正压沉镁、干法负压蒸氨的氢氧化镁生产装置的制作方法

专利查询2022-5-21  162



1.本实用新型属于化工技术领域,具体涉及正压沉镁、干法负压蒸氨的氢氧化镁生产装置。


背景技术:

2.氢氧化镁工业生产方法一般是采用氨法和烧碱法等,以氨法制备为主。主要原料采用轻烧粉、卤水等,若处理不当,会影响氢氧化镁的晶型,进而影响氢氧化镁的品质。氢氧化镁制备过程一般采用釜式反应器及机械搅拌,这种制备设备存在的弊端是传热、传质效率低;反应周期长,能耗高,能耗的增加导致成本上升,不利于工业化生产。
3.本领域急于寻找一种低能耗、环境友好型的制备氢氧化镁工艺,其能克服上述技术问题。采用新设备由制钾肥副产的水氯镁石、工业氧化钙粉末通过蒸氨反应和沉镁反应制备氢氧化镁,生产高品质氢氧化镁,工艺简单,质量稳定,典型绿色化工工艺,属于环境友好过程。


技术实现要素:

4.针对上述工程问题和市场需求,为了克服现有技术中存在的问题,本实用新型提供正压沉镁、干法负压蒸氨的氢氧化镁生产装置,该装置工艺流程简单,连续操作,自动化程度高,资源循环利用,环境友好。
5.为实现上述目的,本实用新型采用以下技术方案:正压沉镁、干法负压蒸氨的氢氧化镁生产装置,包括依次连接的溶解罐、离心机进料罐、卧式双鼓离心机、气雾沉镁塔、喷射沉镁反应器、沉镁液闪蒸罐、胀鼓式过滤器、带式真空过滤机、桨叶干燥机、气流粉碎机;所述溶解罐用于溶解水氯镁石;所述离心机进料罐用于水氯镁石溶液中间贮存;所述卧式双鼓离心机用于对水氯镁石溶液及固体杂质进行液固分离;所述气雾沉镁塔用于对分离出的精镁液进行雾化并与氨气进行沉镁反应;所述喷射沉镁反应器用于沉镁液与氨气继续进行沉镁反应;所述沉镁液闪蒸罐用于对沉镁液进行闪蒸;所述胀鼓式过滤器用于对沉镁闪蒸液进行浓缩;所述带式真空过滤机用于对胀鼓式过滤器浓缩液进行液固分离;所述桨叶干燥机用于干燥真空过滤机过滤出的氢氧化镁滤饼;所述气流粉碎机用于对桨叶干燥机干燥后的氢氧化镁粉末研磨分级;
6.所述装置还包括依次连接的母液罐、预蒸氨罐、空化蒸氨反应器、蒸氨液闪蒸罐;所述母液罐与胀鼓式过滤器、带式真空过滤机连接,用于收集胀鼓式过滤器、带式真空过滤机分离出的氯化铵母液;所述预蒸氨罐用于对氧化钙粉末、氯化铵母液消化及预蒸氨;所述空化蒸氨反应器用于氢氧化钙与氯化铵母液的蒸氨反应;所述蒸氨液闪蒸罐用于对蒸氨液进行闪蒸;所述空化蒸氨反应器上方设有负压蒸氨塔,所述负压蒸氨塔用于对氨及水蒸汽的分离。
7.进一步地,所述空化蒸氨反应器外壁上设有用于向反应器内通入蒸汽的气流空化喷嘴,内壁上设有齿形挡板,该反应器内设有中空的搅拌传热转子,所述搅拌传热转子外壁
设有多层桨叶。
8.进一步地,所述多层桨叶为均匀布设在搅拌传热转子上的45度12叶透平桨,各层桨叶均与齿形挡板的各齿在水平方向上交错设置;所述齿形挡板为四块,间隔90
°
呈对称设置在反应器内壁上。
9.进一步地,气雾沉镁塔内下部设有气液两相雾化喷嘴,上部由上至下设有除雾器及喷淋头,塔底设有液封管,所述液封管延伸至喷射沉镁反应器内的液面之下;所述负压蒸氨塔塔内由上至下设有除雾器、内置冷却器及白钢规整填料。
10.进一步地,所述喷射沉镁反应器为喷射搅拌,采用夹套换热;所述空化蒸氨反应器通过蒸汽通入搅拌传热转子和气流空化喷嘴通入的水蒸汽直接换热。
11.进一步地,所述装置还包括:气液分离罐,氨气缓冲罐,氨气压缩机;所述气液分离罐的入口与喷射沉镁反应器未反应氨气出口及负压蒸氨塔顶部氨气出口连接,用于对收集的氨气进行气液分离;所述氨气压缩机输入端连接气液分离罐的气相出口,输出端连接氨气缓冲罐入口,氨气缓冲罐出口连接气雾沉镁塔氨气入口。
12.进一步地,所述装置还包括氨气、水蒸汽压缩机(mvr);所述氨气、水蒸汽压缩机输入端连接蒸氨液闪蒸罐及沉镁液闪蒸罐,输出端连接空化蒸氨反应器气流空化喷嘴。
13.进一步地,所述装置还包括蒸汽射流器(tvr),冷凝水闪蒸罐;所述蒸汽射流器与桨叶干燥机连接,所述桨叶干燥机采用蒸汽加热夹套换热和蒸汽加热搅拌桨叶换热干燥氢氧化镁滤饼,产生的二次水蒸汽作为辅助热源经蒸汽射流器再次进入桨叶干燥机蒸汽加热夹套、蒸汽加热搅拌桨叶,干燥物料;所述空化蒸氨反应器的搅拌传热转子以水蒸汽为热源,所述冷凝水闪蒸罐用于收集空化蒸氨反应器传热转子、桨叶干燥机产生的水蒸汽冷凝水,收集的水蒸汽冷凝水闪蒸出二次水蒸汽后,用于卧式双鼓离心机的滤饼和带式真空过滤机的滤饼洗涤水。
14.一种基于上述装置的氢氧化镁生产方法,具体包括如下步骤:
15.(1)原料水氯镁石、水进入溶解罐内,在机械搅拌器搅拌下,水氯镁石进行溶解;
16.(2)将溶解罐内水氯镁石溶液经重力连续进入到离心机进料罐内,经水氯镁石溶液泵进入到卧式双鼓离心机;
17.(3)水氯镁石溶液进入到卧式双鼓离心机进行液固分离;分离出的废渣进入到废渣处理系统;分离出的精镁液进入到精镁液罐,经精镁液泵连续进入到气雾沉镁塔;
18.(4)精镁液罐内的精镁液经精镁液泵连续进入到气雾沉镁塔内上部的喷淋头和下部的气液两相雾化喷嘴,雾化的精镁液与氨气进行沉镁反应;未反应的氨气经除雾器排出塔外进入到喷射沉镁反应器的耦合器,沉镁液经液封管进入到喷射沉镁反应器内的液面下;
19.(5)喷射沉镁反应器的动力流体泵将沉镁液进入到耦合器,经喷射器和氨气继续进行沉镁反应;沉镁液经沉镁液泵进入到沉镁液闪蒸罐;
20.(6)沉镁液进入到沉镁液闪蒸罐,绝热闪蒸出氨气、水蒸汽,氨气、水蒸汽进入到氨气、水蒸汽压缩机升温升压后作为二次水蒸汽(含有少量氨气)使用;沉镁液闪蒸罐内闪蒸液经重力进入到胀鼓式过滤器;
21.(7)沉镁液闪蒸罐内闪蒸液经重力进入到胀鼓式过滤器进行浓缩;分离出的清液经清液泵部分进入到气雾沉镁塔作为除雾器喷淋液,部分进入到母液罐;胀鼓式过滤器内
的浓缩液经浓缩液泵进入到带式真空过滤机;
22.(8)胀鼓式过滤器内的浓缩液经浓缩液泵进入到带式真空过滤机进行液固分离;分离出的母液进入到母液罐,经母液泵去预蒸氨罐;分离出的氢氧化镁滤饼经螺旋输料机进入到桨叶干燥机;
23.(9)氢氧化镁滤饼经螺旋输料机进入到桨叶干燥机进行干燥,桨叶干燥机采用蒸汽加热夹套换热和蒸汽加热搅拌桨叶换热干燥氢氧化镁滤饼;桨叶干燥机干燥后的氢氧化镁粉末经螺旋输料器进入到气流粉碎机;
24.(10)桨叶干燥机干燥后的氢氧化镁粉末经螺旋输料器进入到气流粉碎机进行研磨分级后,经旋风分离器、袋式过滤器将气固分离,氢氧化镁粉末进入到氢氧化镁粉末料仓;
25.(11)来自母液罐的母液和氧化钙粉末一起进入到预蒸氨罐,在机械搅拌的作用下,氧化钙消化溶解,产生的沉砂经排砂器进入排砂系统,氧化钙消化液溢流到空化蒸氨反应器,产生的氨气、水蒸汽从预蒸氨罐顶排出进入到负压蒸氨塔底部;
26.(12)来自预蒸氨罐顶部的氨气、水蒸汽进入到负压蒸氨塔底部,空化蒸氨反应器内产生的氨气、水蒸汽进入到负压蒸氨塔底部,在负压蒸氨塔内将氨气和水蒸汽分离;
27.(13)空化蒸氨反应器内,氧化钙消化液在空化蒸氨反应器内进行蒸氨反应;空化蒸氨反应器内的气相进入到负压蒸氨塔,空化蒸氨反应器内的液相经蒸氨液泵进入到蒸氨液闪蒸罐;
28.(14)空化蒸氨反应器内的液相进入到蒸氨液闪蒸罐内,绝热闪蒸出氨气、水蒸汽,和来自沉镁液闪蒸罐的氨气、水蒸汽一并进入到氨气、水蒸汽压缩机,升温升压后作为二次水蒸汽使用,同时加热空化蒸氨反应器内的物料;蒸氨液闪蒸罐内闪蒸液去氯化钙回收系统。
29.进一步地,所述步骤(1)溶解罐内加入原料为水氯镁石(质量含量大于96%)、废渣洗涤水、工艺水,在机械搅拌器搅拌下,进行溶解;水氯镁石质量浓度以mgcl2计为30%~33%,所述溶解罐内温度为50℃~55℃,压力为常压,物料的停留时间为2h~2.5h。
30.进一步地,所述步骤(2)中离心机进料罐内温度为45℃~50℃,压力为常压,物料的停留时间为1h~1.5h;
31.进一步地,所述步骤(3)中卧式双鼓离心机的外转鼓为2350rpm,内转鼓为2400rpm,杂质滤饼的温度为40℃~45℃,含湿率为(湿基)15%~20%;
32.进一步地,所述步骤(4)中雾化的精镁液与来自氨气缓冲罐的氨气进行沉镁反应;气雾沉镁塔塔顶温度为80℃~85℃,压力为0.15mpa~0.17mpa,塔底温度为110℃~115℃,压力为0.2mpa~0.22mpa,氯化镁和氨气的摩尔比为1:(6~7)。
33.进一步地,所述步骤(5)中喷射沉镁反应器中的氨气、水蒸汽经冷凝器冷凝后进入到气液分离罐,分离出的氨气经氨气压缩机进入到氨气缓冲罐;沉镁液经沉镁液泵进入到沉镁液闪蒸罐;所述喷射沉镁反应器内温度为120℃~125℃,压力为0.25mpa~0.30mpa,物料的停留时间为2h~2.5h;
34.进一步地,所述步骤(6)沉镁液闪蒸罐绝热闪蒸温度为60℃~65℃,物料的停留时间为1h~1.5h。
35.进一步地,所述步骤(7)中胀鼓式过滤器内温度为50℃~55℃,压力为常压,物料
的停留时间为0.5h~1h,浓缩后氢氧化镁质量含量为30%~35%。
36.进一步地,所述步骤(8)中带式真空过滤机压力为0.030mpa~0.035mpa,氢氧化镁滤饼含湿率为(湿基)15%~20%,温度为40℃~45℃。
37.进一步地,所述步骤(9)中桨叶干燥机内温度为130℃~135℃,压力为0.27mpa~0.315mpa,干燥后氢氧化镁粉末含湿率为(湿基)0.1%~0.2%,物料的停留时间为0.75h~1h;所述冷凝水闪蒸罐绝热闪蒸温度为60℃~65℃,物料的停留时间为1h~1.5h。
38.进一步地,所述步骤(10)中气流粉碎机研磨分级后的氢氧化镁的粒径小于5μm。
39.进一步地,所述步骤(11)中来自母液罐的母液经负压蒸氨塔内置冷却器预热后和75μm氧化钙(质量含量大于97%)粉末一起进入到预蒸氨罐;所述预蒸氨罐内温度为80℃~85℃,压力为0.095mpa~0.097mpa,氯化铵与氧化钙的摩尔比为1:0.60~1:0.65,物料的停留时间为2h~2.5h。
40.进一步地,所述步骤(12)中在负压蒸氨塔内将氨气和水蒸汽分离,氨气除雾后进入到冷凝器冷凝,经气液分离罐分离出冷凝水和氨气;冷凝水经冷凝水泵部分进入负压蒸氨塔顶部作为除雾器喷淋水,部分进入预蒸氨罐作为氧化钙粉末的配料水;氨气经氨气压缩机压缩后进入到氨气缓冲罐;所述负压蒸氨塔塔顶温度为75℃~80℃,塔顶压力为0.090mpa~0.092mpa。
41.进一步地,所述步骤(13)中空化蒸氨反应器内温度为85℃~90℃,压力为0.096mpa~0.098mpa,物料的停留时间为2h~2.5h。
42.进一步地,所述步骤(14)中蒸氨液闪蒸罐绝热闪蒸温度为60℃~65℃,物料的停留时间为1h~1.5h。
43.本实用新型的正压沉镁、干法负压蒸氨的氢氧化镁生产装置,同时采用先进的空化蒸氨反应器、负压蒸氨塔、喷射沉镁反应器、气雾沉镁塔、mvr、tvr等装备;采用空化蒸氨反应器、喷射沉镁反应器直接取代了机械搅拌釜式反应器,安全,节能,采用tvr回收干燥过程产生的水蒸汽、水蒸汽冷凝水闪蒸出的二次蒸汽,采用mvr回收沉镁液、蒸氨液的热量,大幅度降低了能耗,以实现制备氢氧化镁过程中资源的合理利用。
44.与现有技术相比,本实用新型的有益效果为:
45.1.氨气密闭循环利用,环境友好;蒸氨、沉镁反应后的物流闪蒸出低压水蒸汽至mvr,二次水蒸汽可为进行蒸氨反应的空化蒸氨反应器提供辅助热源及空化气流;桨叶干燥机分离出的水蒸汽、水蒸汽冷凝水闪蒸出的二次水蒸汽为桨叶干燥机提供辅助热源;闪蒸后的水蒸汽冷凝水作为滤饼洗涤水;资源有效利用,节能,绿色环保。
46.2.采用喷射沉镁反应器、空化蒸氨反应器、白钢规整填料的气雾沉镁塔和白钢规整填料的负压蒸氨塔,强化了传热、传质,提高了生产效率,缩短了反应时间;气雾沉镁为氢氧化镁的晶型完整创造了先决条件,喷射沉镁反应器高温沉镁为氢氧化镁的晶型完整提供了水热条件;
47.3.氢氧化镁收率大于90%,氢氧化镁质量优于工业品国标;干法负压蒸氨回收了氧化钙的全部反应热;本实用新型工艺成熟,连续操作,自动化程度高,资源循环利用,环境友好,装置综合节能25%。
附图说明
48.图1为本实用新型正压沉镁、干法负压蒸氨的氢氧化镁生产装置示意图;
49.图2为本实用新型空化蒸氨反应器结构示意图;
50.附图标记:1、溶解罐,1-1、机械搅拌器;2、离心机进料罐,2-1、机械搅拌器,2-2水氯镁石溶液泵;3、卧式双鼓离心机,3-1、精镁液罐,3-2、精镁液泵;4、气雾沉镁塔,4-1、除雾器,4-2、喷淋头,4-3、气液两相雾化喷嘴,4-4、液封管;5、喷射沉镁反应器,5-1、耦合器,5-2、喷射器,5-3、动力流体泵,5-4、冷凝器,5-5、沉镁液泵;6、沉镁液闪蒸罐,6-1、机械搅拌器;7、胀鼓式过滤器,7-1、过滤袋,7-2、浓缩液泵,7-3、清液泵;8、带式真空过滤机,8-1、真空室,8-2、缓冲罐,8-3、真空泵,8-4、洗水泵,8-5、母液罐,8-6、母液泵;9、桨叶干燥机,9-1、螺旋输料器,9-2、冷凝水闪蒸罐,9-3、冷凝水泵,9-4、蒸汽喷射器(tvr),9-5、蒸汽加热夹套,9-6、蒸汽加热搅拌浆叶;10、气流粉碎机,10-1、旋风分离器,10-2、袋式过滤器,10-3、氢氧化镁粉末料仓;11、预蒸氨罐,11-1、氧化钙粉末进料器,11-2、机械搅拌器,11-3、排砂器;12、负压蒸氨塔,12-1、除雾器,12-2、内置冷却器,12-3、白钢规整填料,12-4、冷凝器,12-5、气液分离罐,12-6、冷凝液泵,12-7、氨气压缩机,12-8、氨气缓冲罐;13、空化蒸氨反应器,13-1、搅拌传热转子,13-2、机械密封,13-3、齿形挡板(四块均布),13-4、气流空化喷嘴,13-5、45度12叶透平桨(四层),13-6、蒸氨液泵;14、蒸氨液闪蒸罐,14-1、机械搅拌器,14-2氨气、水蒸汽压缩机。
具体实施方式
51.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
52.实施例1
53.如图1、2所示,正压沉镁、干法负压蒸氨的氢氧化镁生产装置,包括依次连接的溶解罐1、离心机进料罐2、卧式双鼓离心机3、气雾沉镁塔4、喷射沉镁反应器5、沉镁液闪蒸罐6、胀鼓式过滤器7、带式真空过滤机8、桨叶干燥机9、气流粉碎机10;所述溶解罐用于水溶解水氯镁石;所述离心机进料罐用于水氯镁石溶液中间贮存;所述卧式双鼓离心机用于对水氯镁石溶液及固体杂质进行液固分离;所述气雾沉镁塔用于对分离出的精镁液进行雾化并与氨气进行沉镁反应;所述喷射沉镁反应器用于沉镁液与氨气继续进行沉镁反应;所述沉镁液闪蒸罐用于对沉镁液进行闪蒸;所述胀鼓式过滤器用于对沉镁闪蒸液进行浓缩;所述带式真空过滤机用于对胀鼓式过滤器浓缩液进行液固分离;所述桨叶干燥机用于干燥真空过滤机过滤出的氢氧化镁滤饼;所述气流粉碎机用于对桨叶干燥机干燥后的氢氧化镁粉末研磨分级;
54.所述装置还包括依次连接的母液罐8-5、预蒸氨罐11、空化蒸氨反应器13、蒸氨液闪蒸罐14;所述母液罐与胀鼓式过滤器、带式真空过滤机连接,用于收集胀鼓式过滤器、带式真空过滤机分离出的氯化铵母液,作为溶解氧化钙的配料溶液;所述预蒸氨罐用于对氧化钙粉末、氯化铵母液消化及预蒸氨;所述空化蒸氨反应器用于氢氧化钙与氯化铵母液的蒸氨反应;所述蒸氨液闪蒸罐用于对蒸氨液进行闪蒸;所述空化蒸氨反应器上方设有负压蒸氨塔12,所述负压蒸氨塔用于对氨及水蒸汽的分离;
55.所述喷射沉镁反应器为喷射搅拌,采用夹套换热;所述空化蒸氨反应器通过蒸汽通入搅拌传热转子和气流空化喷嘴通入的水蒸汽直接换热。
56.作为技术方案的改进,外壁上设有用于向反应器内通入蒸汽的气流空化喷嘴13-4,内壁上设有齿形挡板13-3,该反应器内设有中空的搅拌传热转子13-1,所述搅拌传热转子外壁设有多层桨叶,所述多层桨叶为均匀布设在搅拌传热转子上的45度12叶透平桨,各层桨叶均与齿形挡板的各齿在水平方向上交错设置;所述齿形挡板为四块,间隔90
°
呈对称设置在反应器内壁上。空化蒸氨反应器采用蒸汽通过气流空化喷嘴进行空化同时加热物料,45度12叶透平桨(四层)和齿形挡板(四块均布)间也可以产生空化;空化会在非常小的范围内产生强烈的冲击波与微射流,并导致热点的产生,温度可以达到10000k,压力大约100mpa,相应发生热点效应、机械效应和化学效应等空化效应,有利于氧化钙颗粒消化反应进行。
57.作为技术方案的改进,所述装置还包括:气液分离罐12-5,氨气缓冲罐12-8,氨气压缩机12-7;所述气液分离罐的入口与喷射沉镁反应器未反应氨气出口及负压蒸氨塔顶部氨气出口连接,用于对收集的氨气进行气液分离;所述氨气压缩机输入端连接气液分离罐的气相出口,输出端连接氨气缓冲罐入口,氨气缓冲罐出口连接气雾沉镁塔氨气入口。喷射沉镁反应器未反应氨气、负压蒸氨塔内的分离出的氨气经冷凝器冷凝,气液分离,经氨气压缩机压缩后的氨气进入氨气缓冲罐,氨气缓冲罐收集的氨气进入到气雾沉镁塔。
58.作为技术方案的改进,所述装置还包括氨气、水蒸汽压缩机(mvr)14-2;所述氨气、水蒸汽压缩机输入端连接蒸氨液闪蒸罐及沉镁液闪蒸罐,输出端连接空化蒸氨反应器气流空化喷嘴。蒸氨液闪蒸罐、沉镁液闪蒸罐内绝热闪蒸出的氨气、水蒸汽进入氨气、水蒸汽压缩机升温升压后形成二次水蒸汽,进入空化蒸氨反应器侧壁上的气流空化喷嘴,作为空化蒸氨反应器气流空化喷嘴的空化气流,也作为空化蒸氨反应器的辅助热源。
59.作为技术方案的改进,所述装置还包括蒸汽射流器(tvr)9-4,冷凝水闪蒸罐9-2;所述蒸汽射流器与桨叶干燥机连接,所述桨叶干燥机采用蒸汽加热夹套换热和蒸汽加热搅拌桨叶换热干燥氢氧化镁滤饼,产生的二次水蒸汽作为辅助热源经蒸汽射流器再次进入桨叶干燥机蒸汽加热夹套、蒸汽加热搅拌桨叶,干燥物料;所述空化蒸氨反应器的搅拌传热转子以水蒸汽为热源,所述冷凝水闪蒸罐用于收集空化蒸氨反应器传热转子、桨叶干燥机产生的水蒸汽冷凝水,收集的水蒸汽冷凝水闪蒸出二次水蒸汽后,闪蒸冷凝水通过冷凝水泵9-3输送至卧式双鼓离心机及带式真空过滤机,用于卧式双鼓离心机的滤饼和带式真空过滤机的滤饼洗涤水。
60.其中,空化蒸氨反应器传热转子以水蒸汽为热源,桨叶干燥机以水蒸汽、桨叶干燥机产生的二次水蒸汽、水蒸汽冷凝水闪蒸出的二次水蒸汽为热源。
61.其中:
62.本实施例采用的气雾沉镁塔由除雾器4-1、喷淋头4-2、气液两相雾化喷嘴4-3、液封管组成4-4;气雾沉镁塔内下部设有气液两相雾化喷嘴,上部由上至下设有除雾器及喷淋头,塔底设有液封管,所述液封管延伸至喷射沉镁反应器内的液面之下。
63.所述喷射沉镁反应器由耦合器5-1、喷射器5-2组成,相关组件还包括动力流体泵5-3、冷凝器5-4、沉镁液泵5-5;其中耦合器由混合液进入管、混合液分配腔、气体吸入管、气体分配腔等组成;喷射器采用文氏管射流原理,由动力流体入口、导流环、动力流体喷嘴、气
体吸入口、混合腔、扩散腔、混合液出口组成;运行动力流体泵吸取器内混合液,泵入耦合器,动力流体经过喷嘴,形成高速流体,此时流体的动能最大,势能最小,就会在气体吸入口产生负压,然后将气体吸入,被吸入的气体在负压区迅速膨胀并被动力流体打成微小气泡,在耦合器中,气、液两相充分混合,并且由于能量交换而加速排出,再经过扩压腔将混合液的势能增加到最大值,混合流体的拖拽作用更加强了混合搅拌效果;氨气由耦合器吸入,可以产生接近音速的高速射流,有利于混合液间的传热传质进行沉镁反应;
64.所述带式真空过滤机由真空室8-1、缓冲罐8-2、真空泵8-3、洗水泵8-4组成;浓缩液经过真空室8-1,在真空泵8-3的作用下,母液先进入到缓冲罐8-2再进入母液罐8-5,洗水泵8-4用于将一次洗涤水冲洗初级滤饼;
65.所述负压蒸氨塔由自上至下除雾器12-1、内置冷却器12-2、白钢规整填料12-3组成,相关组件还包括冷凝器12-4、气液分离罐12-5、冷凝液泵12-6、氨气压缩机12-7、氨气缓冲罐12-8;空化蒸氨反应器起到了负压蒸氨塔再沸器的作用,在负压蒸氨塔内经白钢规整填料将氨气和水蒸汽分离,内置冷却器可以产生内回流,冷却的氨气经除雾器除雾后进入到氨气压缩机,压缩后的氨气经氨气缓冲罐进入到气雾沉镁塔;
66.所述空化蒸氨反应器由中空的搅拌传热转子13-1、机械密封13-2、齿形挡板(四块均布)13-3、气流空化喷嘴13-4、45度12叶透平桨(四层)13-5组成,相关组件还包括蒸氨液泵13-6;氧化钙消化浆液在空化蒸氨反应器内进行蒸氨反应,经气流空化喷嘴、高速搅拌传热转子上的四层45度12叶透平桨,齿形挡板共同作用下产生空化效应,有效地剥离了水化层;空化作用造成的瞬间局部高温高压、微射流和冲击波对化学反应的进行提供了良好的理化环境,提高化学反应速率,提供化学反应动力;使流场中的宏观混合、微观混合得到了提高,气、液、固三相具有极高的传质速率。
67.本实施例采用的原料为水氯镁石(质量含量大于96%),75μm氧化钙(质量含量大于97%)粉末;所用公用工程水蒸汽为自备电厂0.45mpa,245℃的背压水蒸汽;公用工程水蒸汽主要为桨叶干燥机提供热源,同时也为空化蒸氨反应器提供热源。
68.本实施例所述生产装置开车时,溶解罐采用工艺水配料,空化蒸氨反应器采用公用工程水蒸汽通过搅拌传热转子加热物料;生产装置开车时,氨气来自氨气缓冲罐的补充氨气,喷射沉镁反应器采用公用工程水蒸汽通过夹套加热物料,直至整个生产装置正常运行,切换到冷却水继续反应;各装置设备通过相应的管线连接,附图1中管线在图上发生交叉而实际并不相交时,按照竖断横不断的原则绘制。
69.正压沉镁、干法负压蒸氨的氢氧化镁生产方法,具体包括如下步骤:
70.(1)原料水氯镁石、来自废渣处理系统的洗涤水、工艺水进入溶解罐1内,在机械搅拌器1-1搅拌下,水氯镁石进行溶解;
71.(2)将溶解罐内水氯镁石溶液经重力连续进入到离心机进料罐2内,在机械搅拌器2-1搅拌下,经水氯镁石溶液泵2-2进入到卧式双鼓离心机3;
72.(3)离心机进料罐内水氯镁石溶液经水氯镁石溶液泵进入到卧式双鼓离心机进行液固分离;分离出的废渣进入到废渣处理系统;分离出的精镁液进入到精镁液罐3-1,经精镁液泵3-2连续进入到气雾沉镁塔4;在废渣处理系统对废渣(含少量水氯美石)进行洗涤,洗涤水输送到溶解罐1;
73.(4)精镁液罐内的精镁液经精镁液泵连续进入到气雾沉镁塔内上部的喷淋头4-2
和下部的气液两相雾化喷嘴4-3,雾化的精镁液与来自氨气缓冲罐12-8的氨气进行沉镁反应;未反应的氨气经除雾器4-1排出塔外进入到喷射沉镁反应器的耦合器5-1,沉镁液经液封管4-4进入到喷射沉镁反应器5内的液面下;
74.(5)气雾沉镁塔内的沉镁液经液封管进入到喷射沉镁反应器内的液面下,喷射沉镁反应器的动力流体泵5-3将沉镁液进入到耦合器5-1,经喷射器5-2和氨气继续进行沉镁反应;喷射沉镁反应器中的氨气、水蒸汽经冷凝器5-4冷凝后进入到气液分离罐12-5,分离出的氨气经氨气压缩机12-7进入到氨气缓冲罐12-8(压力要大于气雾沉镁塔的塔底压力);沉镁液经沉镁液泵5-5进入到沉镁液闪蒸罐6;
75.(6)沉镁液进入到沉镁液闪蒸罐,机械搅拌器6-1进行搅拌,绝热闪蒸出氨气、水蒸汽,氨气、水蒸汽进入到氨气、水蒸汽压缩机14-2升温升压后作为二次水蒸汽(含有少量氨气)使用;沉镁液闪蒸罐内闪蒸液经重力进入到胀鼓式过滤器7;
76.(7)沉镁液闪蒸罐内闪蒸液经重力进入到胀鼓式过滤器进行浓缩;过滤袋7-1分离出的清液经清液泵7-3部分进入到气雾沉镁塔4作为除雾器喷淋液,部分进入到母液罐8-5;胀鼓式过滤器内的浓缩液经浓缩液泵7-2进入到带式真空过滤机8;
77.(8)胀鼓式过滤器内的浓缩液经浓缩液泵进入到带式真空过滤机进行液固分离;分离出的母液进入到母液罐,经母液泵8-6去预蒸氨罐;分离出的氢氧化镁滤饼经螺旋输料机9-1进入到桨叶干燥机9;
78.(9)氢氧化镁滤饼经螺旋输料机进入到桨叶干燥机进行干燥,桨叶干燥机采用蒸汽加热夹套9-5换热和蒸汽加热搅拌桨叶9-6换热干燥氢氧化镁滤饼;桨叶干燥机内排出的蒸汽、蒸汽加热夹套换热和蒸汽加热搅拌桨叶换热冷凝水闪蒸出的二次蒸汽,经蒸汽喷射器(tvr)9-4作为辅助热源再进入蒸汽加热夹套和蒸汽加热搅拌桨叶;闪蒸后的冷凝水作为卧式双鼓离心机废渣的洗涤水、带式真空过滤机氢氧化镁滤饼的洗涤水;桨叶干燥机干燥后的氢氧化镁粉末经螺旋输料器进入到气流粉碎机10;
79.(10)桨叶干燥机干燥后的氢氧化镁粉末经螺旋输料器进入到气流粉碎机进行研磨分级后,经旋风分离器10-1、袋式过滤器10-2将气固分离,氢氧化镁粉末进入到氢氧化镁粉末料仓10-3;
80.(11)来自母液罐的母液经负压蒸氨塔内置冷却器12-2预热后和氧化钙粉末一起进入到预蒸氨罐11,氧化钙通过氧化钙粉末进料器11-1进料,在机械搅拌器11-2的作用下,氧化钙消化溶解,产生的沉砂经排砂器11-3进入排砂系统,氧化钙消化液溢流到空化蒸氨反应器13,产生的氨气、水蒸汽从预蒸氨罐顶排出进入到负压蒸氨塔12底部;
81.(12)来自预蒸氨罐顶部的氨气、水蒸汽进入到负压蒸氨塔底部,空化蒸氨反应器内产生的氨气、水蒸汽进入到负压蒸氨塔底部,在负压蒸氨塔内将氨气和水蒸汽分离,氨气除雾后进入到冷凝器12-4冷凝,经气液分离罐分离出冷凝水和氨气;冷凝水经冷凝液泵12-6部分进入负压蒸氨塔顶部作为除雾器12-1喷淋水,部分进入预蒸氨罐作为氧化钙粉末的配料水;氨气经氨气压缩机12-7压缩后进入到氨气缓冲罐12-8;
82.(13)空化蒸氨反应器内,氧化钙消化液在空化蒸氨反应器内进行蒸氨反应;空化蒸氨反应器采用二次水蒸汽(含有少量氨气)通过气流空化喷嘴13-4进行空化同时加热物料,45度12叶透平桨13-5(四层)和齿形挡板13-3(四块均布)间也可以产生空化;水蒸汽通过搅拌传热转子13-1加热物料,空化蒸氨反应器内的气相进入到负压蒸氨塔,空化蒸氨反
应器内的液相经蒸氨液泵13-6进入到蒸氨液闪蒸罐14;
83.(14)空化蒸氨反应器内的液相经蒸氨液泵进入到蒸氨液闪蒸罐内,机械搅拌器14-1进行搅拌,绝热闪蒸出氨气、水蒸汽,和来自沉镁液闪蒸罐的氨气、水蒸汽一并进入到氨气、水蒸汽压缩机14-2,升温升压后的二次水蒸汽(含有少量氨气)作为空化蒸氨反应器气流空化喷嘴的空化气流使用,同时加热空化蒸氨反应器内的物料;蒸氨液闪蒸罐内闪蒸液去氯化钙回收系统。
84.实施例2
85.基于实施例1所述装置的正压沉镁、干法负压蒸氨的氢氧化镁生产方法,包括如下步骤:
86.(1)溶解罐内加入原料为水氯镁石(质量含量大于96%)200kg/h、废渣洗涤水、工艺水,在机械搅拌器搅拌下,进行溶解;水氯镁石质量浓度以mgcl2计为30%,所述溶解罐内温度为50℃,压力为常压,物料的停留时间为2h;
87.(2)将溶解罐内水氯镁石溶液经重力连续进入到离心机进料罐内,经水氯镁石溶液泵进入到卧式双鼓离心机;所述离心机进料罐内温度为45℃,压力为常压,物料的停留时间为1h;
88.(3)离心机进料罐内水氯镁石溶液经水氯镁石溶液泵进入到卧式双鼓离心机进行液固分离;分离出的废渣进入到废渣处理系统;分离出的精镁液进入到精镁液罐,经精镁液泵连续进入到气雾沉镁塔;所述卧式双鼓离心机的外转鼓为2350rpm,内转鼓为2400rpm,杂质滤饼的温度为40℃,含湿率为(湿基)15%;
89.(4)精镁液罐内的精镁液经精镁液泵连续进入到气雾沉镁塔内上部的喷淋头和下部的气液两相雾化喷嘴,雾化的精镁液与来自氨气缓冲罐的氨气进行沉镁反应;未反应的氨气经除雾器排出塔外进入到喷射沉镁反应器的耦合器,沉镁液经液封管进入到喷射沉镁反应器内的液面下;气雾沉镁塔塔顶温度为80℃,压力为0.15mpa,塔底温度为110℃,压力为0.2mpa,氯化镁和氨气的摩尔比为1:6;
90.(5)气雾沉镁塔内的沉镁液经液封管进入到喷射沉镁反应器内的液面下,喷射沉镁反应器的动力流体泵将沉镁液进入到耦合器,经喷射器和氨气继续进行沉镁反应;喷射沉镁反应器中的氨气、水蒸汽经冷凝器冷凝后进入到气液分离罐,分离出的氨气经氨气压缩机进入到氨气缓冲罐;沉镁液经沉镁液泵进入到沉镁液闪蒸罐;所述喷射沉镁反应器内温度为120℃,压力为0.25mpa,物料的停留时间为2h;
91.(6)沉镁液进入到沉镁液闪蒸罐,绝热闪蒸出氨气、水蒸汽,氨气、水蒸汽进入到氨气、水蒸汽压缩机升温升压后作为二次水蒸汽(含有少量氨气)使用;沉镁液闪蒸罐内闪蒸液经重力进入到胀鼓式过滤器;所述沉镁液闪蒸罐绝热闪蒸温度为60℃,物料的停留时间为1h;
92.(7)沉镁液闪蒸罐内闪蒸液经重力进入到胀鼓式过滤器进行浓缩;分离出的清液经清液泵部分进入到气雾沉镁塔作为除雾器喷淋液,部分进入到母液罐;胀鼓式过滤器内的浓缩液经浓缩液泵进入到带式真空过滤机;所述胀鼓式过滤器内温度为50℃,压力为常压,物料的停留时间为0.5h,浓缩后氢氧化镁质量含量为30%;
93.(8)胀鼓式过滤器内的浓缩液经浓缩液泵进入到带式真空过滤机进行液固分离;分离出的母液进入到母液罐,经母液泵去预蒸氨罐;分离出的氢氧化镁滤饼经螺旋输料机
进入到桨叶干燥机;所述带式真空过滤机压力为0.030mpa,氢氧化镁滤饼含湿率为(湿基)15%,温度为40℃;
94.(9)氢氧化镁滤饼经螺旋输料机进入到桨叶干燥机进行干燥,桨叶干燥机采用蒸汽加热夹套换热和蒸汽加热搅拌桨叶换热干燥氢氧化镁滤饼;桨叶干燥机内排出的蒸汽、蒸汽加热夹套和蒸汽加热搅拌桨叶冷凝水闪蒸出的二次蒸汽,经蒸汽喷射器(tvr)作为辅助热源再进入蒸汽加热夹套和蒸汽加热搅拌桨叶;闪蒸后的冷凝水作为卧式双鼓离心机废渣的洗涤水、带式真空过滤机氢氧化镁滤饼的洗涤水;桨叶干燥机干燥后的氢氧化镁粉末经螺旋输料器进入到气流粉碎机;所述桨叶干燥机内温度为130℃,压力为0.27mpa,干燥后氢氧化镁粉末含湿率为(湿基)0.2%,物料的停留时间为0.75h;所述冷凝水闪蒸罐绝热闪蒸温度为60℃,物料的停留时间为1h;
95.(10)桨叶干燥机干燥后的氢氧化镁粉末经螺旋输料器进入到气流粉碎机进行研磨分级后,经旋风分离器、袋式过滤器将气固分离,50kg/h氢氧化镁粉末进入到氢氧化镁粉末料仓;所述气流粉碎机研磨分级后的氢氧化镁的粒径小于5μm;
96.(11)来自母液罐的母液经负压蒸氨塔内置冷却器预热后和75μm氧化钙(质量含量大于97%)粉末60kg/h一起进入到预蒸氨罐,在机械搅拌的作用下,氧化钙消化溶解,产生的沉砂经排砂器进入排砂系统,氧化钙消化液溢流到空化蒸氨反应器,产生的氨气、水蒸汽从预蒸氨罐顶排出进入到负压蒸氨塔底;所述预蒸氨罐内温度为80℃,压力为0.095mpa,氯化铵与氧化钙的摩尔比为1:0.60,物料的停留时间为2h;
97.(12)来自预蒸氨罐顶部的氨气、水蒸汽进入到负压蒸氨塔底部,空化蒸氨反应器内产生的氨气、水蒸汽进入到负压蒸氨塔底部,在负压蒸氨塔内将氨气和水蒸汽分离,氨气除雾后进入到冷凝器冷凝,经气液分离罐分离出冷凝水和氨气;冷凝水经冷凝水泵部分进入负压蒸氨塔顶部作为除雾器喷淋水,部分进入预蒸氨罐作为氧化钙粉末的配料水;氨气经氨气压缩机压缩后进入到氨气缓冲罐;所述负压蒸氨塔塔顶温度为75℃,塔顶压力为0.090mpa;
98.(13)空化蒸氨反应器内,氧化钙消化液在空化蒸氨反应器内进行蒸氨反应;空化蒸氨反应器采用二次水蒸汽(含有少量氨气)通过气流空化喷嘴进行空化同时加热物料,45度12叶透平桨(四层)和齿形挡板(四块均布)间也可以产生空化;水蒸汽通过搅拌传热转子加热物料,空化蒸氨反应器内的气相进入到负压蒸氨塔,空化蒸氨反应器内的液相经蒸氨液泵进入到蒸氨液闪蒸罐;所述空化蒸氨反应器内温度为85℃,压力为0.096mpa,物料的停留时间为2h;
99.(14)空化蒸氨反应器内的液相经蒸氨液泵进入到蒸氨液闪蒸罐内,绝热闪蒸出氨气、水蒸汽,和来自沉镁液闪蒸罐的氨气、水蒸汽一并进入到氨气、水蒸汽压缩机,升温升压后的二次水蒸汽(含有少量氨气)作为空化蒸氨反应器气流空化喷嘴的空化气流使用,同时加热空化蒸氨反应器内的物料;蒸氨液闪蒸罐内闪蒸液去氯化钙回收系统;所述蒸氨液闪蒸罐绝热闪蒸温度为60℃,物料的停留时间为1h。
100.实施例3
101.基于实施例1所述装置的正压沉镁、干法负压蒸氨的氢氧化镁生产方法,包括如下步骤:
102.(1)溶解罐内加入原料为水氯镁石(质量含量大于96%)200kg/h、废渣洗涤水、工
艺水,在机械搅拌器搅拌下,进行溶解;水氯镁石质量浓度以mgcl2计为33%,所述溶解罐内温度为55℃,压力为常压,物料的停留时间为2.5h;
103.(2)将溶解罐内水氯镁石溶液经重力连续进入到离心机进料罐内,经水氯镁石溶液泵进入到卧式双鼓离心机;所述离心机进料罐内温度为50℃,压力为常压,物料的停留时间为1.5h;
104.(3)离心机进料罐内水氯镁石溶液经水氯镁石溶液泵进入到卧式双鼓离心机进行液固分离;分离出的废渣进入到废渣处理系统;分离出的精镁液进入到精镁液罐,经精镁液泵连续进入到气雾沉镁塔;所述卧式双鼓离心机的外转鼓为2350rpm,内转鼓为2400rpm,杂质滤饼的温度为45℃,含湿率为(湿基)20%;
105.(4)精镁液罐内的精镁液经精镁液泵连续进入到气雾沉镁塔内上部的喷淋头和下部的气液两相雾化喷嘴,雾化的精镁液与来自氨气缓冲罐的氨气进行沉镁反应;未反应的氨气经除雾器排出塔外进入到喷射沉镁反应器的耦合器,沉镁液经液封管进入到喷射沉镁反应器内的液面下;气雾沉镁塔塔顶温度为85℃,压力为0.17mpa,塔底温度为115℃,压力为0.22mpa,氯化镁和氨气的摩尔比为1:7;
106.(5)气雾沉镁塔内的沉镁液经液封管进入到喷射沉镁反应器内的液面下,喷射沉镁反应器的动力流体泵将沉镁液进入到耦合器,经喷射器和氨气继续进行沉镁反应;喷射沉镁反应器中的氨气、水蒸汽经冷凝器冷凝后进入到气液分离罐,分离出的氨气经氨气压缩机进入到氨气缓冲罐;沉镁液经沉镁液泵进入到沉镁液闪蒸罐;所述喷射沉镁反应器内温度为125℃,压力为0.30mpa,物料的停留时间为2.5h;
107.(6)沉镁液进入到沉镁液闪蒸罐,绝热闪蒸出氨气、水蒸汽,氨气、水蒸汽进入到氨气、水蒸汽压缩机升温升压后作为二次水蒸汽(含有少量氨气)使用;沉镁液闪蒸罐内闪蒸液经重力进入到胀鼓式过滤器;所述沉镁液闪蒸罐绝热闪蒸温度为65℃,物料的停留时间为1.5h;
108.(7)沉镁液闪蒸罐内闪蒸液经重力进入到胀鼓式过滤器进行浓缩;分离出的清液经清液泵部分进入到气雾沉镁塔作为除雾器喷淋液,部分进入到母液罐;胀鼓式过滤器内的浓缩液经浓缩液泵进入到带式真空过滤机;所述胀鼓式过滤器内温度为55℃,压力为常压,物料的停留时间为1h,浓缩后氢氧化镁质量含量为35%;
109.(8)胀鼓式过滤器内的浓缩液经浓缩液泵进入到带式真空过滤机进行液固分离;分离出的母液进入到母液罐,经母液泵去预蒸氨罐;分离出的氢氧化镁滤饼经螺旋输料机进入到桨叶干燥机;所述带式真空过滤机压力为0.035mpa,氢氧化镁滤饼含湿率为(湿基)20%,温度为45℃;
110.(9)氢氧化镁滤饼经螺旋输料机进入到桨叶干燥机进行干燥,桨叶干燥机采用蒸汽加热夹套换热和蒸汽加热搅拌桨叶换热干燥氢氧化镁滤饼;桨叶干燥机内排出的蒸汽、蒸汽加热夹套和蒸汽加热搅拌桨叶冷凝水闪蒸出的二次蒸汽,经蒸汽喷射器(tvr)作为辅助热源再进入蒸汽加热夹套和蒸汽加热搅拌桨叶;闪蒸后的冷凝水作为卧式双鼓离心机废渣的洗涤水、带式真空过滤机氢氧化镁滤饼的洗涤水;桨叶干燥机干燥后的氢氧化镁粉末经螺旋输料器进入到气流粉碎机;所述桨叶干燥机内温度为135℃,压力为0.315mpa,干燥后氢氧化镁粉末含湿率为(湿基)0.1%,物料的停留时间为1h;所述冷凝水闪蒸罐绝热闪蒸温度为65℃,物料的停留时间为1.5h;
111.(10)桨叶干燥机干燥后的氢氧化镁粉末经螺旋输料器进入到气流粉碎机进行研磨分级后,经旋风分离器、袋式过滤器将气固分离,51kg/h氢氧化镁粉末进入到氢氧化镁粉末料仓;所述气流粉碎机研磨分级后的氢氧化镁的粒径小于5μm;
112.(11)来自母液罐的母液经负压蒸氨塔内置冷却器预热后和75μm氧化钙(质量含量大于97%)粉末60kg/h一起进入到预蒸氨罐,在机械搅拌的作用下,氧化钙消化溶解,产生的沉砂经排砂器进入排砂系统,氧化钙消化液溢流到空化蒸氨反应器,产生的氨气、水蒸汽从预蒸氨罐顶排出进入到负压蒸氨塔底;所述预蒸氨罐内温度为85℃,压力为0.097mpa,氯化铵与氧化钙的摩尔比为1:0.65,物料的停留时间为2.5h;
113.(12)来自预蒸氨罐顶部的氨气、水蒸汽进入到负压蒸氨塔底部,空化蒸氨反应器内产生的氨气、水蒸汽进入到负压蒸氨塔底部,在负压蒸氨塔内将氨气和水蒸汽分离,氨气除雾后进入到冷凝器冷凝,经气液分离罐分离出冷凝水和氨气;冷凝水经冷凝水泵部分进入负压蒸氨塔顶部作为除雾器喷淋水,部分进入预蒸氨罐作为氧化钙粉末的配料水;氨气经氨气压缩机压缩后进入到氨气缓冲罐;所述负压蒸氨塔塔顶温度为80℃,塔顶压力为0.092mpa;
114.(13)空化蒸氨反应器内,氧化钙消化液在空化蒸氨反应器内进行蒸氨反应;空化蒸氨反应器采用二次水蒸汽(含有少量氨气)通过气流空化喷嘴进行空化同时加热物料,45度12叶透平桨(四层)和齿形挡板(四块均布)间也可以产生空化;水蒸汽通过搅拌传热转子加热物料,空化蒸氨反应器内的气相进入到负压蒸氨塔,空化蒸氨反应器内的液相经蒸氨液泵进入到蒸氨液闪蒸罐;所述空化蒸氨反应器内温度为90℃,压力为0.098mpa,物料的停留时间为2.5h;
115.(14)空化蒸氨反应器内的液相经蒸氨液泵进入到蒸氨液闪蒸罐内,绝热闪蒸出氨气、水蒸汽,和来自沉镁液闪蒸罐的氨气、水蒸汽一并进入到氨气、水蒸汽压缩机,升温升压后的二次水蒸汽(含有少量氨气)作为空化蒸氨反应器气流空化喷嘴的空化气流使用,同时加热空化蒸氨反应器内的物料;蒸氨液闪蒸罐内闪蒸液去氯化钙回收系统;所述蒸氨液闪蒸罐绝热闪蒸温度为65℃,物料的停留时间为1.5h。
116.本实施例的正压沉镁、干法负压蒸氨的氢氧化镁生产方法,装置综合节能25%;氢氧化镁质量高于hg t 3607-2007工业氢氧化镁的标准。
117.以上技术方案阐述了本实用新型的技术思路,不能以此限定本实用新型的保护范围,凡是未脱离本实用新型技术方案的内容,依据本实用新型的技术实质对以上技术方案所作的任何改动及修饰,均属于本实用新型技术方案的保护范围。

最新回复(0)