СПОСОБ ПРОКАЛКИ ГИДРОКАРБОНАТА МАГНИЯ И БАРАБАННАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Советский патент 1995 года по МПК C01F5/00 C04B2/10 F28D11/02 F26B11/04 

Изобретение относится к производству окиси магния и магния углекислого с различным содержанием окиси магния.

Целью изобретения является повышение содержания основного вещества в целевом продукте и удельной поверхности при одновременной интенсификации процесса и снижении теплозатрат.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. Исходный гидрокарбонат магния с влажностью 0,5-40% загружают в зигзагообразный теплообменный элемент, расположенный внутри барабанной печи. Процесс осуществляется путем кондуктивного нагрева в интенсивном гидродинамическом режиме при температуре 500-1050^оС в атмосфере выделяющихся водяных паров. При вращении зигзагообразного элемента давление внутри него меняется по синусоидальному закону, изменяясь от 0 до 100-8000 Па, в зависимости от влажности исходного продукта.

Избыточное давление выделяющихся паров создается благодаря наличию гидрозатвора, образованного материалом; синусоидальный закон его изменения обеспечивается путем периодического накопления паров воды под слоем материала и их стравливания при различных положениях слоя материала во время его вращательного движения. Скорость перемешивания 0,6-5,0 об/мин.

Нижний предел изменения избыточного давления паров (100 Па) обеспечивает минимальное количество паров воды, необходимое для интенсификации процесса декарбонизации. Увеличение величины избыточного давления паров свыше 8000 Па нецелесообразно, так как требует либо повышения отношения доли материала к газовой фазе (коэффициента заполнения аппарата) до более 0,5, что приводит к ухудшению перемешивания и тепломассообмена, либо делает необходимым использование продукта с влажностью более 40% что не желательно, так как продукт становится менее сыпучим, склонным к зависанию, комкованию.

Пределы скорости перемешивания определяются интенсивностью гидродинамического режима в слое, при скорости перемешивания менее 0,6 об/мин интенсивность перемешивания в слое недостаточна, и начинает сказываться низкая теплопроводность материала. При скорости более 5,0 об/мин меняется режим смещения, что приводит к уменьшению поверхности и времени контакта частиц со стенкой и понижению интенсивности прокалки.

Данные о влиянии условий процесса на качество продукта и экономическую эффективность процесса приведены в табл. 1.

Предлагаемый способ реализуется в устройстве, представленном на чертеже.

Основным рабочим органом устройства является зигзагообразный теплообменный элемент 1, вращающийся вокруг наклонной оси. Характерной особенностью такой конструкции является высокая интенсивность перемешивания материала при высоких коэффициентах заполнения до 0,5 (в цилиндрических трубах до 0,1-0,15), а также возможность создания гидрозатворов в разных фазах вращения элемента. Так, в вертикальном положении элемента (а) в нем образуется гидрозатвор, и происходит резкое возрастание давления паров над слоем материала, при горизонтальном положении (б) идет стравливание паров.

Зигзагообразный элемент вращается в барабанной печи 2. Замер давления осуществляется У-образным манометром, соединенным с элементом 1 трубкой 3 диаметром 10 мм.

Основные характеристики зигзагообразного элемента: диаметр D 0,153 м, длина элемента 8 м, длина звена элемента L 0,6 м, коэффициент заполнения 0,52, угол наклона оси вращения к горизонтали 1^о. Скорость вращения элемента 0,6-5,0 об/мин.

Устройство работает следующим образом. Материал поступает из течки в зигзагообразный элемент 1, обогреваемый кондуктивным методом электрообогревом или газообразным теплоносителем, подаваемым в барабане 2. Интенсивно перемешиваясь, материал продвигается вдоль зигзагообразного элемента. При этом в элементе, имеющем коэффициент заполнения ≈0,5, в течение каждого оборота в положении (а) образуется гидрозатвор между зигами, и создается повышенное парциальное давление выделяющихся паров, которое стравливается через каждые 1/2 оборота. Давление через трубку 3 фиксируется манометром.

Отношение длины зига L к диаметру D выбрано, равным 4, так как при этом обеспечивается создание гидрозатвора при достаточно хорошей интенсивности смешения.

В табл. 2 приведены данные о влиянии соотношения L/D на заявляемый способ прокалки гидрокарбоната магния.

Как следует из таблицы, использование зигзагообразного теплообменного элемента с L/D 4 обеспечивает не только получение продукта с высоким содержанием MgO и высокой удельной поверхностью, но и более высокую интенсивность прокалки.

Таким образом, проведение процесса прокалки гидрокарбонатов магния предложенным способом в описанном устройстве позволяет получить продукт более высокого качества, как по содержанию основного вещества, так и по удельной поверхности, чем в известных способе и устройстве, при одновременном снижении затрат тепла, которое обеспечивается высокой интенсивностью процесса и отсутствием дополнительного введения паров.

Прокалка гидрокарбоната магния в барабанной печи с перемешивающим устройством в виде зизагообразного элемента при избыточном давлении 100-8000 Па, скорости перемешивания 0,6/5,0 об/мин и влажности исходного гидрокарбоната магния 0,5-40% Барабанная печь содержит зигзагообразные элементы, выполненные с отношением длины зига к его диаметру, равным 4. 2 табл. 1 ил.

1. Способ прокалки гидрокарбоната магния, включающий кондуктивный нагрев гидрокарбоната магния при 500 -1050^oС в барабанной печи при перемешивании в атмосфере выделяющихся паров воды, отличающийся тем, что, с целью повышения содержания основного вещества в целевом продукте и удельной поверхности при одновременной интенсификации процесса и снижении теплозатрат, процесс ведут в барабанной печи с перемешивающим устройством в виде зигзагообразного элемента при избыточном давлении 100 8000 Па, скорости перемешивания 0,6 5,0 об/мин и влажности исходного гидрокарбоната магния 0,5 40%
2. Барабанная печь, включающая цилиндрический корпус, установленный горизонтально и с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси, внутри которого размещено перемешивающее устройство с зигзагообразным элементом, расположенным внутри по длине барабана, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества продукта при одновременной интенсификации процесса и снижении теплозатрат, зигзагообразные элементы выполнены с отношением длины зига к его диаметру, равным 4.