[发明专利]一种高效节能的重镁水热解方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高效节能的重镁水热解方法，特别涉及用白云石或菱镁石碳化法生产高膨松度碳酸镁的方法。

背景技术

碳酸氢镁的水溶液俗称重镁水，碳酸氢镁是不稳定的弱酸盐，本发明所指的热解也就是重镁水受热分解成碱式碳酸镁沉淀(又叫轻质碳酸镁)并放出二氧化碳的过程。主要反应式如下：5Mg(HCO₃)₂+nH₂O＝4MgCO₃·Mg(OH)₂·4H₂O↓+6CO₂↑+nH₂O。

工业化生产中重镁水的镁浓度低，通常在8—15g/L(以MgO计)，将大量的水溶液加热热解，需要耗费大量的热能，而传统热解温度要达95～105℃，其能耗占整个镁盐生产的60％以上，现在的热解技术对传统的热解技术做了一些持续的改进：一是改进负压生产的连续化，实现低温连续生产；二是尽可能利用低位热能，做到热能的分级利用，但都是在原有的装置基础上稍加改造，从生产投入和整体运行效益都没能实现较大的改变。

如专利CN200910180206.6(低压热解连续制取轻质碳酸镁的专用装置)，仍然需要用到锅炉和真空泵，而锅炉的热效率低，作为一种热水锅炉，直接加热重镁水，长期用后易结垢，传热效果更差，热效率更低，而真空泵耗电能较大的设备，系统都是负压，整个装置投入也大，生产成本比传统装置虽有节省，综合成本仍高，工业化生产不能显现效益。

如专利CN201210147887.8(热解重镁水制取碱式碳酸镁的方法及装置)其实施例中涉及到20g/L，甚至达100g/L重镁水含氧化镁浓度，要生产出这样高浓度的重镁水本身就要很高的成本，不符合工业生产现实；或者涉及到90℃的高温液，这是低位热能难实现的，要么需要高成本才能实现。对于低位热能的利用还考虑到熔盐、导热油等热媒介，这样获取低位热能的单个设备就要大量的资金投入，高于同等功率的燃煤锅炉，那么整套热解装置固定投入很大，其节省的生产成本不足以抵消设备折旧，生产成本太高。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种设备简单，固定投入低，运行费用低，热解温度低，能耗少，热能利用率高，不易结垢堵塞的高效节能的重镁水热解方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种高效节能的重镁水热解方法，将重镁水经雾化装置进行雾化处理后，与高温热风接触完成混合、加热、分解，雾化后的重镁水与高温热风呈逆流走向，充分热解反应后，在分离器中完成气液分离，再进行固液分离，得到的固体碱式碳酸镁结晶，经干燥后，得到纯白色高膨松的碱式碳酸镁。

所述高温热风与重镁水的体积比设置为500～600:1，过小不利于热解完全。

热解过程中，所述高温热风温度设置为400～500℃，二氧化碳浓度设置为15％以下。

所述高温热风由直燃式热风炉或燃煤式间接热风炉提供。

所述重镁水在2级串联的雾化装置中，分别进行雾化预热、雾化热解。

干燥过程中，先在220～280℃下用三层带式烘干机烘1～2h，将水份控制在30％～45％，然后在220～250℃下用旋转闪蒸干燥机干燥，将水份控制到2％以下。

雾化装置内重镁水的雾化粒径设置为0.1～0.6毫米。

本发明热解过程，在负压环境中进行。

本发明中重镁水与热风(热潮气)直接接触，在一级雾化装置里完成混合预热及热能的充分利用，做到热能的分级利用。在二级雾化装置里完成混合、加热、分解，达到60℃温度时，完成热解。从雾化器出来的气液混合物用气液分离器分离，与雾化装置配套使用，一级气液分离器分离出来的为低温饱和湿气体，气温40-45℃，不含有分解固相物，没有利用价值，排入空气中；预热的重镁水泵入二级雾化装置，经二级固液分离器分离出来的热潮气体温度为90～100℃，供一级雾化装置；分离出来的热液为热解产物，其固相为碱式碳酸镁，呈絮状体。

本发明所采用的技术方案具有以下有益效果：

(1)本发明热解是在高速流动的气雾中完成，不存在间接加热所带来的壁面结疤现象，热解前后液体都处于高速流动或分散状态，不会发生“粘壁”现象彻底解决了当前装置易结垢堵塞现象，可长时间连续运行；

(2)热解温度低，能耗少，热能利用率高，实现了节能减排提升效益；

(3)设备简单，工艺流程短，操作容易，安全性能好；

(4)产品品质好，热解产物呈絮状，烘干后，松装密度0.10；