷卻系統(tǒng)內(nèi)，利用新加入的空氣進(jìn)行分離與冷卻。采用氣體懸浮煅燒方法，由于氣體懸浮中的傳熱性能良好，故系統(tǒng)耗熱量較前者又有所降低，氣體懸浮系統(tǒng)煅燒后的產(chǎn)品特點(diǎn)為輕燒、燒得均勻且活性變高，產(chǎn)品的殘余二氧化碳量又進(jìn)一步降低，但其采用三級(jí)旋風(fēng)冷卻工序在設(shè)計(jì)偏于保守，使物料在系統(tǒng)中停留時(shí)間延長，使設(shè)備體積和造價(jià)增加。
鑒于上述已有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的任務(wù)是改進(jìn)氣體懸浮煅燒工藝及其裝置，使物料在系統(tǒng)中有適宜的停留時(shí)間，進(jìn)一步提高系統(tǒng)熱效率，減少流體阻力損失，提高產(chǎn)量，減少投資費(fèi)用，獲得質(zhì)量均勻、活性高、純度好的產(chǎn)品。
本發(fā)明是一種由三級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱、煅燒、旋風(fēng)分離、一級(jí)旋風(fēng)冷卻工序組成的菱鎂礦氣體懸浮輕燒系統(tǒng)的工藝方法，物料顆粒在系統(tǒng)中平均停留時(shí)間為120-300秒，從煅燒器出來的廢氣，經(jīng)過三級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器后，系統(tǒng)出口的廢氣溫度為150-400℃，輕燒后的產(chǎn)品經(jīng)一級(jí)旋風(fēng)冷卻后，溫度可降到150℃，同時(shí)加熱了預(yù)燃空氣，以此提高熱效率，獲得活性高、純度高的產(chǎn)品。
本發(fā)明的菱鎂礦氣體懸浮輕燒系統(tǒng)的工藝方法，系統(tǒng)內(nèi)各換熱管中的氣流速度為6-16米/秒，從而減少系統(tǒng)的流體阻力損失，并保證系統(tǒng)的分離特性。
本發(fā)明是一種由三級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器、煅燒器、旋風(fēng)分離器，旋風(fēng)冷卻器組成的菱鎂礦懸浮輕燒系統(tǒng)的裝置，其煅燒器采用一級(jí)帶預(yù)燃室的噴騰分解爐，預(yù)燃室設(shè)在噴騰爐的正下方。由于采用噴騰分解爐，使得難于分解的大顆粒物料在爐中停留時(shí)間較長，容易分解的小顆粒物料在爐中停留時(shí)間較短，因大小不同的物料顆粒在噴騰分解爐中停留時(shí)間不同，故使物料的煅燒比較均勻，另外，由于噴騰分解爐中氣、固兩相向上并流，物料分散好，氣固之間的傳遞速度較快;預(yù)燃室設(shè)在噴騰分解爐的正下方，提高了噴嘴的噴出氣速，充分利用了來自冷卻器的預(yù)熱空氣，由此保證燃料即能充分燃燒，火焰又不會(huì)被粉料撲滅。
本發(fā)明的裝置，其預(yù)燃室設(shè)有三個(gè)成120度分布的可調(diào)節(jié)一次和二次空氣量比例的燒嘴，以保證燃料快速充分燃燒。
本發(fā)明的裝置，其旋風(fēng)預(yù)熱器的換熱管橫截面呈矩形，入料口有一散料裝置，以使物料分散均勻，并可降低物料下降速度，防止物料直接落入下面的旋風(fēng)預(yù)熱器，即防止部分物料可能走捷徑。
采用本發(fā)明的工藝方法和裝置，由于氣、固兩相接觸充分，傳熱、傳質(zhì)系數(shù)大，傳熱動(dòng)力大，干燥速度快，物料顆粒在系統(tǒng)中平均停留時(shí)間大為縮短，快速輕燒，系統(tǒng)總壓降降低到200mmH2O以下，系統(tǒng)熱效率大大提高，熱耗降低至1100千卡/公斤產(chǎn)品以下，產(chǎn)品的殘余二氧化碳量降低至0.3～3%，系統(tǒng)穩(wěn)定性好，設(shè)備安置緊湊，占地面積小，投資費(fèi)用少，生產(chǎn)能力提高，產(chǎn)品質(zhì)量均勻，活性高，純度好。
發(fā)明的實(shí)施例結(jié)合如下圖1菱鎂礦氣體懸浮輕燒系統(tǒng)的工藝流程圖。
圖2旋風(fēng)預(yù)熱器的換熱管示意圖。
粒度范圍為0-2.5毫米的菱鎂礦粉料由提升設(shè)備(1)經(jīng)Ⅰ級(jí)換熱管的入料口(17)和散料器(18)送到Ⅰ級(jí)換熱管(2)，與來自Ⅱ級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器(5)的高溫氣體充分進(jìn)行熱交換后，進(jìn)入Ⅰ級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器(3)，在Ⅰ級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器(3)中，懸浮的物料顆粒從氣體中分離出來，氣體經(jīng)風(fēng)機(jī)(14)，電收塵器(15)，煙囪(16)排出系統(tǒng)，廢氣出口溫度為150-400℃，被預(yù)熱的物料經(jīng)Ⅱ級(jí)換熱管的入料口(17)和散料器(18)進(jìn)入Ⅱ級(jí)換熱管(4)，物料進(jìn)一步被來自Ⅲ級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器(7)的高溫氣體預(yù)熱后，并流進(jìn)入Ⅱ級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器(5)，在Ⅱ級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器(5)中，懸浮的物料顆粒與氣體分離，氣體向上進(jìn)入Ⅰ級(jí)換熱管(2)，而物料經(jīng)Ⅲ級(jí)換熱管的入料口(17)和散料器(18)被排入Ⅲ級(jí)換熱管(6)，在Ⅲ級(jí)換熱管(6)中，物料被來自旋風(fēng)分離器(9)的高溫氣體預(yù)熱，此為最后的預(yù)熱階段，物料的溫度將達(dá)到煅燒的溫度，菱鎂礦將部分分解，然后，氣固兩相并流進(jìn)入Ⅲ級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器(7)中，懸浮的物料顆粒與氣體分離，被預(yù)熱并預(yù)燒的物料由噴騰分解爐的預(yù)熱物料進(jìn)口下落到噴騰分解爐(8)中，而氣體則進(jìn)入Ⅱ級(jí)換熱管(4)，在噴騰分解爐(8)中，菱鎂礦在900-1100℃溫度下煅燒，使得碳酸鎂分解完全，已分解的氧化鎂顆粒在熱氣流的作用下并流進(jìn)入旋風(fēng)分離器(9)進(jìn)行分離，被分離的氧化鎂顆粒進(jìn)入冷卻管(10)，而氣體上升到Ⅲ級(jí)換熱管(6)，氧化鎂顆粒在冷卻管(10)中與新加入的空氣相遇，其被冷卻后，再經(jīng)旋風(fēng)冷卻器(12)冷卻與分離而進(jìn)入下料斗(13)，出下料斗(13)即為活性高、純度好的氧化鎂輕燒產(chǎn)品，而被預(yù)熱的空氣進(jìn)入預(yù)燃室(11)，作為二次空氣供燃料燃燒，燃料可以是氣體或液體的燃料。本發(fā)明的實(shí)施例生產(chǎn)能力為780公斤產(chǎn)品/小時(shí)。
操作參數(shù)1.溫度(℃)Ⅰ級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器出口150-400Ⅱ級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器出口500-600Ⅲ級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器出口600-700旋風(fēng)分離器出口800-900噴騰分解爐900-1100旋風(fēng)冷卻器出口150-3002.壓力(mmH2O)Ⅰ級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器出口-150～-200Ⅱ級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器出口-100～-200Ⅲ級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器出口-80～-120旋風(fēng)分離器出口-40～-80噴騰分解爐-28～-35旋風(fēng)冷卻器出口-5～-10
權(quán)利要求
1.一種由三級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱、煅燒、旋風(fēng)分離、旋風(fēng)冷卻工序組成的菱鎂礦氣體懸浮輕燒系統(tǒng)的工藝方法，其特征在于旋風(fēng)冷卻工序采用一級(jí)旋風(fēng)冷卻，物料顆粒在系統(tǒng)中平均停留時(shí)間為120～300秒。
2.按照權(quán)利要求
1所述的工藝方法，其特征在于系統(tǒng)內(nèi)各換熱管中的氣流速度為6～16米/秒。
3.一種由三級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器、煅燒器、旋風(fēng)分離器、旋風(fēng)冷卻器組成的菱鎂礦氣體懸浮輕燒系統(tǒng)的裝置，其特征在于煅燒器采用一級(jí)帶預(yù)燃室的噴騰分解爐，預(yù)燃室設(shè)在噴騰分解爐的正下方。
4.按照權(quán)利要求
3所述的裝置，其特征在于預(yù)燃室設(shè)有三個(gè)成120度分布的可調(diào)節(jié)一次和二次空氣量比例的燒嘴。
5.按照權(quán)利要求
3、4所述的裝置，其特征在于旋風(fēng)預(yù)熱器的換熱管為矩形，入料口有一散料裝置。
專利摘要
本發(fā)明是一種由三級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱、煅燒、旋風(fēng)分離、一級(jí)旋風(fēng)冷卻工序組成的菱鎂礦氣體懸浮輕燒的工藝方法及其裝置，物料顆粒在系統(tǒng)中平均停留時(shí)間為120～300秒；其煅燒器采用一級(jí)帶預(yù)燃室的噴騰分解爐，預(yù)燃室設(shè)在噴騰分解爐的正下方。采用本發(fā)明，可降低系統(tǒng)總壓降和熱耗，提高熱效率，投資少，產(chǎn)量高，產(chǎn)品質(zhì)量均勻，活性高，殘?zhí)剂康汀?br>文檔編號(hào)C04B2/10GK85106397SQ85106397
公開日1987年2月18日 申請日期1985年8月23日
發(fā)明者徐德龍 申請人:四川省德陽耐火材料廠導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan