本发明涉及一种轻烧mgo联产mg(oh)2的生产系统，特别涉及一种利用悬浮窑煅烧菱镁矿生产轻烧mgo并联产mg(oh)2的生产工艺和装置
背景技术：
mgo是一种重要的无机化工产品，广泛应用于化工、轻工、食品、医药、涂料、橡胶、电子、冶金、建材等行业，应用广泛、品种繁多，按加工方法可分为两大类：煅烧mgo和合成mgo。煅烧mgo一般以菱镁矿为原料在一定的设备和温度下经煅烧制得，我国菱镁矿资源较为丰富，煅烧mgo设备投入低，经济见效快，使得煅烧mgo成为我国mgo材料的主要加工方式。菱镁矿(mgco3)的理论分解温度为560℃，温度低于560℃时，菱镁矿不能分解，造成生烧，温度高于560℃时，菱镁矿开始分解，产生的mgo粒度小，活性高，随着煅烧温度的升高，mgo结晶致密，活性变小。轻烧mgo的焙烧是一种化学反应过程，mgco3受热分解成mgo和co2，过烧和欠烧都会导致mgo活性降低，甚至失去活性。mgo的活性与煅烧温度有直接关系，为了提高mgo的活性，一般多用低温煅烧的方法。
目前轻烧mgo的工业化生产绝大多数采用立窑工艺。立窑生产工艺技术装备落后，煅烧温度偏高(约为1200℃～1300℃)，以大块料(100mm～300mm)菱镁矿原料分层平铺码垛的方式在窑内煅烧，气固反应接触面积小，煅烧时间长，产品内生外焦，表面煅烧过度易造成物料“死烧”，内部煅烧不彻底导致物料“欠烧”，难以生产高活性mgo，生产过程由操作工人在观火孔进行观测、打散、筛选出料，自动化程度低，而且废气中粉尘排放浓度高(>500mg/nm3)，是一种非常落后的mgo生产方法。为了提高轻烧mgo产品质量，很多企业尝试用回转窑煅烧生产轻烧mgo，但这种回转窑煅烧生产工艺也存在一些不足之处，特别是缺少有效的预热措施，余热回收利用率低，导致回转窑煅烧制备轻烧mgo时的烧成热耗高，难以显著降低轻烧mgo的生产成本。在保证产品质量的前提下，为了降低轻烧mgo生产成本，很多科技工作者尝试采用悬浮窑煅烧生产轻烧mgo。公开号cn106007416a的中国专利文献公开了一种轻烧氧化镁焙烧窑炉悬浮焙烧装置，采用细粉菱镁矿为原料，物料与热气同向上升悬浮煅烧的方式制备轻烧氧化镁。这种方法增大了气固反应接触面积，提高了热交换效率，但缺少高温粉料冷却系统和尾气余热回收利用系统，并不能显著降低轻烧氧化镁的烧成热耗。
mg(oh)2是一种重要的镁化工产品，可作为阻燃剂用于塑料、橡胶制品行业，具有阻燃、抑烟、填充三重功能，也可作为油品添加剂，起到防腐和脱硫的作用，亦可用于制造镁盐、活性氧化镁、药品、精细陶瓷、保温材料、砂糖精制、烟道气脱硫剂、含酸废水中和剂、彩电显像管锥玻璃涂料等。mg(oh)2的合成方法主要有卤水石灰法、卤水氨水法、浓海水提取法和水合氧化镁法等。传统的mg(oh)2合成方法需要大量的水把干法料化成能流动的浆料，然后经长时间消化，最后经过脱水、烘干、打散等多道工艺制得mg(oh)2产品，这种方法存在工艺复杂、耗水量大、能耗高等缺点。
公开号cn106044806a的中国专利文献公开了一种使用菱镁矿制备氢氧化镁的方法以及由此制得氢氧化镁，采用外燃式回转窑煅烧菱镁矿以获得轻烧mgo，然后通过制浆、过滤、干燥、筛分等工序制备氢氧化镁。该专利没有利用回转窑制备轻烧mgo过程的余热，而是用冷却至常温的轻烧mgo制浆水化，然后再加热干燥的方法制备mg(oh)2产品，同样存在工艺复杂、耗水量大、能耗高等缺点。公开号cn103864122a的中国专利文献公开了一种用高镁磷尾矿制备氢氧化镁的方法，将高镁磷尾矿在850℃～1100℃下煅烧，烧成煅白，然后再用此煅白与硫酸铵溶液反应、制浆、过滤、干燥得到mg(oh)2产品。该专利同样没有利用煅烧过程的余热，存在工艺复杂、耗水量大、能耗高的缺点。
利用菱镁矿煅烧制备轻烧mgo的过程中会产生大量的余热，可以加以利用回收利用作为轻烧mgo以水合法制备mg(oh)2反应热源。因此，在悬浮窑煅烧菱镁矿的制备轻烧mgo的过程中，利用烧成余热联产制备mg(oh)2是一种经济、合理的生产工艺，节约了能源，降低生产成本。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供烧成热耗低的轻烧mgo制备方法，并利用煅烧菱镁矿制备轻烧mgo过程中的余热联产制备mg(oh)2的生产工艺和装置，既减少了生产工艺的复杂性，又对煅烧过程中的余热进行回收利用，节约了能源，降低了生产成本。
实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种轻烧mgo悬浮窑联产mg(oh)2的生产装置，包括原料仓、四级旋风预热器、分解炉、旋风分离器、流化冷却床、水合反应塔、成品收集收尘器、成品仓，其中原料仓的下料口通过输送设备与二级旋风预热器的出风口连通，二级旋风预热器的出风口通过连接风管与一级旋风预热器的进风口相连，一级旋风预热器的出料口通过料管与二级旋风预热器的进风口相连，三级旋风预热器的出风口通过连接风管与二级旋风预热器的进风口相连，二级旋风预热器的出料口通过料管与三级旋风预热器的进风口相连，四级旋风预热器的出风口通过连接风管与三级旋风预热器的进风口相连，三级旋风预热器的出料口通过料管与四级旋风预热器的进风口相连，四级旋风预热器的出料口通过料管与分解炉底部的进料口相连，分解炉顶部的出风口通过连接风管与旋风分离器的进风口相连，旋风分离器的出风口通过连接风管与四级旋风预热器的进风口相连，旋风分离器的出料口通过切换闸门经料管分别与水合反应塔和流化冷却床进料口相连，流化冷却床的出料口通过料管与mgo成品仓相连，流化冷却床的出风口通过连接风管与mgo成品收集收尘器相连，mgo成品收集收尘器的出气口通过引风机与烟囱相连，收集下来的mgo成品送至mgo成品仓存储，水合反应塔的出风口通过连接风管与mg(oh)2成品收集收尘器相连，mg(oh)2成品收集收尘器的出气口通过引风机与烟囱相连，收集下来的mg(oh)2成品送至mg(oh)2成品仓存储。
上述装置中，分解炉在高度方向设有三套燃烧系统，分别位于分解炉的顶部、中部和底部，每套燃烧系统均可独立运行，且在分解炉炉径向方向均匀布置四个燃烧器烧嘴，作为优选相邻烧嘴在水平方向的夹角为90°。
上述装置中，各级旋风预热器的下料管上均设有带重锤平衡的翻板阀。
上述装置中，旋风分离器的下料管处设有带重锤平衡的翻板阀，翻板阀下面设有切换闸门，可根据生产需要将悬浮窑煅烧好的高温mgo熟料粉气固分离后分别喂入流化冷却床冷却制备轻烧mgo或水合反应塔水合制备mg(oh)2。
上述装置中，流化冷却床内设有管束排状冷却水管，进水口与市政自来水相连，并保证进水温度小于25℃，出水口与工厂浴室相连，并保证出水温度小于55℃。
上述装置中，流化床内流态化所用的空气由风机提供，风机置于流化床下部，通过连接风管与流化床的进风口相连，分流板置于流化床内部，位于冷却水管下部，可将风机提供的气流均匀分配到流化床断面上。
上述装置中，水合反应塔顶部设有蒸馏水喷水管，底部设有变频风机，可使由反应塔下部进料口喂入的高温mgo粉料处于悬浮态。
为实施该发明装置进行轻烧mgo和mg(oh)2的工业化生产，本发明采用如下生产工艺：将原料仓中的碳酸镁粉料由由输送设备送入二级旋风预热器气体出口管道，在气流作用下立即分散、悬浮在气流中，并进入一级旋风预热器预热，其后经二级、三级、四级旋风预热器逐级预热后进入分解炉煅烧分解，烧结后的mgo熟料经旋风分离器气固分离后，根据生产需要经切换闸门喂入流化冷却床或水合反应塔，进入流化冷却床的高温mgo熟料粉经深度冷却后，随气流进入mgo成品收集收尘器，在收尘器中实现气固分离，分离出来的废气经引风机由烟囱排出，收集下来的mgo成品经输送设备喂入mgo成品仓存储，进入水合反应塔的高温mgo熟料粉在悬浮状态下与喷水管喷入的蒸馏水进行水合反应，完成水合反应后得到mg(oh)2粉末，在气流作用下进入mg(oh)2成品收集收尘器，在收尘器中实现气固分离，分离出来的废气经引风机由烟囱排出，收集下来的mg(oh)2成品经输送设备喂入mg(oh)2成品仓存储。
上述工艺中，通过调节分解炉上三套燃烧系统的燃烧器烧嘴的开启个数以及相应的燃气流量，可使分解炉内的温度场在700℃～1100℃范围内稳定，从而实现不同活性的轻烧mgo的精确分区煅烧。
上述工艺中，为控制反应温度精度，四级旋风预热器的进出口、分解炉的进出口、三套燃烧系统的燃烧器烧嘴处、旋风分离器的进出口、流化冷却床的进出口和水合反应塔的进出口均设有温度探测器，并将温度数据与各部位的燃烧系统的燃气量数据通过计算机系统进行联动控制，以确保煅烧温度的稳定性。
上述工艺中，通过调节切换闸门旋转方向，可将经旋风分离器气固分离后的高温mgo熟料粉分别喂入流化冷却床冷却制备轻烧mgo或水合反应塔水合制备mg(oh)2。
上述工艺中，流化冷却床内流化态所用空气由风机提供，流化风使高温mgo熟料粉在流化冷却床内呈流态化，然后以水为冷却介质通过流化冷却床内的管束排状冷却水管对高温mgo熟料粉进行深度冷却，冷却后的mgo熟料粉经mgo成品收集收尘器收集后，由输送设备喂入mgo成品仓存储。
上述工艺中，流化冷却床内的管束排状冷却水管的冷水由市政自来水提供，换热后的热水用于厂区员工洗浴，有效提高了余热的利用率。
上述工艺中，喂入水合反应塔的高温mgo熟料粉在反应塔底部变频风机的作用下呈悬浮态，与反应塔顶部喷水管喷入的蒸馏水在高温条件下发生水合反应生成mg(oh)2，反应后的mg(oh)2与热气流一起从水合反应塔上部出料口逸出进入mg(oh)2成品收集收尘器，经产品收集收尘器收集后有输送设备喂入mg(oh)2成品仓存储。
上述工艺中，为了确保mg(oh)2的反应程度，水合反应中过程中反应塔内高温mgo熟料粉喂料量与蒸馏水的喷入流量按反应摩尔比宜为1:1.1，水合反应后生成的大量mg(oh)2和未反应的少量蒸馏水由来自高温mgo熟料粉的热量烘干，即得到干粉状mg(oh)2。
上述工艺中，进入水合反应塔中的高温mgo熟料粉所携带的热量，即可用于加快mgo与蒸馏水的水合反应速率，又可用于烘干水合反应后剩余的蒸馏水，整个反应过程不需要外部热源加热，有效降低了mg(oh)2生产成本。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：⑴、分解炉内燃烧器烧嘴均匀分布，炉内煅烧温度场稳定性好，而且煅烧温度可调节范围宽，可实现不同活性轻烧mgo的精确分区煅烧，产品质量好，为轻烧mgo在建筑行业内的推广应用提供保障；⑵、以水为冷却介质，在流化冷却床内将高温mgo熟料粉间接深度冷却，显著降低了mgo熟料粉的出料温度，能实现出窑mgo熟料粉直接包装出厂，有利于提升轻烧mgo的生产效率；⑶、以高温mgo熟料粉为反应主体，在水合反应塔内与蒸馏水适度反应，有效利用mgo熟料粉自带的热量，一方面可加快水合反应速率，另一方面可提供水合反应制备的mg(oh)2的干燥热源，实现mg(oh)2的清洁经济生产。
附图说明
图1所示为本发明的轻烧mgo悬浮窑联产mg(oh)2的生产装置工艺流程图。
图中：1为原料仓，2为一级旋风预热器，3为温度探测器，4为第一翻板阀，5为二级旋风预热器，6为第二翻板阀，7为三级旋风预热器，8为第三翻板阀，9为连接风管，10为四级旋风预热器，11第四翻板阀，12为下料管，13为分解炉，14为第一燃烧系统，15为第二燃烧系统，16为第三燃烧系统，17为旋风分离器，18为第五翻板阀，19为高温风机，20为废气处理收尘器，21为切换闸门，22为流化冷却床，23为冷却水管，24为分流板，25为第一变频风机，26为冷却水管进水口，27为冷却水管出水口，28为mgo成品收集收尘器，29为第一烟囱，30为mgo成品仓，31为水合反应塔，32为喷水口，33为第二变频风机，34为mg(oh)2成品收集收尘器，35为第二烟囱，36为mg(oh)2成品仓。
具体实施方式
为使本发明的内容更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
一种轻烧mgo悬浮窑联产mg(oh)2的生产装置，如图1所示，包括原料仓1、一级旋风预热器2、二级旋风预热器5、三级旋风预热器7、四级旋风预热器10、分解炉13、旋风分离器17、流化冷却床22、水合反应塔31、mgo成品收集收尘器28、mg(oh)2成品收集收尘器34、mgo成品仓30、mg(oh)2成品仓36；其特征在于：其中原料仓1的下料口通过输送设备与二级旋风预热器5的出风口连通，二级旋风预热器5的出风口通过连接风管9与一级旋风预热器2的进风口相连，一级旋风预热器2的出料口通过料管12与二级旋风预热器5的进风口相连，三级旋风预热器7的出风口通过连接风管9与二级旋风预热器5的进风口相连，二级旋风预热器5的出料口通过料管12与三级旋风预热器7的进风口相连，四级旋风预热器10的出风口通过连接风管9与三级旋风预热器7的进风口相连，三级旋风预热器7的出料口通过料管与四级旋风预热器10的进风口相连，四级旋风预热器10的出料口通过料管12与分解炉13底部的进料口相连，分解炉13顶部的出风口通过连接风管9与旋风分离器17的进风口相连，旋风分离器17的出风口通过连接风管9与四级旋风预热器10的进风口相连，旋风分离器17的出料口通过切换闸门21经料管12分别与水合反应塔31和流化冷却床22进料口相连，流化冷却床22的出料口通过料管12与mgo成品仓30相连，流化冷却床22的出风口通过连接风管12与mgo成品收集收尘器28相连，mgo成品收集收尘器28的出气口通过引风机与烟囱29相连，收集下来的mgo成品送至mgo成品仓30存储，水合反应塔31的出风口通过连接风管9与mg(oh)2成品收集收尘器34相连，mg(oh)2成品收集收尘器34的出气口通过引风机与烟囱35相连，收集下来的mg(oh)2成品送至mg(oh)2成品仓36存储。
上述装置中，分解炉在高度方向设有三套燃烧系统，第一燃烧系统14位于分解炉的底部，第二燃烧系统15位于分解炉的中部，第三燃烧系统16位于分解炉的顶部，每套燃烧系统均可独立运行，且在分解炉炉径向方向均匀布置四个燃烧器烧嘴，作为优选相邻烧嘴在水平方向的夹角为90°。
上述装置中，为防止气流沿下料管反串影响分离效率，各级旋风筒的下料管上均设有带重锤平衡的翻板阀，其中一级旋风预热器2的下料管上设有第一翻板阀4，二级旋风预热器5的下料管上设有第二翻板阀6，三级旋风预热器7的下料管上设有第三翻板阀8，四级旋风预热器10下料管上设有第四翻板阀11，旋风分离器17的下料管上设有第五翻板阀18，实际生产过程中通过调整重锤位置，控制翻板动作幅度大小，确保物料流畅，料流连续均匀。
上述装置中，旋风分离器的翻板阀18下面设有切换闸门21，可根据生产需要将悬浮窑煅烧好的高温mgo熟料粉气固分离后分别喂入流化冷却床22冷却制备轻烧mgo或水合反应塔31水合制备mg(oh)2。
上述装置中，流化冷却床内的管束排状冷却水管23的进水口26与市政自来水管相连，进水温度小于25℃，管束排状冷却水管23的出水口27与浴室相连，浴室内的热水可用于员工洗浴。
上述装置中，流化床22内流态化所用的空气由第一变频风机25提供，变频风机25置于流化床22下部，通过连接风管9与流化床22的进风口相连，分流板24置于流化床22内部，位于冷却水管23下部，可将变频风机25提供的气流均匀分配到流化床断面上。
上述装置中，水合反应塔31顶部设有蒸馏水喷水管32，底部设有第二变频风机33，通过连接风管9与水合反应塔31的进风口相连，可使由反应塔下部进料口喂入的高温mgo粉料处于悬浮态。
下面通过对利用本发明的生产装置煅烧轻烧mgo联产mg(oh)2的应用实施例的工艺流程描述，对本发明的生产工艺做进一步阐述。
利用本发明装置生产轻烧mgo的生产工艺为：原料仓中的碳酸镁粉料由输送设备送入二级旋风预热筒气体出口管道，在气流作用下立即分散、悬浮在气流中，并随气流进入一级旋风预热器。气料分离后，碳酸镁粉料通过重锤翻板阀进入三级旋风预热器气体出口管道，并随气流进入二级旋风预热器。以此类推，碳酸镁生料粉分别经过一级、二级、三级、四级旋风预热器及其连接管道完成热交换后，得到了充分预热，经四级旋风预热器收集进入分解炉，热生料在分解炉内与天然气燃烧后的高温气体进行热交换，使碳酸镁得以充分分解。烧结后的mgo熟料随气流进入旋风分离器进行气固分离，分离的高温mgo熟料粉通过第五翻板阀和切换闸门进入流化冷却床，第一变频风机提供流化风，并通过设在流化冷却床内的分流板将流化风均匀分配到流化冷却床断面上，使高温mgo熟料粉呈流态化，再以水为冷却介质，通过流化冷却床内的管束排状冷却水管进行深度冷却，冷却后的mgo熟料粉随气流一起从流化床顶部逸出进入mgo成品收集收尘器，在成品收集收尘器中实现气固分离，分离出来的废气由第一烟囱排出，收集下来的mgo成品经输送设备喂入mgo成品仓存储。
利用本发明装置生产mg(oh)2的生产工艺为：原料仓中的碳酸镁粉料由输送设备送入二级旋风预热筒气体出口管道，在气流作用下立即分散、悬浮在气流中，并随气流进入一级旋风预热器。气料分离后，碳酸镁粉料通过重锤翻板阀进入三级旋风预热器气体出口管道，并随气流进入二级旋风预热器。以此类推，碳酸镁生料粉分别经过一级、二级、三级、四级旋风预热器及其连接管道完成热交换后，得到了充分预热，经四级旋风预热器收集进入分解炉，热生料在分解炉内与天然气燃烧后的高温气体进行热交换，使碳酸镁得以充分分解。烧结后的mgo熟料随气流进入旋风分离器进行气固分离，分离的高温mgo熟料粉通过第五翻板阀和切换闸门进入水合反应塔，喂入水合反应塔的高温mgo熟料粉在反应塔底部变频风机的作用下呈悬浮态，与反应塔顶部喷水管喷入的蒸馏水在高温条件下发生水合反应生成mg(oh)2，水合反应中过程中反应塔内高温mgo熟料粉喂料量与蒸馏水的喷入流量按反应摩尔比为1:1.1，反应后的mg(oh)2与热气流一起从水合反应塔上部出料口逸出进入mg(oh)2成品收集收尘器，在成品收集收尘器中实现气固分离，分离出来的废气由第二烟囱排出，收集下来的mg(oh)2成品经输送设备喂入mg(oh)2成品仓存储。进入水合反应塔中的高温mgo熟料粉所携带的热量，即可用于加快mgo与蒸馏水的水合反应速率，又可用于烘干水合反应后剩余的蒸馏水，整个反应过程不需要外部热源加热，有效降低了mg(oh)2生产成本。