旋流動態(tài)煅燒爐及閃蒸干燥機在高純氧化鎂生產(chǎn)中的應用

趙世友

（沈陽職業(yè)技術學院機械裝備系，遼寧 沈陽 110045）

1.引言

高純高活性氧化鎂廣泛用于橡膠、高級塑料、高檔陶瓷電子元件、高級電纜，油漆、高級造紙和醫(yī)藥行業(yè)等。也是生產(chǎn)高純電熔鎂砂的原料，是鎂系列精細化工產(chǎn)品。目前國內(nèi)生產(chǎn)氧化鎂主要是碳酸化法、沉淀法、酸解法、微波輻射法，另還有以鹵水為原料的銨法等。此種生產(chǎn)資源浪費大，成本高。利用熱解法旋流動態(tài)煅燒爐煅燒出高純氧化鎂的生產(chǎn)工藝與傳統(tǒng)生產(chǎn)方法相比具有工藝簡單、無污染節(jié)省能源、自動化程度高操作簡單方便、設備維護方便等優(yōu)勢，生產(chǎn)后經(jīng)濟、社會效益具佳。

2.旋流動態(tài)煅燒爐及閃蒸干燥機設備特點

煅燒是改性、提純、分解、氧化還原化工工藝過程。一般煅燒過程，物料呈靜態(tài)和半動態(tài)運動。煅燒時物料比表面積越大，傳熱速度越快，煅燒時間越短。旋流動態(tài)煅燒是將粉狀物料與加熱的熱介質(zhì)充分混合后作同向旋轉(zhuǎn)流態(tài)化流動，形成最大比表面熱交換，達到瞬間煅燒，是保證充分吸熱、分解，提高產(chǎn)品品質(zhì)的全新工藝。

旋流動態(tài)煅燒爐主要由介質(zhì)加熱系統(tǒng)、加料系統(tǒng)、氣固體混合裝置、煅燒爐、氣固分離收集裝置組成。預煅燒物料經(jīng)加料系統(tǒng)由氣固混合器送入爐內(nèi)，產(chǎn)生均勻的氣固二相流，在管道處與高溫熱氣體混合后進入旋流動態(tài)煅燒爐，同加熱系統(tǒng)加熱的熱介質(zhì)混合后呈旋流狀流態(tài)化運動，并快速傳質(zhì)傳熱完成瞬間煅燒過程，進入氣固分離器，物料與氣體被引風機引入，分離后的固體與氣體分別從排料口和排風口排出。該系統(tǒng)的技術特點：

1）連續(xù)操作、瞬間煅燒、多溫、多壓點監(jiān)控，整個系統(tǒng)可實現(xiàn)自動化控制。

2）氣固混合充分，煅燒溫度、時間可控，產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定。

3）系統(tǒng)封閉，無環(huán)境污染，采用多層次回收，回收率高，文明生產(chǎn)。

圖1 旋流動態(tài)煅燒工藝流程及設備

4）煅燒尾氣可配備冷卻器、干燥器進行系統(tǒng)組合，有效利用熱能。

旋流動態(tài)煅燒爐的基本配置：采用系統(tǒng)引風裝置，系統(tǒng)處于負壓狀態(tài)；用直接或間接方式獲得熱介質(zhì)，煅燒尾氣采用冷卻，旋風分離，袋式過濾器進行空氣凈化和產(chǎn)品回收。對煅燒有特殊工藝要求的物料如延長恒溫時間，煅燒氣體回收利用，惰性氣體保護等，采取相應配置結(jié)構(gòu)以實現(xiàn)工藝要求。其工藝流程及設備如上圖1。

旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥是將固體完全流態(tài)化的一種干燥方式，干燥主機具有機械、氣流分散、干燥物料的粒度調(diào)整功能，將高含濕膏糊狀、濾餅狀物料加入干燥主機后與被加熱的熱介質(zhì)混合，物料在熱風與機械分散力作用下形成雙旋流顆粒狀流態(tài)化狀態(tài)，瞬間完成熱質(zhì)交換，干燥后的物料進入捕集器獲得粉狀產(chǎn)品。

工藝系統(tǒng)有三種方式：全正壓系統(tǒng)，全負壓系統(tǒng)，正負壓系統(tǒng)。正負壓系統(tǒng)通常采用鼓引風機裝置，系統(tǒng)主機保持微正壓或微負壓狀態(tài)，配備不同熱源設備以直接或間接加熱方式提供熱介質(zhì)，干燥后的廢氣由旋風分離器，布袋除塵器等裝置凈化。全正壓系統(tǒng)和全負壓系統(tǒng)主要針對特殊要求的干燥。正負壓系統(tǒng)流程如下圖2。

圖2 正負壓系統(tǒng)流程

3.高純氧化鎂煅燒工藝流程

高純氧化鎂的生產(chǎn)狀況：熱解法是以青海格爾木察爾汗鹽湖出產(chǎn)的Mgcl2為原料，經(jīng)溶解→干燥→分解（旋流動態(tài)煅燒爐）→洗滌→干燥→提純后獲得高純氧化鎂，并其中可產(chǎn)出副產(chǎn)品→高純氫氧化鎂。

該系統(tǒng)為氧化鎂生產(chǎn)工藝流程的設備系統(tǒng)流水線，需要煅燒的物料，經(jīng)加料系統(tǒng)通過氣固混合進入煅燒爐旋轉(zhuǎn)加速段，同加熱系統(tǒng)加熱的高溫氣體進行充分混合后，呈旋流狀，作流態(tài)化運動，煅燒在16～28秒鐘瞬間完成后，進入氣固分離裝置，分離后的固體和氣體分別從排料口和排風口排出。高純氧化鎂煅燒工藝流程如上圖3。

圖3 高純氧化鎂煅燒工藝流程圖

結(jié)束語

旋流動態(tài)煅燒爐及閃蒸干燥機設備主要為物料進行氧化、還原、分解以及改性等技術要求的產(chǎn)品技術先進，設計合理，結(jié)構(gòu)緊湊，適用范圍廣，生產(chǎn)能力大，產(chǎn)品質(zhì)量好，效率高，節(jié)能，在一個設備內(nèi)干燥、粉碎、篩分一次完成，消除環(huán)境污染，整機性能達到國際先進技術。

[1]安娜-瑪麗婭·比安什.傳熱學.大連:大連理工大學出版社,2008.02.

[2]王保國.傳熱學.北京:機械工業(yè)出版社,2009.01.