旋流動(dòng)態(tài)煅燒爐及閃蒸干燥機(jī)在高純氧化鎂生產(chǎn)中的應(yīng)用

趙世友

（沈陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械裝備系，遼寧 沈陽(yáng) 110045）

1.引言

高純高活性氧化鎂廣泛用于橡膠、高級(jí)塑料、高檔陶瓷電子元件、高級(jí)電纜，油漆、高級(jí)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(xì)化工產(chǎn)品。目前國(guó)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(fèi)大，成本高。利用熱解法旋流動(dòng)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(jiǎn)單、無(wú)污染節(jié)省能源、自動(dòng)化程度高操作簡(jiǎn)單方便、設(shè)備維護(hù)方便等優(yōu)勢(shì)，生產(chǎn)后經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益具佳。

2.旋流動(dòng)態(tài)煅燒爐及閃蒸干燥機(jī)設(shè)備特點(diǎn)

煅燒是改性、提純、分解、氧化還原化工工藝過(guò)程。一般煅燒過(guò)程，物料呈靜態(tài)和半動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)。煅燒時(shí)物料比表面積越大，傳熱速度越快，煅燒時(shí)間越短。旋流動(dòng)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(dòng)，形成最大比表面熱交換，達(dá)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(dòng)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(yù)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?zé)釟怏w混合后進(jìn)入旋流動(dòng)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(yùn)動(dòng)，并快速傳質(zhì)傳熱完成瞬間煅燒過(guò)程，進(jìn)入氣固分離器，物料與氣體被引風(fēng)機(jī)引入，分離后的固體與氣體分別從排料口和排風(fēng)口排出。該系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)：

1）連續(xù)操作、瞬間煅燒、多溫、多壓點(diǎn)監(jiān)控，整個(gè)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。

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

3）系統(tǒng)封閉，無(wú)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(dòng)態(tài)煅燒工藝流程及設(shè)備

4）煅燒尾氣可配備冷卻器、干燥器進(jìn)行系統(tǒng)組合，有效利用熱能。

旋流動(dòng)態(tài)煅燒爐的基本配置：采用系統(tǒng)引風(fēng)裝置，系統(tǒng)處于負(fù)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(fēng)分離，袋式過(guò)濾器進(jìn)行空氣凈化和產(chǎn)品回收。對(duì)煅燒有特殊工藝要求的物料如延長(zhǎng)恒溫時(shí)間，煅燒氣體回收利用，惰性氣體保護(hù)等，采取相應(yīng)配置結(jié)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)工藝要求。其工藝流程及設(shè)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(jī)具有機(jī)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(jī)后與被加熱的熱介質(zhì)混合，物料在熱風(fēng)與機(jī)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(jìn)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(fù)壓系統(tǒng)，正負(fù)壓系統(tǒng)。正負(fù)壓系統(tǒng)通常采用鼓引風(fēng)機(jī)裝置，系統(tǒng)主機(jī)保持微正壓或微負(fù)壓狀態(tài)，配備不同熱源設(shè)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(fēng)分離器，布袋除塵器等裝置凈化。全正壓系統(tǒng)和全負(fù)壓系統(tǒng)主要針對(duì)特殊要求的干燥。正負(fù)壓系統(tǒng)流程如下圖2。

圖2 正負(fù)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(dòng)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(shè)備系統(tǒng)流水線，需要煅燒的物料，經(jīng)加料系統(tǒng)通過(guò)氣固混合進(jìn)入煅燒爐旋轉(zhuǎn)加速段，同加熱系統(tǒng)加熱的高溫氣體進(jìn)行充分混合后，呈旋流狀，作流態(tài)化運(yùn)動(dòng)，煅燒在16～28秒鐘瞬間完成后，進(jìn)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(fēng)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(yǔ)

旋流動(dòng)態(tài)煅燒爐及閃蒸干燥機(jī)設(shè)備主要為物料進(jìn)行氧化、還原、分解以及改性等技術(shù)要求的產(chǎn)品技術(shù)先進(jìn)，設(shè)計(jì)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(gè)設(shè)備內(nèi)干燥、粉碎、篩分一次完成，消除環(huán)境污染，整機(jī)性能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)技術(shù)。

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

[2]王保國(guó).傳熱學(xué).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2009.01.