一種合成碳酸鹽的反應-乾燥耦合系統裝置的製作方法

2023-06-11 23:30:21

本實用新型涉及一種合成碳酸鹽的裝置，特別是一種回收利用工業高溫煙氣餘熱及CO2合成碳酸鹽的反應-乾燥耦合系統裝置，屬於化工合成設備技術領域。

背景技術：

碳化法是工業上生產碳酸鹽最常見的方法，在目前碳酸鹽如碳酸鈣/碳酸鎂行業領域中，碳酸鈣/碳酸鎂生產工藝路線需多個單元操作步驟才能完成產品的製備。碳化反應後碳酸鈣/碳酸鎂熟漿經壓濾後得到濾餅，對碳酸鈣/碳酸鎂濾餅的乾燥，多採用金屬接觸傳熱的滾筒式乾燥機。此乾燥過程為傳導乾燥，傳導乾燥中的熱能利用程度較高，但與金屬壁面接觸的物料在乾燥時易形成過熱而變質。

而另一方面，水泥廠的窯尾高溫熱煙氣或電廠煙道氣的直接排放，導致CO2及熱量的浪費。將水泥廠的窯尾高溫熱煙氣或電廠煙道氣中粉塵過濾後，淨化後的熱煙氣與碳酸鈣/碳酸鎂漿料在進行碳化反應的同時，還進行對流乾燥，氣固兩相逆流接觸，固體懸浮於乾燥介質之中，流體與固體的接觸面積大，物料在流化的過程中物料劇烈攪動，大大地減少了氣膜阻力，因而有較高的熱效率。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於提供一種合成碳酸鹽的反應-乾燥耦合系統裝置，在淨化含粉塵工業高溫煙氣的同時，實現一步法合成如碳酸鈣/碳酸鎂等碳酸鹽產品的製備過程。

為實現上述目的，本實用新型採用的技術方案是：一種合成碳酸鹽的反應-乾燥耦合系統裝置，包括煙氣淨化裝置、反應器、給料裝置和產品收集裝置。煙氣淨化裝置的氣體出口與反應器的氣體進口連接；給料裝置安裝在反應器的中下部；反應器的氣體出口與產品收集裝置的氣體進口連接。

所述的產品收集裝置上連接有風機。

所述的煙氣淨化裝置為高溫陶瓷管收塵器，陶瓷管採用縱橫直列的矩形布置方式。

所述的反應器包括主機和位於主機之上的主塔，給料裝置設置在主塔的中下部。

所述的反應器主機內設置破碎裝置，破碎裝置由3～5層合金鋼刀片組成，錯層分布；反應器主機連接有攪拌電機。

所述的反應器主塔由U型或倒U型的直筒連接而成。

所述的給料裝置為螺旋給料機。

所述的產品收集裝置為陶瓷管收塵器或袋式收塵器。

所述的煙氣淨化裝置和產品收集裝置為獨立的兩個單體或一個具有兩個獨立腔室的單體。

本實用新型的優點是：對工業高溫煙氣餘熱及CO2同時進行回收利用，通過反應乾燥一體化合成化工產品，節約了能源，降低生產成本。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為本實用新型中主機的剖視結構示意圖；

圖3為本實用新型中主塔的剖視結構示意圖；

圖4為本實用新型中兩個收塵器合成一個單體的結構示意圖；

圖5為本實用新型中陶瓷管的布置方式結構示意圖。

圖中：1煙氣淨化裝置，2卸料閥，3產品收集裝置氣體進口，4產品收集裝置氣體出口，5給料裝置，6主機，7反應器，8主塔，9產品收集裝置，10風機，11煙氣淨化裝置氣體進口，12煙氣淨化裝置氣體出口，13反應器氣體進口，14溼料進口，15反應器氣體出口。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型做進一步說明。

如圖1所示，本實用新型實施例公開的一種合成碳酸鹽的反應-乾燥耦合系統裝置，主要包括煙氣淨化裝置1、反應器2、給料裝置5和產品收集裝置9，產品收集裝置9上連接有風機10。其中煙氣淨化裝置1可為高溫陶瓷管收塵器，陶瓷管可採用縱橫直列的矩形布置方式(如圖5所示)，用於對工業高溫熱煙氣進行淨化除塵。水泥窯窯尾高溫熱煙氣或電廠煙道氣在風機10的作用下從煙氣淨化裝置氣體進口11進入，粉塵下沉到灰鬥中從卸料閥2排出， 淨化後的熱煙氣從氣體出口12進入反應器氣體進口13，在反應器7中與目標碳酸鹽相對應的氫氧化物溼料進行碳化、乾燥反應。氫氧化物溼料由安裝在反應器7的中下部的給料裝置5通過溼料進口14送入反應器7中，給料裝置5可採用螺旋給料機，實現溼料的穩流輸送、稱重計量控制。經過碳化乾燥反應後，反應器氣體出口15中可得到乾燥的碳酸鹽粉末產品，該粉末隨氣流通過產品收集裝置氣體進口3進入產品收集裝置9，實現氣固分離。

反應器7主要由主機6和主塔8組成，如圖2所示，反應器主機6內設置破碎裝置，用於將反應塔底部的氫氧化鈣/氫氧化鎂等氫氧化物溼料打散或粉碎，破碎裝置可由3～5層合金鋼刀片組成，錯層分布。反應器主機6連接有攪拌電機，用於帶動破碎裝置轉動，轉速可調。如圖3所示，反應器主塔8為U型或倒U型的直筒連接而成，給料裝置5設置在主塔8的中下部，為螺旋給料機。

產品收集裝置9為陶瓷管收塵器或袋式收塵器。煙氣淨化裝置1和產品收集裝置9為獨立的兩個單體或一個具有兩個獨立腔室的單體(見圖4)。

下面以常見的碳酸鈣/碳酸鎂產品製備為例，對採用本實施例的反應-乾燥耦合系統裝置製備產品的過程作進一步說明，需要說明的是，本實用新型同樣適用於基於類似反應原理的其它碳酸鹽產品的製備。

示例一

將400℃的工業高溫熱煙氣，通過引風機10進入煙氣淨化裝置1，熱煙氣經淨化除塵後，含塵濃度≤10mg/Nm3，淨化後的熱煙氣進入反應器7。將生石灰消化、除雜、陳化後得到的氫氧化鈣漿料，除去部分水分後，得到含固量為50％氫氧化鈣溼料。氫氧化鈣溼料由給料裝置5加入反應器7中，氫氧化鈣溼料和CO2氣體進行碳化、乾燥反應，反應器氣體出口15中可得到乾燥的碳酸鈣粉末產品。乾燥後的碳酸鈣粉末產品隨氣流進入產品收集裝置9，實現氣固分離，氣流由引風機10排出，下沉的碳酸鈣粉末產品則進入產品收集裝置9的灰鬥中。

示例二

將200℃的工業高溫熱煙氣，通過引風機10進入煙氣淨化裝置1，熱煙氣經淨化除塵後，含塵濃度≤5mg/Nm3，淨化後的熱煙氣進入反應器7。將含固量為40％氫氧化鎂溼料由給料裝置5加入反應器7中，氫氧化鎂溼料和CO2氣體進行碳化、乾燥反應，反應器氣體出口15中可得到乾燥的碳酸鎂粉末產品。乾燥後的碳酸鎂粉末產品隨氣流進入產品收集裝置9，實現氣固分離，氣流由引風機10排出，下沉的碳酸鎂粉末產品則進入產品收集裝置9的灰鬥中。

上述實施例僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例，而並非是對本實用新型的實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而這些屬於本實用新型的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處於本實用新型的保護範圍之中。