專(zhuān)利名稱(chēng)：光鹵石脫水和尾氣凈化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種脫水和尾氣凈化工藝及設(shè)備，尤其是涉及一種光鹵石 脫水和尾氣凈化裝置。
光鹵石為一種天然化合物，成分為鉀、鎂的鹵化物礦物，其化學(xué)分子
式為KCl，MgCl2，6H20，是含鎂、鉀鹽湖中蒸發(fā)作用最后產(chǎn)物，常與石鹽、 鉀石鹽共生，中國(guó)柴達(dá)木盆地鹽層和云南鉀石鹽礦床中均有豐富的光鹵 石。天然光鹵石用途十分廣泛，是工業(yè)制造鉀肥和提取金屬鎂的重要礦物 原料；是提煉金屬鎂的精煉劑和生產(chǎn)鋁鎂合金的保護(hù)劑；也可用作鋁鎂合 金的焊接劑和金屬的助熔劑；還用于生產(chǎn)鉀鹽和鎂鹽、制造鹽酸等。在以 光鹵石為原料制取氯化鉀、氯化鎂和金屬鎂的過(guò)程中，光鹵石一次脫水是 一個(gè)非常重要的過(guò)程，其作用就是將光鹵石中的結(jié)晶水盡量除去，使物料 中水含量在3% 5%以下，MgCl2的水解率控制在7X 8X以下。在光 鹵石中由于MgCl2與KC1的化學(xué)絡(luò)合減弱了 MgCl2與H20之間的鍵力， 使光鹵石在載熱體中加熱脫水較氯化鎂水合物(MgCl2 6H20)容易，并且 MgCl2的水解也較少。
光鹵石的脫水一般分為兩個(gè)階段進(jìn)行
第一階段是將六水光鹵石脫到二水光鹵石。即KCl-MgCl2.6H20— Ka'MgCl2'2H20 +4H20。這個(gè)階段溫度控制在120。C 14(TC之間較好， 若溫度過(guò)高在167.5t:以上時(shí)，六水光鹵石就會(huì)熔化在自己的結(jié)晶水中， 并按下式分解
KCl.MgCl2.6H20—KCI+ MgCl2.6H20
而MgC12，6H20脫水較困難，并且將會(huì)加劇水解。
第二階段是脫去光鹵石中剩下的兩個(gè)結(jié)晶水，生成無(wú)水光鹵石。艮P: KChMgCl2*2H20 —KCLMgCl2+2H20。此過(guò)程還會(huì)產(chǎn)生水解反應(yīng)，其反應(yīng) 過(guò)程為
KCl.MgCl2.2H20—MgOHCl.KCl+HCl+2H20 MgOHCl.KCl—MgO+ KC1 + HC1
在通常情況下脫水溫度直接影響物料的水解率，多次實(shí)驗(yàn)證明，第二 階段溫度控制在180'C 21(TC之間可獲得含水量和水解率低的脫水料。
前蘇聯(lián)是世界上唯一采用光鹵石煉鎂的國(guó)家，迄今已有60多年的歷史， 他們先是使用回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行鉀光鹵石的一次脫水，1956年以后就著手于光鹵 石的沸騰脫水技術(shù)的研究，60年代就用沸騰爐全部代替了回轉(zhuǎn)窯，使脫水 料質(zhì)量大大提高。我國(guó)自80年代開(kāi)始這方面的研究，通過(guò)實(shí)驗(yàn)并參考前蘇聯(lián)的有關(guān)資料， 在相關(guān)鎂廠進(jìn)行了鉀光鹵石煉鎂的工業(yè)性試驗(yàn)，在沸騰爐脫水工藝技術(shù)上 取得了一定的成功。
但是，沸騰爐脫水在工藝、效率等方面仍然存在一定的不足。
沸騰加熱脫水是將光鹵石和燃料混合放入加熱爐，靠配風(fēng)的動(dòng)力將溶 化狀態(tài)的光鹵石攪拌，均勻程度難以控制，在沸騰床中就易結(jié)球，其球重 量大，不易排出爐外，球內(nèi)水分也不易逸出，這些球塊滯留在篩板上部浮 動(dòng)，球塊之間相互磨擦產(chǎn)生許多粒度極細(xì)的粉塵，給收塵帶來(lái)很多困難， 降低了鎂的實(shí)收率，球塊累積多了就會(huì)惡化沸騰床的流態(tài)化狀態(tài)，需停爐 清理，影響沸騰爐的正常操作。而且燃料與原料直接接觸，助燃空氣中的 氧氣會(huì)造成鎂的氧化，生成氧化鎂，原料中的雜質(zhì)也無(wú)法排出，產(chǎn)品純度 較低。沸騰加熱脫水使用的燃料只能為氣體，生產(chǎn)成本高，應(yīng)急替代困難。 而且尾氣中含有許多光鹵石粉塵和HC1等物質(zhì)，尾氣經(jīng)洗滌后其廢水處理 困難，甚至無(wú)法處理。
除了沸騰爐脫水工藝技術(shù)外，在我國(guó)仍然沿用原始的固定床法，不但 沒(méi)有成型設(shè)備，生產(chǎn)效率低，空氣污染嚴(yán)重，給環(huán)境造成極大的破壞，甚 至造成人員傷亡。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)獨(dú)特、自動(dòng)化程 度高、工藝先進(jìn)、利于環(huán)保的光鹵石的脫水和尾氣的凈化裝置。 本發(fā)明通過(guò)如下方式實(shí)現(xiàn)
一種光鹵石脫水和尾氣凈化裝置，其特征是它是由溫控自動(dòng)化上料 設(shè)備、平臥式自動(dòng)攪拌加熱脫水設(shè)備、成品回收設(shè)備、尾氣處理設(shè)備和數(shù) 控臺(tái)組成；
所述平臥式自動(dòng)攪拌加熱脫水設(shè)備是由平臥式釜體和其下部的加熱 裝置組成，釜體內(nèi)沿軸向方向固定有由變頻電機(jī)帶動(dòng)的攪刀、其頂部設(shè)有 的檢查孔、其下部設(shè)有的清渣孔和出料口，釜體中部設(shè)有將其分為前后兩 個(gè)室的設(shè)有孔的隔板；
所述加熱裝置是由外殼、保溫層和燃燒器組裝而成；
所述溫控自動(dòng)化上料設(shè)備是由與所述平臥式自動(dòng)攪拌加熱脫水設(shè)備 一端的上部連有自動(dòng)開(kāi)合式進(jìn)料斗、進(jìn)料斗上連接的輸送機(jī)相連、輸送機(jī) 上連接的原料倉(cāng)和平臥式自動(dòng)攪拌加熱脫水設(shè)備內(nèi)的熱電偶組成；
所述尾氣處理設(shè)備是由與所述平臥式自動(dòng)攪拌加熱脫水設(shè)備另一端 連有輸出管道，輸出管道上依次連接的耐酸引風(fēng)機(jī)與噴淋塔組成；
所述噴淋塔上連有與沉淀池相連的自流管和與離心泵相連的噴淋汽 水輸送管，所述噴淋汽水輸送管與由攪拌電機(jī)帶動(dòng)的生成噴淋汽水的攪拌 池相連；在所述輸出管道與所述耐酸引風(fēng)機(jī)之間連有石墨冷卻器； 所述輸送機(jī)為通過(guò)變頻電機(jī)帶動(dòng)的螺旋輸送機(jī)； 所述噴淋塔內(nèi)自上而下組裝有多孔噴淋管。
本發(fā)明有如下效果
1) 結(jié)構(gòu)獨(dú)特本發(fā)明共由四大部分組成，即溫控自動(dòng)化上料設(shè)備、平 臥式自動(dòng)攪拌加熱脫水設(shè)備、成品回收設(shè)備和尾氣處理設(shè)備，自動(dòng)化上料 設(shè)備包括原料倉(cāng)、變頻電機(jī)、螺旋輸送機(jī)、自動(dòng)開(kāi)合式進(jìn)料斗。平臥式 自動(dòng)攪拌加熱脫水設(shè)備包括圓柱形工業(yè)不銹鋼脫水釜體、變頻電機(jī)、釜 體內(nèi)機(jī)械攪刀、兩階段脫水帶孔隔板、煤氣或煤粉燃燒器、釜體和爐膛內(nèi) 置相匹配電熱偶、釜體檢査孔、清渣孔、成品料出口、釜體支撐及爐膛組 合體。成品回收設(shè)備包括出料管道、絕緣陶瓷電熱套管、成品料斗、鋼 制自動(dòng)控制輸送設(shè)備、顎式破碎機(jī)、皮帶輸送機(jī)、粉碎機(jī)、電子自動(dòng)裝料 機(jī)。尾氣處理設(shè)備包括工業(yè)不銹鋼排氣管道、石墨冷卻器、耐酸引風(fēng)機(jī)、 玻璃鋼噴淋塔、煙囪、石灰水?dāng)嚢璩?、離心泵、螺旋式玻璃鋼多孔噴淋管、 自排管道、沉淀池。釜體支撐通過(guò)型鋼與釜體連接并支撐于爐體。釜體下 面為高鋁耐火磚爐膛，外設(shè)置隔熱保溫層、再用普通磚砌筑即可。
以上所述原料倉(cāng)、輸送機(jī)、進(jìn)料斗、釜體、隔板、攪刀、輸送管道、 成品料斗均為工業(yè)不銹鋼制作，其中釜體采用316L鋼。
2) 自動(dòng)化程度高本設(shè)備的進(jìn)料數(shù)量、攪拌轉(zhuǎn)速、煤氣或煤粉的用量、 噴淋速度均通過(guò)釜體溫度控制，溫度大小通過(guò)釜體電熱偶傳至自動(dòng)數(shù)控 臺(tái)，再由數(shù)控臺(tái)指令控制機(jī)械轉(zhuǎn)速、煤氣或煤粉的用量，從而形成全程自 動(dòng)化生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率。原料由原料倉(cāng)通過(guò)螺旋輸送機(jī)輸送至進(jìn)料斗后 進(jìn)入脫水釜體，釜體由隔板分割為前后兩個(gè)室，釜體下為爐膛，為節(jié)約能 源，兩個(gè)室位由同一爐膛提供加熱，但為保證兩個(gè)室完成兩次脫水所需的
合適溫度，爐膛溫度控制在80(TC — 825'C，并根據(jù)電熱偶控制的工作溫度 調(diào)整進(jìn)料速度，實(shí)為控制原料停留時(shí)間，使第1室溫度在18(TC 36(TC之 間完成第一階段脫水后，熔融的光鹵石由隔板開(kāi)孔流入第2室，通過(guò)迅速 升溫使溫度提高至36(TC 700。C之間完成第二階段的脫水，室內(nèi)原料的溫 度由電熱偶控制，之后經(jīng)出料口流入出料管道，管道外包絕緣陶瓷電熱套 管，以防止降溫引起的管道堵塞，成品料由管道進(jìn)入料斗后，經(jīng)鋼制自動(dòng) 控制輸送帶送至顎式破碎機(jī)，再由皮帶輸送機(jī)送至粉碎機(jī)粉碎后進(jìn)入電子 自動(dòng)裝料機(jī)，后可裝袋。對(duì)于脫水過(guò)程中由于水解反應(yīng)產(chǎn)生的少量HC1氣 體，通過(guò)釜體頂部輸出管道和石墨冷卻器冷卻后由引風(fēng)機(jī)輸送至噴淋塔， 與噴淋管?chē)姵龅臒龎A水汽-NaOH，發(fā)生中和反應(yīng)，中和反應(yīng)后的氯化鈉和 水直接通過(guò)塔底自流管流入沉淀池，水蒸氣由煙囪排出。爐膛內(nèi)的煙氣也 通過(guò)釜體末端的輸出管道經(jīng)石墨冷卻器冷卻后由弓I風(fēng)機(jī)輸送至噴淋塔，經(jīng) 過(guò)化學(xué)反應(yīng)后的碳酸鈉和水直接通過(guò)塔底自流管流入沉淀池，水蒸氣由煙
5囪排出。噴淋用石灰水由生石灰與水?dāng)嚢璋l(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成，再通過(guò)離心 泵輸送至螺旋多孔噴淋管?chē)姙⑿纬伤?。釜體底部設(shè)置排放口，將脫水過(guò) 程中產(chǎn)生的廢渣，定期的從排放口排放。
3) 本發(fā)明全程自動(dòng)控制，能夠連續(xù)運(yùn)行，通過(guò)系統(tǒng)中設(shè)置熱電偶，并 根據(jù)光鹵石的脫水溫度進(jìn)行有效的控制工作溫度，脫水效率能達(dá)100%。
4) 本發(fā)明通過(guò)釜體數(shù)組電熱偶將溫度傳至自動(dòng)數(shù)控臺(tái)，再由數(shù)控臺(tái)指 令控制機(jī)械轉(zhuǎn)速、煤氣或煤粉的用量，避免了過(guò)多的人為因素，使生產(chǎn)完 全自動(dòng)化，較大的提高了生產(chǎn)效率，并大大的提高了產(chǎn)品質(zhì)量；同時(shí)確保 操作人員的安全，可將安全事故降至零。
5) 本發(fā)明中的脫水釜體為平臥式，較以往的固定床或立式沸騰爐具有 諸多優(yōu)點(diǎn)，平臥式釜體受熱面積大、易于攪拌、受熱均勻，避免了爆鍋或 爆爐，確保安全生產(chǎn)。同時(shí)采用開(kāi)孔隔板隔離，并通過(guò)不同的原料體積和 進(jìn)料速度調(diào)節(jié)和控制原料脫水溫度，有效地節(jié)約了燃料，降低了C02的排 放，并提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。
6) 本發(fā)明更加注重環(huán)保，對(duì)HC1和C02氣體進(jìn)行了凈化，對(duì)灰塵進(jìn)行
了有效的落塵回收。在進(jìn)料口設(shè)置自動(dòng)開(kāi)合式裝置，避免了HC1氣體外漏。


圖l為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
一種光鹵石脫水和尾氣凈化裝置，如圖l所示它是由溫控自動(dòng)化上 料設(shè)備l、平臥式自動(dòng)攪拌加熱脫水設(shè)備2、成品回收設(shè)備3、尾氣處理設(shè) 備4和數(shù)控臺(tái)28組成，所述平臥式自動(dòng)攪拌加熱脫水設(shè)備2是由平臥式 釜體5和其下部的加熱裝置11組成，釜體5內(nèi)沿軸向方向固定有由變頻 電機(jī)18帶動(dòng)的攪刀19、其頂部設(shè)有的檢查孔20、其下部設(shè)有的清渣孔21 和出料口 22,釜體5中部設(shè)有將其分為前后兩個(gè)室的設(shè)有孔的隔板17， 加熱裝置11是由外殼23、保溫層24和燃燒器25組裝而成，溫控自動(dòng)化 上料設(shè)備1是由與所述平臥式自動(dòng)攪拌加熱脫水設(shè)備2 —端的上部連有自 動(dòng)開(kāi)合式進(jìn)料斗6、進(jìn)料斗6上連接的輸送機(jī)7相連、輸送機(jī)7上連接的 原料倉(cāng)8和平臥式自動(dòng)攪拌加熱脫水設(shè)備2內(nèi)的熱電偶組成。尾氣處理設(shè) 備4是由與所述平臥式自動(dòng)攪拌加熱脫水設(shè)備2另一端連有輸出管道9， 輸出管道9上依次連接的耐酸引風(fēng)機(jī)10與噴淋塔30組成。
噴淋塔30上連有與沉淀池15相連的自流管12和與離心泵16相連的 噴淋汽水輸送管13，所述噴淋汽水輸送管13與由攪拌電機(jī)14帶動(dòng)的生成 噴淋汽水的攪拌池31相連。
在輸出管道9與所述耐酸引風(fēng)機(jī)10之間連有石墨冷卻器32。
輸送機(jī)7為通過(guò)變頻電機(jī)29帶動(dòng)的螺旋輸送機(jī)，噴淋塔30內(nèi)自上而 下組裝有多孔噴淋管26。如圖1所示螺旋輸送機(jī)7由變頻電機(jī)29進(jìn)行變頻驅(qū)動(dòng)，將原料倉(cāng)8 中的光鹵石輸送至進(jìn)料斗6，通過(guò)開(kāi)合式進(jìn)料斗6進(jìn)入釜體5，釜體5用 隔板17分隔為前后兩個(gè)加熱脫水室，在隔板17—定高度進(jìn)行開(kāi)孔，代替 了管道連接，防止堵塞；釜體5下為爐膛加熱裝置11由煤氣或煤粉燃燒提 供加熱，釜體5內(nèi)置的相匹配的電熱偶，控制工作溫度；釜體內(nèi)有攪刀19， 并通過(guò)中軸由釜體5端部變頻電機(jī)18驅(qū)動(dòng)，以攪拌光鹵石，防止凝結(jié)， 使受熱更加均勻；
原料進(jìn)入釜體5后，在釜體5第1室開(kāi)始第一階段的加熱攪拌脫水， 隨著原料不斷的進(jìn)入，完成第一階段脫水、熔融狀態(tài)的光鹵石通過(guò)隔板孔 流入釜體第2室進(jìn)行第二階段的脫水，之后經(jīng)出料口 22流入出料管道， 管道外包絕緣陶瓷電熱套管，以防止降溫引起的管道堵塞，成品料由管道 進(jìn)入料斗后，經(jīng)鋼制自動(dòng)控制輸送帶送至顎式破碎機(jī)，再由皮帶輸送機(jī)送 至粉碎機(jī)粉碎后進(jìn)入電子自動(dòng)裝料機(jī)，后可裝袋。
光鹵石首先在第1個(gè)脫水室進(jìn)行第一次脫水，達(dá)到熔融狀態(tài)之后通過(guò) 隔板孔流入第2個(gè)加熱脫水室進(jìn)行第二次脫水，最后通過(guò)出料口進(jìn)入成品 料回收設(shè)備3。
釜體5下設(shè)有清渣孔21,定期進(jìn)行清渣。頂部設(shè)有檢査孔20，方便臨 時(shí)檢査。
脫水過(guò)程中產(chǎn)生的HC1氣體從釜體5端部的輸出管道9輸出，經(jīng)過(guò)石 墨冷卻器32降溫后，由耐酸引風(fēng)機(jī)10輸送至噴淋塔30，由耐酸混凝土基 礎(chǔ)支撐，HCl與多孔噴淋管?chē)姵龅腘aOH霧汽發(fā)生化學(xué)中和反應(yīng)，生成的 水和NaCl在自重作用下沉至塔底，并通過(guò)自流管12流入沉淀池15。
爐膛內(nèi)的煙氣也經(jīng)過(guò)石墨冷卻器32，由耐酸引風(fēng)機(jī)10輸送至噴淋塔 30，燃燒產(chǎn)生的C02與NaOH發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成的Na2C03和水在自重 作用下沉至塔底，并通過(guò)自流管12流入沉淀池15。
噴淋所用噴淋用燒堿水由燒堿與水?dāng)嚢柙跀嚢璩?1由攪拌電機(jī)14驅(qū) 動(dòng)攪拌發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成，再通過(guò)離心泵16通過(guò)輸送管輸送至噴淋塔內(nèi) 的螺旋多孔噴淋管?chē)姙⑿纬伤?，噴淋?0內(nèi)的水蒸氣由煙囪排出。
權(quán)利要求
1. 一種光鹵石脫水和尾氣凈化裝置，其特征是它是由溫控自動(dòng)化上料設(shè)備(1)、平臥式自動(dòng)攪拌加熱脫水設(shè)備(2)、成品回收設(shè)備(3)、尾氣處理設(shè)備(4)和數(shù)控臺(tái)(28)組成。
2. 如權(quán)利要求1所述的光鹵石脫水和尾氣凈化裝置，其特征是所述平臥式自動(dòng)攪拌加熱脫水設(shè)備(2)是由平臥式釜體(5)和其下部的加 熱裝置(11)組成，釜體(5)內(nèi)沿軸向方向固定有由變頻電機(jī)(18)帶 動(dòng)的攪刀(19)、其頂部設(shè)有的檢查孔(20)、其下部設(shè)有的清渣孔(21) 和出料口 (22)，釜體(5)中部設(shè)有將其分為前后兩個(gè)室的設(shè)有孔的隔板 (17)。
3. 如權(quán)利要求2所述的光鹵石脫水和尾氣凈化裝置，其特征是所 述加熱裝置(11)是由外殼(23)、保溫層(24)和燃燒器(25)組裝而 成。
4. 如權(quán)利要求1所述的光鹵石脫水和尾氣凈化裝置，其特征是所述溫控自動(dòng)化上料設(shè)備(1)是由與所述平臥式自動(dòng)攪拌加熱脫水設(shè)備(2) 一端的上部連有自動(dòng)開(kāi)合式進(jìn)料斗(6)、進(jìn)料斗(6)上連接的輸送機(jī)(7) 相連、輸送機(jī)(7)上連接的原料倉(cāng)(8)和平臥式自動(dòng)攪拌加熱脫水設(shè)備 (2)內(nèi)的熱電偶組成。
5. 如權(quán)利要求1所述的光鹵石脫水和尾氣凈化裝置，其特征是所 述尾氣處理設(shè)備(4)是由與所述平臥式自動(dòng)攪拌加熱脫水設(shè)備(2)另一 端連有輸出管道(9)，輸出管道(9)上依次連接的耐酸引風(fēng)機(jī)(10)與 噴淋塔(30)組成。
6. 如權(quán)利要求5所述的光鹵石脫水和尾氣凈化裝置，其特征是所 述噴淋塔(30)上連有與沉淀池(15)相連的自流管(12)和與離心泵(16) 相連的噴淋汽水輸送管(13)，所述噴淋汽水輸送管(13)與由攪拌電機(jī)(14)帶動(dòng)的生成噴淋汽水的攪拌池(31)相連。
7. 如權(quán)利要求4所述的光鹵石脫水和尾氣凈化裝置，其特征是在 所述輸出管道(9)與所述耐酸引風(fēng)機(jī)(10)之間連有石墨冷卻器(32)。
8. 如權(quán)利要求4所述的光鹵石脫水和尾氣凈化設(shè)備，其特征是所 述輸送機(jī)(7)為通過(guò)變頻電機(jī)(29)帶動(dòng)的螺旋輸送機(jī)。
9. 如權(quán)利要求5所述的光鹵石脫水和尾氣凈化裝置，其特征是所 述噴淋塔(30)內(nèi)自上而下組裝有多孔噴淋管(26)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種脫水和尾氣凈化工藝及設(shè)備，尤其是涉及一種光鹵石脫水和尾氣凈化裝置，其特征是它是由溫控自動(dòng)化上料設(shè)備、平臥式自動(dòng)攪拌加熱脫水設(shè)備、成品回收設(shè)備、尾氣處理設(shè)備和數(shù)控臺(tái)組成；本發(fā)明結(jié)構(gòu)獨(dú)特、自動(dòng)化程度高、工藝先進(jìn)、利于環(huán)保。
文檔編號(hào)C01F5/34GK101423233SQ20081017965
公開(kāi)日2009年5月6日 申請(qǐng)日期2008年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月29日
發(fā)明者劉金釗 申請(qǐng)人:劉金釗