一种基于资源化利用的轻质碳酸镁生产装置及方法与流程

技术特征：
1.一种基于资源化利用的轻质碳酸镁生产装置，其特征在于：包括依次连接的消化罐i、消化罐ii、碳化罐i、碳化罐ii以及闪蒸罐，所述闪蒸罐包括闪蒸罐i、闪蒸罐ii，闪蒸罐i、ii之间设有热解罐i、热解罐ii；所述闪蒸罐i、ii分别与离心机i、ii连接；所述消化罐i、ii用于对物料进行消化反应；所述碳化罐i、ii用于对消化浆液进行碳化反应；所述闪蒸罐i用于对碳化浆液进行闪蒸；所述离心机i用于对闪蒸后的碳化浆液进行固液分离；所述热解罐i、ii用于对固液分离出的碳酸氢镁滤液进行热解反应；所述闪蒸罐ii用于对热解浆料进行闪蒸；所述离心机ii用于对闪蒸后的热解浆料进行固液分离，得到轻质碳酸镁滤饼；其中消化罐i、消化罐ii、碳化罐i、碳化罐ii、热解罐i、热解罐ii内安装的搅拌器均为射流搅拌器；所述碳化罐i的co2气体入口连接碳化罐ii、热解罐i、ii的co2气体出口，碳化罐i以碳化罐ii、热解罐i、ii排放的co2气体为反应气；所述装置还包括压缩机，所述压缩机输入端连接闪蒸罐i、ii，干燥机i、ii，输出端连接消化罐i、ii，用以将闪蒸罐i、ii产生的蒸汽，以及干燥机i、ii干燥滤饼所产生的蒸汽收集后升压升温成二次水蒸汽，作为消化罐i、ii的热源。2.根据权利要求1所述的一种基于资源化利用的轻质碳酸镁生产装置，其特征在于：所述装置还包括干燥机i、ii，气流磨i、ii，气流分级机i、ii，蒸汽冷凝水罐以及母液及洗涤水罐；所述干燥机i、气流磨i、气流分级机i用于对固液分离出的滤饼进行干燥研磨分级，以得到副产品；所述干燥机ii、气流磨ii、气流分级机ii用于对固液分离得到的轻质碳酸镁滤饼进行干燥研磨分级，得到产品轻质氧化镁；所述碳化罐i、ii，热解罐i、ii，干燥机i、ii的热源为生蒸汽；所述碳化罐i气体排放管道上还设有冷却器，所述冷却器用于冷却碳化罐i排放的co2气体；所述热解罐i、ii以气流分级机i、ii，气流磨i、ii分离出的空气作为辅助热源，空气传输管线上设有空气加热器；所述蒸汽冷凝水罐输入端连接干燥机i、ii，输出端连接离心机i、ii及消化罐i，用于收集生蒸汽通入干燥机i、ii后在干燥过程中形成的蒸汽冷凝水，所述蒸汽冷凝水经空气加热器加热空气后被收集到蒸汽冷凝水罐中，作为离心机i、ii的洗涤水，以及消化罐i的配料水；所述母液及洗涤水罐输入端连接离心机ii，输出端连接消化罐i，用于收集离心机ii离心后的母液及洗涤水，所述母液及洗涤水经所述冷却器冷却碳化罐i排放的co2气体后进入消化罐i，作为消化罐i的配料水。3.基于权利要求2所述装置的一种基于资源化利用的轻质碳酸镁生产方法，其特征在于：具体包括如下步骤：(1)原料氧化镁、母液及洗涤水、蒸汽冷凝水进入消化罐i内，二次水蒸汽直接加热进行消化反应；(2)将消化罐i内消化浆液进到消化罐ii内，用二次水蒸汽直接加热继续进行消化反应；(3)将消化罐ii内的消化浆液进到碳化罐i内，同时吸入碳化罐ii排放的co2气体、热解罐i及热解罐ii排放的co2气体，用生蒸汽直接加热进行碳化反应；(4)将碳化罐i内碳化浆液进到碳化罐ii内，同时通入新鲜的co2气体，用生蒸汽直接加热继续进行碳化反应；
(5)将碳化罐ii内碳化浆液进到闪蒸罐i内，闪蒸出低压水蒸汽；(6)将闪蒸罐i内闪蒸后的碳化浆液进到离心机i内，进行离心分离，分离出含镁碳酸钙滤饼和碳酸氢镁滤液；(7)将离心机i分离出的碳酸氢镁滤液进到热解罐i内，同时吸入的热空气及生蒸汽进行热解反应；(8)将热解罐i内的热解浆料进到热解罐ii内，同时吸入的热空气及生蒸汽继续进行热解反应；(9)将热解罐ii内的热解浆料进到闪蒸罐ii内，闪蒸出低压水蒸汽；(10)将闪蒸罐ii内闪蒸后的热解浆料进到离心机ii内进行离心分离，分离出的母液及洗涤水进到母液及洗涤水罐，母液及洗涤水经碳化罐i冷却器冷却碳化罐i排放的co2后进入消化罐i；离心机ii离心分离出轻质碳酸镁滤饼。4.根据权利要求3所述的一种基于资源化利用的轻质碳酸镁生产方法，其特征在于：所述步骤(1)中消化罐i的消化温度为80℃～85℃，压力为0.35mpa，消化反应时间为0.5h～1h，固液质量比为1：(27～30)，二次水蒸汽经射流搅拌器吸入直接加热消化浆液；所述步骤(2)中消化罐ii的消化温度为85℃～90℃，压力为0.3mpa，消化反应时间为0.5h～1h；二次水蒸汽经射流搅拌器吸入直接加热消化浆液。5.根据权利要求3所述的一种基于资源化利用的轻质碳酸镁生产方法，其特征在于：所述步骤(3)中碳化罐i的碳化温度为90℃～93℃，压力为0.275mpa，碳化反应时间为1h～1.5h；生蒸汽，碳化罐ii、热解罐i、ii排放的co2经射流搅拌器吸入碳化罐i；所述步骤(4)中碳化罐ii的碳化温度为93℃～96℃，压力为0.25mpa，碳化反应时间为1h～1.5h，生蒸汽、新鲜co2经射流搅拌器吸入碳化罐ii。6.根据权利要求3所述的一种基于资源化利用的轻质碳酸镁生产方法，其特征在于：所述步骤(5)、(9)中，闪蒸罐i、ii的闪蒸温度为80℃，绝热操作，闪蒸出的蒸汽进入压缩机。7.根据权利要求3所述的一种基于资源化利用的轻质碳酸镁生产方法，其特征在于：所述的步骤(7)中：热解罐i的热解温度为105℃～110℃，压力为0.25mpa，热解反应时间为1h～1.25h；生蒸汽、热空气经射流搅拌器吸入热解罐i；所述的步骤(8)中：热解罐ii的热解温度为110℃～115℃，压力为0.20mpa，热解反应时间为1h～1.25h；生蒸汽、热空气经射流搅拌器吸入热解罐ii。8.根据权利要求3所述的一种基于资源化利用的轻质碳酸镁生产方法，其特征在于：所述步骤(6)、(10)中，离心机i、ii均为卧式双鼓离心机，具体为卧式双鼓螺旋卸料离心机，离心机i、ii的外转鼓为2400rpm，内转鼓为2410rpm，物料在离心机里的停留时间为5min，镁碳酸钙滤饼、碳酸镁滤饼的温度为70℃；离心机ii分离出的母液及洗涤水进到母液及洗涤水罐，母液及洗涤水冷却碳解罐1排放的co2后进入消化罐i。9.根据权利要求3所述的一种基于资源化利用的轻质碳酸镁生产方法，其特征在于：所述步骤(6)还包括：将含镁碳酸钙滤饼经螺旋输料器进到干燥机i用生蒸汽进行干燥；将干燥后的含镁碳酸钙进到气流磨i进行研磨；将研磨后的含镁碳酸钙粉末进到气流分级机i进行分级，分级后成为成品含镁碳酸钙粉末，包装出厂；所述步骤(10)还包括：将轻质碳酸镁滤饼经螺旋输料器进到干燥机ii用生蒸汽进行干燥；将干燥后的轻质碳酸镁的粉末进到气流磨ii进行研磨；将研磨后的轻质碳酸镁粉末进到气流分级机ii进行分级，分级后成为成
品轻质碳酸镁粉末，包装出厂。10.根据权利要求9所述的一种基于资源化利用的轻质碳酸镁生产方法，其特征在于：所述步骤(6)、(10)中，干燥机i、ii均为空心桨叶干燥机，干燥热源为生蒸汽，生蒸汽分别通入空心桨叶干燥机i、ii的夹套、空心桨叶，生蒸汽的冷凝水经加热空气后收集于蒸汽冷凝水罐；干燥滤饼产生的水蒸汽，经压缩机升温升压作为二次水蒸汽使用；干燥机i、ii内的温度为135℃～140℃，压力为0.313mpa～0.361mpa，物料停留时间为0.75h～1.5h；排出水蒸汽温度为135℃～140℃，压力为0.313mpa～0.361mpa；干燥机i、ii的夹套、空心桨叶排出蒸汽冷凝水温度为135℃～140℃，空心桨叶干燥机i、ii排出干燥物料温度为135℃～140℃。

技术总结
本发明的一种基于资源化利用的轻质碳酸镁生产装置及方法，属于化工技术领域，所述装置包括消化罐、碳化罐、热解罐、闪蒸罐、卧式双鼓离心机、空心桨叶干燥机、气流磨、气流分级机；原料为低品位氧化镁，经两级串联连续消化、碳解、热解反应，均采用新型射流搅拌器，高速射流混合搅拌，强化了传热、传质，提高了气、液、固混合搅拌效果；消化、碳化、热解反应、干燥过程产生的低压水蒸汽经MVR产生二次水蒸汽为辅助加热源，综合节能36％；氧化镁提取率大于90％，轻质碳酸镁中氧化镁含量大于46.5％，副产品超细含镁碳酸钙为高分子材料的添加剂。本发明工艺流程简单，连续操作，自动化程度高，资源循环利用，环境友好，实现低品位氧化镁资源的合理利用。利用。利用。


技术研发人员：王德喜 崔玮琳 周士海 刘文涛 高倩楠 范丽华 刘波
受保护的技术使用者：沈阳工业大学
技术研发日：2021.09.30
技术公布日：2021/11/24