旋流動態煅燒爐及閃蒸干燥機在高純氧化鎂生產中的應用

趙世友

（沈陽職業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、高級造紙和醫藥行業等。也是生產高純電熔鎂砂的原料，是鎂系列精細化工產品。目前國內生產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。此種生產資源浪費大，成本高。利用熱解法旋流動態煅燒爐煅燒出高純氧化鎂的生產工藝與傳統生產方法相比具有工藝簡單、無污染節省能源、自動化程度高操作簡單方便、設備維護方便等優勢，生產后經濟、社會效益具佳。

2.旋流動態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，物料呈靜態和半動態運動。煅燒時物料比表面積越大，傳熱速度越快，煅燒時間越短。旋流動態煅燒是將粉狀物料與加熱的熱介質充分混合后作同向旋轉流態化流動，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，提高產品品質的全新工藝。

旋流動態煅燒爐主要由介質加熱系統、加料系統、氣固體混合裝置、煅燒爐、氣固分離收集裝置組成。預煅燒物料經加料系統由氣固混合器送入爐內，產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煅燒爐，同加熱系統加熱的熱介質混合后呈旋流狀流態化運動，并快速傳質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。該系統的技術特點：

1）連續操作、瞬間煅燒、多溫、多壓點監控，整個系統可實現自動化控制。

2）氣固混合充分，煅燒溫度、時間可控，產品品質穩定。

3）系統封閉，無環境污染，采用多層次回收，回收率高，文明生產。

圖1 旋流動態煅燒工藝流程及設備

4）煅燒尾氣可配備冷卻器、干燥器進行系統組合，有效利用熱能。

旋流動態煅燒爐的基本配置：采用系統引風裝置，系統處于負壓狀態；用直接或間接方式獲得熱介質，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，采取相應配置結構以實現工藝要求。其工藝流程及設備如上圖1。

旋轉閃蒸干燥是將固體完全流態化的一種干燥方式，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化狀態，瞬間完成熱質交換，干燥后的物料進入捕集器獲得粉狀產品。

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

圖2 正負壓系統流程

3.高純氧化鎂煅燒工藝流程

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

該系統為氧化鎂生產工藝流程的設備系統流水線，需要煅燒的物料，經加料系統通過氣固混合進入煅燒爐旋轉加速段，同加熱系統加熱的高溫氣體進行充分混合后，呈旋流狀，作流態化運動，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

結束語

旋流動態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品技術先進，設計合理，結構緊湊，適用范圍廣，生產能力大，產品質量好，效率高，節能，在一個設備內干燥、粉碎、篩分一次完成，消除環境污染，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:機械工業出版社,2009.01.