一种氯化镁卤水制备二水氯化镁颗粒的造粒干燥系统和方法与流程

1.本发明属于氯化镁造粒干燥技术领域，具体涉及一种氯化镁卤水制备二水氯化镁 颗粒的造粒干燥系统和方法。


背景技术：

2.公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然 被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现 有技术。
3.氯化镁在化学工业中是重要的无机原料，用于生产碳酸镁、氢氧化镁、氧化镁等 镁产品，也用作防冻剂的原料等。现有的第一种方法：利用喷雾造粒干燥使50％质量 浓度的氯化镁溶液在喷雾塔内的上部开始喷入进行干燥造粒，但是需要较大的热量和 长时间的烘干过程，由于造粒和干燥都在喷雾塔内，所以产能非常低。现有的第二种 方法：将50％质量浓度的氯化镁溶液通过雾化器进入流化床中，进行干燥，但是需要 预先将小直径的颗粒铺在流化床内作为晶种，通过液滴的喷洒包覆和干燥，使底料的 晶种不断长大干燥，形成大颗粒成品物料。由于需在流化床铺底料，且通过溶液喷雾 液滴的包覆使底料晶型长大，对系统操作的精准度要求高，对时间和温度的控制要求 也非常高，造成系统操控复杂。现有的第三种方法：盐酸苯胺-六水氯化镁复盐通过 喷雾法将六水氯化镁造粒并干燥形成适合流化的复盐颗粒，最后一次通过流化床脱去 结晶水和盐酸苯胺，得到无水氯化镁产品，具有工艺较复杂，设备较多，操控点多并 且操作要求高等问题，容易造成工艺停车，设备容易损坏，设备故障点多，维护量较 大的问题。


技术实现要素：

4.针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种氯化镁卤水制备二水 氯化镁颗粒造粒干燥系统和方法。
5.为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：
6.第一方面，一种氯化镁卤水制备二水氯化镁颗粒的造粒干燥系统，包括：喷雾造 粒装置和卧式流化床，喷雾造粒装置的下部设置喷头，所述喷头的喷口喷出方向朝向 上设置，喷头的下方设置冷风进口，所述喷头与氯化镁溶液连接，喷雾造粒装置的顶 部设置出风口；
7.喷雾造粒装置底部的固体出口与卧式流化床连接，卧式流化床设置热风进口，热 风与物料直接接触。
8.与现有的氯化镁造粒干燥系统不同，本发明的氯化镁造粒干燥系统采用倒喷法的 喷雾造粒装置，氯化镁溶液向上喷出，造成的颗粒能够在底部聚集、运动，不会像常 规喷头在喷雾塔上方、造成的颗粒被很快的带入后续的洗涤系统，减少夹带，延长冷 却时间。
9.干燥采用卧式流化床，针对氯化镁冷却造粒颗粒的干燥，将氯化镁颗粒结晶水通 过热风干燥脱除。
10.第二方面，一种氯化镁卤水制备二水氯化镁颗粒造粒干燥方法，所述方法为：
11.氯化镁饱和溶液在喷雾造粒装置中通过倒喷法得到结晶的氯化镁颗粒；
12.结晶的氯化镁颗粒进入卧式流化床中在若干干燥室内逐级脱除结晶水最后得到 二水氯化镁颗粒。
13.本发明一个或多个技术方案具有以下有益效果：
14.喷雾造粒采用向上喷雾的方式，喷头的下方进入冷风，并且喷雾塔的上部设置扩 大段，冷风从下带动液滴向上走，冷却后的颗粒随重力落下，粉尘夹带少；
15.干燥过程采用卧式分室流化床，由于氯化镁脱结晶水过程中，不同的键位结晶水 脱除对应不同的温度，过高的温度直接接触4.8mol结晶水的氯化镁颗粒容易造成颗 粒外部快速脱除水分后形成硬壳，而颗粒内部的结晶水断键脱出后排不出颗粒，高温 后容易造成颗粒爆珠，形成粉末，对以后的干燥和电解影响很大；
16.卧式分室流化床分为多个风室，每个风室单独进风，对温度的控制非常精准，前 后的风室没有串联，进风温度互不影响；
17.卧式分室流化床每个风室之间有可调节高度的挡板，以控制物料在各流化段的干 燥时间和物料水分；
18.热源采用热风间接换热方式，洁净空气通过间接换热后进入流化床，对氯化镁颗 粒无污染；直接热风采用燃用天然气的热风炉。
附图说明
19.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本发明的示 意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
20.图1为氯化镁物理图像；
21.图2为本发明的氯化镁卤水制备二水氯化镁颗粒的造粒干燥系统图；
22.图3为喷雾造粒装置示意图；
23.1.保温搅拌釜，2.加压泵，3.闪发罐，4.减温器，5.第一洗涤器，6.喷雾造粒装置， 7.第一引风机，8.第二洗涤器，9.第二引风机，10.第三洗涤器，11.湿颗粒输送皮带， 12.卧式流化床，13.成品卸料阀，14.鼓风机，15.空气换热器，16.燃烧炉，12-1.出风 口，12-2.扩大室，12-3.干燥室，12-4.进料口，12-5.进风室，12-6.进风口，12-7.进风 调节阀门，12-8.布风板，12-9.高度调节板，12-10.流化段隔板，12-11.出料管，17、 氯化镁卤水，18、蒸汽伴热进口，19、蒸汽伴热出口，20、冷风，21、空气，22、燃 气，23、热风，24、成品。
具体实施方式
24.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非 另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人 员通常理解的相同含义。
25.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根 据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单 数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包 含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
风口；所以造成的颗粒能够在底部聚集、运动，不会像常规喷头在喷雾塔上方、造成 的颗粒被很快的带入后续的洗涤系统，减少夹带，延长冷却时间。卧式流化床通过热 风干燥结晶的氯化镁颗粒。本发明的喷雾造粒装置降低了喷雾造粒难度，卧式流化床 降低了结晶水脱除难度，降低操作难度，能够精准控制各个结晶水脱水的温度，避免 颗粒爆珠，提高生产的稳定性，和产品质量的均匀性，能够提高二水氯化镁产品的品 质。
33.本发明中提出了一种造粒和干燥功能分开，前后工艺连续进行的氯化镁造粒干燥 系统，降低整体的能耗，提高了氯化镁的产品品质，夹带少，后续设备损耗小，提高 产能。解决了现有技术存在的能耗高、品质低、设备损耗大、操作复杂的问题。
34.在本发明的一些实施方式中，喷雾造粒装置为变径结构，喷雾造粒装置靠近出风 口的上部位置的直径大于下部的直径。在喷雾塔的上部设计扩大段，这样冷风的风速 就会下降，降低粉尘的夹带量。
35.在本发明的一些实施方式中，卧式流化床的内部物料横向流动，沿着物料的流动 方向设置若干相互独立的干燥室。卧式流化床内沿着物料的流动方向，进料端设置进 料口12-4，出料端设置出料口，出料口连接出料管12-11，出料管12-11上设置成品 卸料阀13。优选的，干燥室最少为4个室，可以根据产能或者物料多增加2-4个室， 或者增加冷却风室；
36.由于含结晶水的氯化镁颗粒，在脱出每个结晶水时都需要特定的温度，不能超温， 如果超温就会将颗粒外表面硬化，包裹内部还没有脱水的颗粒，内部的颗粒水分蒸发 不出来，形成气态以后，会发生爆珠现象。所以本发明中设置了并列的多室形式，有 利于脱出相应的结晶水，解决爆珠的问题。
37.在本发明的一些实施方式中，若干干燥室之间设置流化段隔板12-10和高度调节 板12-9；流化段隔板和高度调节板分别沿着同方向竖直设置，流化段隔板和高度调节 板连接，高度调节板沿着纵向方向上相对于流化段隔板位置可调。流化床不同的风室 用流化段隔板隔开，流化段隔板上设置高度调节板以调节不同的料位高度，以控制不 同的物料水分要求。隔板分流化段隔板和高度调节板(滑动板)，流化段隔板是焊接 在流化床流化段内部，高度较低，并且底部是堵住的，料过不去；高度调节板通过滑 道或者螺栓等连接在流化段隔板上，可以上下调节高度，因为物料是通过溢流从上一 风室到下一风室的，通过调节高度调节板的高度能够控制物料流动速度，相当于控制 住了物料停留时间，保证了干燥效果。
38.在本发明的一些实施方式中，在卧式流化床的内部，干燥室12-3的下方设置进 风室12-5，干燥室和进风室之间设置布风板12-8。进一步，进风室12-5的底部或侧 部设置进风口12-6，进风口12-6连接热风管道，热风管道上设置进风调节阀门12-7； 进一步，还包括燃烧炉16和空气换热15器，燃烧炉16的烟气出口与空气换热器连 接，空气换热器15的出口与进风室的进风口连接。空气换热器的空气进口与空气管 道连接，空气管道上设置鼓风机14。进一步，设置多个空气换热器，对应不同进风室。 热源采用热风换热器形式，在换热器中热风和洁净空气间接换热，热风为天然气直燃 炉燃烧产生；换热器分为多组，每组换热器对应流化床不同的风室；可以设置不同的 换热面积和风量以调节不同的进风温度。
39.在本发明的一些实施方式中，在卧式流化床的内部，干燥室的上方设置扩大室， 干燥室与扩大室相通。
40.在本发明的一些实施方式中，还包括闪发罐3，闪发罐3设置氯化镁卤水进口和 氯
化镁溶液出口，氯化镁溶液出口与喷雾造粒装置连接。
41.在本发明的进一步实施方式中，还包括保温搅拌釜1，闪发罐3的氯化镁溶液出 口与保温搅拌釜1连接，保温搅拌釜1的出口与喷雾造粒装置6连接。优选的，保温 搅拌釜设置加压泵。闪发罐3中通过压力的瞬间释放，得到氯化镁饱和溶液。氯化镁 饱和溶液进入喷雾造粒装置6前进入保温搅拌釜进行保温，防止饱和溶液结晶。
42.在本发明的一些实施方式中，还包括减温器4、第一洗涤器5，闪发罐3的出气 口依次与减温器4、第一洗涤器5连接。
43.在本发明的一些实施方式中，还包括第二洗涤器8，喷雾造粒装置6的出气口与 第二洗涤器8连接。优选的，第一洗涤器5的出气口与第二洗涤器8连接；优选的， 第二洗涤器8设置排空口，排空口连接排空管道，排空管道上设置第一引风机7。
44.在本发明的一些实施方式中，还包括第三洗涤器10，卧式流化床12的出风口12-1 与第三洗涤器10连接。优选的，第三洗涤器8设置排空口，排空口连接排空管道， 排空管道上设置第二引风机9。
45.第二方面，一种氯化镁卤水制备二水氯化镁颗粒的造粒干燥方法，所述方法为：
46.氯化镁饱和溶液在喷雾造粒装置中通过倒喷法得到结晶的氯化镁颗粒；
47.结晶的氯化镁颗粒进入卧式流化床中，在若干干燥室内逐级脱除结晶水，最后得 到二水氯化镁颗粒。
48.在本发明的一些实施方式中，卧式流化床中沿着氯化镁物料的流动方向，设置四 个干燥室，四个干燥室的温度分别为135
±
5℃、155
±
5℃、175
±
5℃、185
±
5℃。
49.发明工艺流程如图3所示，具体工艺步骤如下：
50.a.卤水闪发分离系统：本系统的上游为蒸发系统，蒸发系统的压力一般维持在 160kpa，到本系统后，需要将压力释放到大气压，首先进入闪发罐，通过压力的瞬间 释放，将溶液的压力降低到大气压，并闪发出一定的水蒸气，水蒸气进入减温器进行 冷凝，然后进入洗涤器1进行洗涤，然后和喷雾塔后面的尾气合在一起进入洗涤器2 进行二次洗涤；
51.b.卤水搅拌加热系统：由于闪发罐出来的溶液是饱和溶液，浓度约51％，需要防 止溶液温度下降形成结晶，所以先进入保温搅拌釜，将溶液保温，让溶液温度保持在 168℃到186℃(一个大气压)之间，然后通过溶液加压泵将溶液输送到喷雾造粒塔， 该泵需要保证一定的压力，一般保证在0.3mpa到0.8mpa之间，以保证溶液在喷雾造 粒塔内的造粒效果；
52.c.喷雾造粒装置：如图3所示，喷头是向上喷，而不是常规的向下喷，这样喷雾 装置能够安装在喷雾塔的下方，而不是上方，造成的颗粒能够在底部聚集、运动，不 会像常规喷头在喷雾塔上方、造成的颗粒被很快的带入后续的洗涤系统；根据产能的 要求设置若干个喷头，从几个到几十个不等；通过喷雾塔底部的冷风将喷雾液滴冷却 结晶形成颗粒，冷风为大气即可；气流通过喷雾塔上部的扩大段后排出；喷雾塔造粒 尾气的排空温度控制在80-100℃，造粒的颗粒的温度控制在40-65℃；
53.d.卧式多室流化床干燥设备：主要功能是将氯化镁颗粒所含的4.8mol结晶水通 过热风干燥脱除到1.8mol；喷雾造粒装置排出的氯化镁颗粒通过湿颗粒输送皮带11 输送到卧式流化床中。卧式流化床中将干燥装置分为并列的卧式多室形式，每一个室 都可以灵活的调节温度，从进料口到出料口，温度梯次升高，每个室都脱除相应的结 晶水，不能够超
温，避免颗粒爆珠现象；从结构上主要分四个室，第一室温度为135
ꢀ±
5℃，将结晶水从4.8mol脱除到3.8mol，第二室温度为155
±
5℃，将结晶水从3.8mol 脱除到2.8mol，第三室温度为175
±
5℃，将结晶水从2.8mol脱除到1.8mol，第四室 温度为185
±
5℃，保证卧室流化床排出的氯化镁颗粒基本全部脱除到1.8mol；
54.e.洗涤系统：工艺中包含两套洗涤装置，第一套洗涤装置见图2中5洗涤器1和 8洗涤器2，洗涤器1是将闪发系统中的尾气进行洗涤，去除尾气中的酸性物质如hcl， 以及洗涤闪发系统尾气中的少量颗粒，同时将洗涤后的尾气送入洗涤器2中；洗涤器 2除了进一步洗涤洗涤器1中的尾气，另外主要是洗涤喷雾造粒塔6出来的尾气，该 尾气中含有少量的细小颗粒，需要进行洗涤，达标后排放；第二套洗涤装置是图2中 的10洗涤器3，该洗涤器的主要作用是洗涤卧式多室流化床的尾气，尾气中含有水分 以及细小颗粒，洗涤达标后排空；
55.f.加热系统：本系统热源由燃气炉提供，通过间接换热器将空气加热到需要的温 度，加热后的高温空气分别进入卧式流化床的不同风室进行加热；由于进入流化床不 同风室的温度不同，所以烟气换热器的换热面积不同，并且风量、风压都可以进行调 节，以适应不同的工况，进风室前的热风温度比风室内温度高20-30℃。
56.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技 术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的 任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。