【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及菱镁石块料轻烧，尤其是涉及一种新型菱镁矿轻烧工艺及系统。
技术介绍
1、轻烧氧化镁广泛的应用于冶金、化工、建材等工业，是钢铁工业不可替代的辅助材料。一直以来，世界上生产轻烧氧化镁的所有窑炉，包括反射式竖窑、普通竖窑、多孔竖窑、回转窑、悬浮窑、多层炉、沸腾炉等，所用燃料均为矿物质燃料，如煤、石油、天然气等，矿物质燃料燃烧会产生大量的二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫、一氧化碳等有害物质，污染大气。另外生产轻烧氧化镁的原料为碳酸镁，碳酸镁高温分解生成轻烧氧化镁及二氧化碳，生产1吨氧化镁的同时，也产生约1吨的二氧化碳。目前，我国生产1吨轻烧氧化镁的标准能耗平均约230公斤标准煤，产生二氧化碳的同时还会产生氮氧化物、二氧化硫。为满足环保要求，对窑炉煅烧产生的废气进行净化处理后才能排放或回收，常见的技术是采用脱硫脱硝工艺，以去除废气中的二氧化硫与氮氧化物，降低对环境的污染。然而这些处理工艺不仅需要消耗大量的吸收剂与催化剂，还需要配置相应的处理设备，增加了企业的成本。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种新型菱镁矿轻烧工艺及系统，解决了传统工艺中采用矿物质燃料轻烧菱镁石时产生大量的二氧化碳、n0x、s02等有害物污染环境的问题，其技术方案如下所述：
2、一种新型菱镁矿轻烧工艺，使用电能加热二氧化碳，并以二氧化碳作为传热介质加热分解菱镁矿，分解出的二氧化碳全回收，用于生产液态二氧化碳或干冰，分解出的氧化镁利用炉窑预热器排出的低温二氧化碳冷却降温，还能够使用液态二氧化碳或干冰
3、s1：原料预热与轻烧：菱镁矿原料进入轻烧窑炉，与出自电磁感应加热炉的高温二氧化碳逆流对流换热，高温状态下原料分解为成品氧化镁和二氧化碳，新分解产生的二氧化碳以及轻烧换热后的高温二氧化碳，上行进入炉窑预热器预热原料，预热之后降温的二氧化碳经过除尘器过滤处理后送入二氧化碳缓冲罐；
4、s2：成品冷却：所述轻烧窑炉将分解产生的热态轻烧氧化镁从底部排出到沸腾冷却器，沸腾冷却器中的氧化镁被来自二氧化碳缓冲罐的低温二氧化碳换热完成降温，还能够导入液态二氧化碳或干冰强化冷却，以增加冷却强度；
5、s3：产品收集：来自沸腾冷却器的二氧化碳与轻烧氧化镁在旋风集料器中被分离，轻烧氧化镁从下部输出成为产品，二氧化碳气体从上部排出进入电磁感应加热炉；
6、s4：二氧化碳加热：所述电磁感应加热炉将二氧化碳气体加热成高温二氧化碳，并送入轻烧炉窑，高温二氧化碳的温度不高于1200℃，继续循环步骤s1。
7、进一步的，步骤s1中，所述二氧化碳缓冲罐中的二氧化碳气体一部分用于新分解的轻烧氧化镁的冷却，一部分用于生产二氧化碳制品，包括液态二氧化碳或干冰，所述干冰是通过与二氧化碳缓冲罐连接的干冰制取装置获得。
8、所述轻烧窑炉能够为任意窑炉，原料也能够采用除菱镁矿之外的其他碳酸盐矿物，高温二氧化碳的温度相应进行调整；并且所述轻烧窑炉和炉窑预热器，均为二氧化碳气体正压状态，防止空气进入。
9、一种新型菱镁矿轻烧系统，包括对原料依次进行处理的原料预热系统、轻烧窑炉、成品冷却系统，所述原料预热系统通过出自轻烧窑炉的二氧化碳，对原料进行预热处理，换热后的二氧化碳进入二氧化碳缓冲罐，二氧化碳缓冲罐向成品冷却系统输送二氧化碳，对成品进行冷却；预热后的原料进入轻烧窑炉，通过出自电磁感应加热炉的高温二氧化碳，轻烧产生成品氧化镁和二氧化碳，经过换热后的高温二氧化碳以及分解产生的二氧化碳进入原料预热系统，成品氧化镁进入成品冷却系统进行冷却；成品冷却系统将与成品氧化镁换热后的二氧化碳输送到电磁感应加热炉，加热成高温二氧化碳送入轻烧窑炉，通过对二氧化碳的循环使用实现菱镁矿轻烧的持续生产。
10、所述原料预热系统包括炉窑预热器，所述炉窑预热器为正压状态的竖式换热器，断面为圆型结构，高径比为1：5，上部通过第二管道与二氧化碳缓冲罐相连接，下部设置有二氧化碳分布器，所述二氧化碳分布器通过第一管道与轻烧窑炉相连接。
11、所述炉窑预热器的顶部设置有原料加料阀，底部通过原料出料机与原料出料阀相连接，所述原料加料阀和原料出料阀的结构相同，都包括交替开关的上阀门和下阀门，所述上阀门和下阀门之间还设置有鼓气装置，所述鼓气装置与第一管道的预热鼓风机相连接。
12、所述第一管道依次设置有旋风除尘器、袋式除尘器、排气风机和预热鼓风机，所述旋风除尘器、袋式除尘器与排气风机相连接，实现对出自轻烧窑炉的二氧化碳气体除尘。
13、所述轻烧窑炉为竖式窑炉，顶部设置有窑炉加料阀，所述窑炉加料阀包括交替开关的上阀门和下阀门，防止空气进入；所述轻烧窑炉通过第一管道向炉窑预热器提供轻烧后的二氧化碳气体以及原料分解产生的二氧化碳气体，通过第三管道与电磁感应加热炉相连接，获取电磁感应加热炉提供的高温二氧化碳气体。
14、所述成品冷却系统包括沸腾冷却器和旋风集料器，所述沸腾冷却器通过上升管与旋风集料器相连接，所述沸腾冷却器的底部通过气箱与二氧化碳缓冲罐相连接，所述气箱底部设置有第一密封阀；所述旋风集料器通过第五管道与电磁感应加热炉相连接，底部的料箱设置有第二密封阀。
15、所述成品氧化镁在沸腾冷却器中分成粉体成品和颗粒成品，气箱内通过物料输送机、第二提升机将颗粒成品送至成品颗粒仓储存；料箱通过气力输送装置将细粉成品送至成品粉料仓储存。
16、所述新型菱镁矿轻烧工艺及系统，通过设计完整的二氧化碳气体回收方案，减少了二氧化碳的排放量，甚至可以看成是“零排放”，同时二氧化碳作为成品被利用，所用二氧化碳的加热方式采用电加热，实现了对于菱镁石的预热、轻烧等处理，提高产品的价值。本专利技术通过对二氧化碳的循环使用实现菱镁矿轻烧的持续生产，二氧化碳经过在电磁感应加热炉进行加热、在轻烧窑炉进行降温、在原料预热系统再次进行降温后，进入沸腾冷却器进行换热升温、再进入电磁感应加热炉进行加热，多余的二氧化碳也能够进入二氧化碳缓冲罐储存并制取其他二氧化碳产品，从而实现了对二氧化碳的循环使用，在这个过程中，可以实现对于菱镁矿轻烧的持续生产，实现了对于热能的充分利用。所述菱镁矿也可以采用其他碳酸盐矿物，比如石灰石。
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1.一种新型菱镁矿轻烧工艺，使用电能加热二氧化碳，并以二氧化碳作为传热介质加热分解菱镁矿，分解出的二氧化碳全回收，用于生产液态二氧化碳或干冰，分解出的氧化镁利用炉窑预热器排出的低温二氧化碳冷却降温，还能够使用液态二氧化碳或干冰强化冷却，通过对二氧化碳的循环使用实现菱镁矿轻烧的持续生产；包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的新型菱镁矿轻烧工艺，其特征在于：步骤S1中，所述二氧化碳缓冲罐中的二氧化碳气体一部分用于新分解的轻烧氧化镁的冷却，一部分用于生产二氧化碳制品，包括液态二氧化碳或干冰，所述干冰是通过与二氧化碳缓冲罐连接的干冰制取装置获得。
3.根据权利要求1所述的新型菱镁矿轻烧工艺，其特征在于：所述轻烧窑炉能够为任意窑炉，原料也能够采用除菱镁矿之外的其他碳酸盐矿物，高温二氧化碳的温度相应进行调整；并且所述轻烧窑炉和炉窑预热器，均为二氧化碳气体正压状态，防止空气进入。
4.一种新型菱镁矿轻烧系统，其特征在于：包括对原料依次进行处理的原料预热系统、轻烧窑炉、成品冷却系统，所述原料预热系统通过出自轻烧窑炉的二氧化碳，对原料进行预热处理，换热后的二氧
5.根据权利要求4所述的新型菱镁矿轻烧系统，其特征在于：所述原料预热系统包括炉窑预热器，所述炉窑预热器为正压状态的竖式换热器，断面为圆型结构，高径比为1：5，上部通过第二管道与二氧化碳缓冲罐相连接，下部设置有二氧化碳分布器，所述二氧化碳分布器通过第一管道与轻烧窑炉相连接。
6.根据权利要求5所述的新型菱镁矿轻烧系统，其特征在于：所述炉窑预热器的顶部设置有原料加料阀，底部通过原料出料机与原料出料阀相连接，所述原料加料阀和原料出料阀的结构相同，都包括交替开关的上阀门和下阀门，所述上阀门和下阀门之间还设置有鼓气装置，所述鼓气装置与第一管道的预热鼓风机相连接。
7.根据权利要求5所述的新型菱镁矿轻烧系统，其特征在于：所述第一管道依次设置有旋风除尘器、袋式除尘器、排气风机和预热鼓风机，所述旋风除尘器、袋式除尘器与排气风机相连接，实现对出自轻烧窑炉的二氧化碳气体除尘。
8.根据权利要求4所述的新型菱镁矿轻烧系统，其特征在于：所述轻烧窑炉为竖式窑炉，顶部设置有窑炉加料阀，所述窑炉加料阀包括交替开关的上阀门和下阀门，防止空气进入；所述轻烧窑炉通过第一管道向炉窑预热器提供轻烧后的二氧化碳气体以及原料分解产生的二氧化碳气体，通过第三管道与电磁感应加热炉相连接，获取电磁感应加热炉提供的高温二氧化碳气体。
9.根据权利要求4所述的新型菱镁矿轻烧系统，其特征在于：所述成品冷却系统包括沸腾冷却器和旋风集料器，所述沸腾冷却器通过上升管与旋风集料器相连接，所述沸腾冷却器的底部通过气箱与二氧化碳缓冲罐相连接，所述气箱底部设置有第一密封阀；所述旋风集料器通过第五管道与电磁感应加热炉相连接，底部的料箱设置有第二密封阀。
10.根据权利要求9所述的新型菱镁矿轻烧系统，其特征在于：所述成品氧化镁在沸腾冷却器中分成粉体成品和颗粒成品，气箱内通过物料输送机、第二提升机将颗粒成品送至成品颗粒仓储存；料箱通过气力输送装置将细粉成品送至成品粉料仓储存。
...【技术特征摘要】
1.一种新型菱镁矿轻烧工艺，使用电能加热二氧化碳，并以二氧化碳作为传热介质加热分解菱镁矿，分解出的二氧化碳全回收，用于生产液态二氧化碳或干冰，分解出的氧化镁利用炉窑预热器排出的低温二氧化碳冷却降温，还能够使用液态二氧化碳或干冰强化冷却，通过对二氧化碳的循环使用实现菱镁矿轻烧的持续生产；包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的新型菱镁矿轻烧工艺，其特征在于：步骤s1中，所述二氧化碳缓冲罐中的二氧化碳气体一部分用于新分解的轻烧氧化镁的冷却，一部分用于生产二氧化碳制品，包括液态二氧化碳或干冰，所述干冰是通过与二氧化碳缓冲罐连接的干冰制取装置获得。
3.根据权利要求1所述的新型菱镁矿轻烧工艺，其特征在于：所述轻烧窑炉能够为任意窑炉，原料也能够采用除菱镁矿之外的其他碳酸盐矿物，高温二氧化碳的温度相应进行调整；并且所述轻烧窑炉和炉窑预热器，均为二氧化碳气体正压状态，防止空气进入。
4.一种新型菱镁矿轻烧系统，其特征在于：包括对原料依次进行处理的原料预热系统、轻烧窑炉、成品冷却系统，所述原料预热系统通过出自轻烧窑炉的二氧化碳，对原料进行预热处理，换热后的二氧化碳进入二氧化碳缓冲罐，二氧化碳缓冲罐向成品冷却系统输送二氧化碳，对成品进行冷却；预热后的原料进入轻烧窑炉，通过出自电磁感应加热炉的高温二氧化碳，轻烧产生成品氧化镁和二氧化碳，经过换热后的高温二氧化碳以及分解产生的二氧化碳进入原料预热系统，成品氧化镁进入成品冷却系统进行冷却；成品冷却系统将与成品氧化镁换热后的二氧化碳输送到电磁感应加热炉，加热成高温二氧化碳送入轻烧窑炉，通过对二氧化碳的循环使用实现菱镁矿轻烧的持续生产。
5.根据权利要求4所述的新型菱镁矿轻烧系统，其特征在于：所述原料预热系统包括炉窑预热器，所述炉窑预热器为正压状态的竖式换热器，断面...
【专利技术属性】
技术研发人员：章荣会，李鑫，李娜，王丽丽，张浩，周全，吴强，杨海峰，
申请(专利权)人：岫岩满族自治县恒锐镁制品有限公司，
类型：发明
国别省市：
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