本发明专利技术涉及一种热解重镁水制取碱式碳酸镁的方法，其包括如下步骤：温度为20－60℃、质量浓度为3.5－100g/L的碳酸氢镁水溶液与温度为40－90℃的饱和碱式碳酸镁溶液或含少量固体结晶的饱和碱式碳酸镁溶液按体积比1：0.05－29混合后，进入温度为40－90℃的热解器中换热，停留时间为10－240min，换热后的反应液经固液分离得到固体碱式碳酸镁结晶和滤液，固体碱式碳酸镁结晶经干燥后即得。该方法可以避免现有方法中存在的燃料消耗多、电耗高、热解器或锅炉易结疤、作业周期短、不能长周期平稳运行等弊端。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于碳酸镁生产
，尤其涉及一种热解重镁水制取碱式碳酸镁的方法。
技术介绍
重镁水即碳酸氢镁的水溶液，碳酸氢镁在水中的溶解度分别为20°C时120g/(IOOg 水)、40°C 时 80g/ (IOOg 水)、80°C 时 20g/ (IOOg 水)，该数据是以 MgO 在饱和了 CO2 的水中的溶解度计。碳酸氢镁是不稳定的弱酸盐，碳酸氢镁在水中受热时发生分解反应即热解，反应过程吸收热量，主要反应式如下5Mg (HCO3) 2 + nH20 = 4MgC03 · Mg (OH) 2 · 4H20 I + 6C02 i + nH20 — Q由反应式可知温度上升、降低液体内部及表面ニ氧化碳分压有利于反应向右进行。根据反应动力学可知ニ氧化碳分压是制约反应的主要因素，ニ氧化碳分压高则反应所需温度高，ニ氧化碳分压低则反应所需温度低。常规热解重镁水制取碳酸镁的生产方法分为ニ类，第一类方法是升高重镁水温度I)、蒸汽间壁加热重镁水，2)、蒸汽直接加热重镁水，3)、锅炉直接加热重镁水。第二类方法是降低液体表面ニ氧化碳分压1)、真空泵形成负压，2)、文丘里喷射器形成负压，3)、鼓风机提供正压空气吹入重镁水。第一类方法存在的弊端1)、热能利用率低，需要为热解专门设置锅炉，使用锅炉产生的蒸汽加热重镁水，或者使用锅炉直接加热重镁水，此方式中燃料燃烧时600°C以上的高温区及热辐射区的热能未有效利用，且蒸汽与重镁水的热交换过程热量损失较多，燃料消耗多。2)、重镁水在热解过程中生成的碱式碳酸镁沉淀以结晶方式从水中析出，在结晶析出、成长的同时因分解反应产生的碱式碳酸镁结晶过饱和度增加过快，容易在热解器或锅炉的表面形成结疤，堵塞热解器或锅炉，引起热解器或锅炉换热效率低、作业周期短(10 20天)，不能连续生产，系统不能长周期平稳运行。第二类方法存在的弊端是产生负压或正压的动力(电)消耗量大。常规方法普遍存在燃料消耗多、电耗高、热解器或锅炉易结疤、作业周期短(10 20天)，不能连续生产，系统不能长周期平稳运行的弊端。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供ー种低能耗、使用效果好的热解重镁水制取碱式碳酸镁的方法及其装置。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案 一种热解重镁水制取碱式碳酸镁的方法，其包括如下步骤 温度为20 — 60°C、质量浓度为3. 5 一 100g/L的碳酸氢镁水溶液与温度为40 — 90°C的饱和碱式碳酸镁溶液或含少量固体结晶的饱和碱式碳酸镁溶液按体积比1:0. 05 一 29(体积比优选1:1 一 2)混合后，进入温度为40 — 90°C的热解器中换热，停留时间为10 —240min，换热后的反应液经固液分离得到固体碱式碳酸镁结晶和滤液，固体碱式碳酸镁结晶经干燥后即得。碳酸氢镁水溶液与饱和碱式碳酸镁溶液或含少量固体结晶的饱和碱式碳酸镁溶液在混合器中混合，其中，两者采用下述方式混合吋，效果较好所述饱和碱式碳酸镁溶液或含少量固体结晶的饱和碱式碳酸镁溶液自混合器上部进入，经喷淋下降与自混合器下部进入的碳酸氢镁水溶液混合。具体的，所述温度为40 — 900C的饱和碱式碳酸镁溶液可以是来自固液分离产生的部分滤液。进入热解器内换热后的反应液可先经离心沉降得重相系和轻相系，再对重相系进行固液分离；所述温度为40 — 90°C的饱和碱式碳酸镁溶液可以是来自离心沉降产生的轻相系。所述温度为40 — 90°C含少量固体结晶的饱和碱式碳酸镁溶液可以是来自换热后 的部分反应液，其固体结晶含量为I. 8 一 50g/L，固体结晶为碱式碳酸镁。一种实现所述热解重镁水制取碱式碳酸镁的装置，该装置包括顺次连接的混合器、泵、热解器、固液分离器和干燥器。具体的，所述热解器为盘管式换热器、列管式换热器、板式换热器或釜式换热器或其组合；所述固液分离器为带式真空过滤机、转鼓真空过滤机、盘式过滤机、板框压滤机、离心机或沉降槽；所述干燥器为箱式干燥器、隧道式干燥器、气流干燥器、滚筒干燥器、流化床干燥器或回转干燥器。所述固液分离器可以与混合器相连通，用以使固液分离器分离所得的滤液可回流至混合器内。所述热解器经旋流器与固液分离器连接，该旋流器与混合器相连通，用以使旋流器离心沉降所得的轻相系能回流至混合器内。所述热解器与混合器相连通，用以使热解器内的部分反应液能回流至混合器内。此外，所述热解器与低位热能热媒发生装置相连接，所述低位热能热媒发生装置可以为碳酸镁干燥器、碳酸镁煅烧炉、锅炉、热水炉、热水器、熔盐炉、有机热载体炉、垃圾焚烧炉或三废混燃炉等；进出热解器内的低位热能热媒为热空气、蒸汽、热水、熔盐或导热油等热媒。低位热能热媒优选为固体碱式碳酸镁结晶干燥炉、碳酸镁煅烧炉排出的热空气。本专利技术中用到的混合器作用主要在于使饱和碱式碳酸镁溶液或含少量固体结晶的饱和碱式碳酸镁溶液自混合器上部进入，经喷淋下降与自混合器下部进入的碳酸氢镁水溶液混合，在喷淋下降过程中与空气接触，以便于降低饱和碱式碳酸镁溶液内部及表面的ニ氧化碳分压，其原因主要为喷淋时产生大量的球状小液滴，加大了与空气的接触面积，饱和碱式碳酸镁溶液中ニ氧化碳的浓度高于空气中ニ氧化碳的浓度，在浓度差压的推动下饱和碱式碳酸镁溶液中的ニ氧化碳向空气逸散，此项措施降低了热解液内部及表面的ニ氧化碳分压，同时减少了负压装置或正压鼓入空气装置带来的动カ消耗。混合器结构可采用本领域常规技术，能实现其作用即可，如可以分为上段体和下段储槽，两段之间设有空气入ロ ；上段体从上到下设有空气出口、风机、收水器、液体入口及喷淋组件，下段储槽设有排污口和出口等。本专利技术中，重镁水(即碳酸氢镁水溶液)与饱和碱式碳酸镁溶液混合，混合后可称为热解液，混合后的热解液经泵进入热解器内换热(热解液被加热)，加大了进入热解器的单位产品的体积当量。对热解液而言，两种溶液的混合加大体积当量，増大了碳酸氢镁分解产物ニ氧化碳的“容积”，降低了ニ氧化碳的“浓度”，进ー步降低了热解液内部的分解产物ニ氧化碳的分压，能够促进碳酸氢镁分解反应向右进行。生成等量固体碱式碳酸镁结晶的热解液的体积与常规生成等量固体碱式碳酸镁结晶的热解液的体积比为I. 05 30 :1。优选的生成等量固体碱式碳酸镁结晶的热解液的体积与常规生成等量固体碱式碳酸镁结晶的热解液的体积比为2 3: I。此外，对热解液而言，混合加大体积当量，増大了热解器内热解液的流速，提高了液体的雷诺数，促进了热量交換，进ー步提高了热解器的换热效率。混合加大体积当量，増大了分解产物碱式碳酸镁的“容积”，降低了分解产物碱式碳酸镁的“浓度”，降低了热解液中碱式碳酸镁的过饱和度，从而降低了热解器的结疤速率，使热解器不易结疤，延长了热解 器的作业周期，能够长周期平稳运行。此外，因分解产物碱式碳酸镁过饱和度的减小，降低了热解器的结疤速率，使热解器不易结疤，同时降低了传热的热阻，提高了热解器的换热效率。本专利技术中，通过降低热解液内部及表面的ニ氧化碳分压，使得碳酸氢镁的分解反应在较低温度下顺利向右进行，減少了高温热量的需求，低位热能热媒提供的热量能够满足需要，故利用低位热能热媒(废热)成为可能，与其它低位热能热媒(废热)产生装置联合生产，实现节能降耗的目的，減少燃料消耗。与现有技术相比较，本专利技术具有以下优点 本专利技术通过本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：丁丽芳，
申请(专利权)人：丁丽芳，
类型：发明
国别省市：
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