一种氯化镁造粒干燥一体化系统及方法与流程

1.本发明涉及氯化镁造粒技术领域，尤其涉及一种氯化镁造粒干燥一体化系统及方法。


背景技术：

2.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。
3.现有的制造氯化镁颗粒时采用的工艺主要为：如图5所示在喷雾塔内进行喷雾造粒干燥和如图6所示的在造粒干燥一体机内进行喷雾造粒；采用图5所示的设备进行氯化镁颗粒生产时，50％浓度氯化镁卤水由雾化器24在喷雾塔内进行高速旋转造粒，热风由高温烟气炉(以燃烧天然气、石油气等为热源)提供高温热风进入喷雾塔，对氯化镁溶液的液滴进行干燥，将雾化器高速旋转形成的液滴干燥成氯化镁颗粒，然后通过引风机27的吸引，进入旋风除尘器25和电除尘器26进行颗粒收集，获取氯化镁颗粒，该工艺的特点是流程简单，造粒和干燥都在喷雾塔内进行，但是由于要把50％浓度的六水氯化镁卤水烘干到二水氯化镁颗粒，需要很大的热量以及长时间的烘干过程，由于造粒和干燥都在喷雾塔内，所以产能非常低；采用图6所示的设备生产氯化镁颗粒时，50％浓度氯化镁卤水通过压力式或者压缩空气式雾化器28进入流化床29，热风通过电加热器30加热到100
‑
170℃左右进入流化床29，溶液液滴和热风在流化床29内进行对流传热传质，将液滴进行干燥，液滴无法直接形成颗粒，需要预先将小直径的颗粒底料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；由于需在流化床内铺底料，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。
4.以上两种方法制备的氯化镁颗粒，虽然产品品质符合要求，但是存在工艺复杂，设备较多，操控点多并且操作要求高，容易造成工艺停车，设备损坏的问题，设备故障点多，维护量较大。


技术实现要素：

5.本公开为了解决上述问题，提出了一种氯化镁造粒干燥一体化系统及方法，将氯化镁卤水的喷雾造粒和氯化镁颗粒的干燥过程集成在一台设备中完成，设备的集成度高，减少了设备数量、物料转运环节和设备的故障点，降低了运行费用，提高了生产效率。
6.为实现上述目的，本公开采用如下技术方案：
7.第一方面，提出了一种氯化镁造粒干燥一体化系统，包括造粒干燥一体机和氯化镁喷液装置，造粒干燥一体机包括造粒区和流化段，造粒区位于流化段的上方，流化段的一端设置出料口，造粒区与氯化镁喷液装置连通，流化段的下方设置冷却风室和干燥风室，冷却风室出风口与造粒区连通，干燥风室出风口与流化段连通，其中，冷却风室出风口位于远离氯化镁喷液装置的一端，干燥风室出风口位于靠近出料口的一端。
8.第二方面，提出了一种氯化镁造粒干燥一体化系统的工作方法，包括：
9.通过氯化镁喷液装置向造粒干燥一体机的造粒区内喷注氯化镁液滴；
10.通过冷却风室向造粒区注入冷风，通过冷风将氯化镁液滴固化成六水氯化镁颗粒；
11.六水氯化镁颗粒进入流化段；
12.通过干燥风室向流化段注入热风，通过热风对流化段内的六水氯化镁颗粒进行干燥，获得干燥后的二水氯化镁颗粒；
13.干燥后的二水氯化镁颗粒由出料口排出。
14.与现有技术相比，本公开的有益效果为：
15.1、本公开将氯化镁卤水的喷雾造粒和氯化镁颗粒的干燥过程集成在一台设备中完成，设备的集成度高，减少了设备数量、物料转运环节和设备的故障点，降低了运行费用，提高了生产效率。
16.2、本公开喷雾造粒过程主要在造粒干燥一体机流化段上方的造粒区独立完成，而颗粒的干燥脱水过程主要在布风板上方的流化段完成，两个过程相对独立，干扰较少，便于操控调节，独立操作弹性较大。
17.3、本公开采用卧式多室流化动态干燥的方式，热风穿过布风板从下往上走，氯化镁颗粒在布风板上的流化段和热风进行湍流换热，干燥强度大，处理能力大，热效率高。
18.4、本公开设置了多个风室，每个风室的进风管上均设置调节阀门，可调节各室的进风量，并且冷风造粒、热风干燥在不同的区域完成，工艺分开，操控方便，产品质量易保证。
附图说明
19.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。
20.图1为本公开实施例1公开的二水氯化镁造粒干燥工艺；
21.图2为本公开实施例1公开的喷雾造粒装置示意图一；
22.图3为本公开实施例1公开的喷雾造粒装置示意图二；
23.图4为本公开实施例1公开的喷头安装位置示意图；
24.图5为现有的在喷雾塔内造粒干燥的工艺流程图；
25.图6为现有的在造粒干燥一体机内喷雾造粒干燥的工艺流程图；
26.图7为现有的利用水氯镁石脱水制备无水氯化镁的工艺流程图。
27.其中：1、燃气炉，2、热风过滤器，2
‑
1、冷风过滤器，3、换热器，4、造粒干燥一体机，5、出风口，6、隔板，7、布风板，8、进风口，8
‑
1、调节阀门，9、出料阀，10、喷液装置，11、蒸发系统，12、振动筛，13、除尘系统，19、进液管，20、喷液管a，21、喷液管b，22、喷头，23、一体机扩大段，24、雾化器，25、旋风除尘器，26、电除尘器，27、引风机，28、雾化器，29、流化床，30、电加热器。
具体实施方式：
28.下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。
29.应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
30.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。
31.在本公开中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本公开各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本公开中任一部件或元件，不能理解为对本公开的限制。
32.本公开中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本公开中的具体含义，不能理解为对本公开的限制。
33.实施例1
34.在该实施例中，公开了一种氯化镁造粒干燥一体化系统，包括造粒干燥一体机和氯化镁喷液装置，造粒干燥一体机包括相连通的造粒区和流化段，造粒区位于流化段的上方，流化段的一端设置出料口，造粒区与氯化镁喷液装置连通，出料口与氯化镁喷液装置位于造粒干燥一体机的同侧，造粒干燥一体机的下方设置冷却风室和干燥风室，冷却风室出风口与造粒区连通，干燥风室出风口与流化段连通，其中，冷却风室出风口位于远离氯化镁喷液装置的一端，干燥风室出风口位于靠近出料口的一端。
35.进一步的，氯化镁喷液装置包括进液管和喷液管，进液管的第一端伸入造粒干燥一体机的造粒区内，并与喷液管的第一端连通，喷液管的第二端设置喷头。
36.进一步的，冷却风室上设置冷却风室进风口，冷却风室进风口与冷风产生装置连通；干燥风室上设置干燥风室进风口，干燥风室进风口与热风产生装置连通。
37.进一步的，冷风产生装置包括冷风过滤器，冷风过滤器的进风口用于与冷空气连通，冷风过滤器的出风口与冷却风室进风口连通。
38.进一步的，热风产生装置包括过滤器、燃气炉和换热器，过滤器的进风口用于与冷空气连通，过滤器的出风口与换热器的进风口连通，燃气炉的烟气出口与换热器的烟气进口连通，换热器的出风口与干燥风室进风口连通。
39.进一步的，在造粒干燥一体机上设置布风板，冷却风室出风口和干燥风室出风口均位于布风板的下方。
40.进一步的，在布风板的上部与各风室对应处设置间隔板。
41.进一步的，造粒干燥一体机上设置出风口，出风口与造粒区连通。
42.进一步的，出风口与除尘系统连通。
43.对本实施例公开的一种氯化镁造粒干燥一体化系统进行详细说明。
44.氯化镁的分子式为：mgcl2·
6h2o，分子量：203.31，易溶于水和乙醇，感观指标：白色片状，有苦味。氯化镁纯品为无色单斜结晶，工业品通常呈黄褐色，有苦咸味。容易吸湿，
溶于水100℃时失去2分子结晶水。常温下其水溶液呈中性。在110℃开始失去部分氯化氢而分解，强热转为氧氯化物，当急速加热时约118℃分解。无水氯化镁mgcl2的熔点和沸点分别为712℃、1412℃，喷液造粒后的颗粒为六水氯化镁即mgcl2·
6h2o，然后进行热风干燥脱出结晶水，从118℃进行干燥一段时间开始脱出结晶水，随着温度升高不断脱出剩余结晶水，到172
‑
179℃干燥一段时间总共脱出4个结晶水，得到最后的产品二水氯化镁即mgcl2·
2h2o。
45.氯化镁的用途：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。主要用途包括：固化剂；营养强化剂；呈味剂(与硫酸镁、食盐、磷酸氢钙、硫酸钙等合用)；日本清酒等的助酵剂；除水剂(用于鱼糕，用量0.05％～0.1％)；组织改进剂(与聚磷酸盐类合用，作为鱼糜制品的弹性增强剂)。因苦味较强，常用量小于0.1％。
46.小麦粉处理剂；面团质量改进剂；氧化剂；鱼肉罐头改质剂；麦芽糖化处理剂。
47.氯化镁溶液(51％浓度卤水)制备氯化镁颗粒的造粒和干燥现有工艺包括以下三种：
48.a.现有工艺技术一：cn109502614a一种大型喷雾干燥制备无水氯化镁的方法及装置。
49.如图5所示，为喷雾造粒干燥工艺，51％浓度氯化镁卤水由雾化器24在喷雾塔内进行高速旋转造粒，热风由高温烟气炉提供高温热风进入喷雾塔，对氯化镁溶液的液滴进行干燥，将雾化器高速旋转形成的液滴干燥成氯化镁颗粒，然后通过引风机27的吸引，进入旋风除尘器25和电除尘器26进行颗粒收集，收集下来的颗粒作为成品进入后续生产工艺。
50.该工艺的特点是流程简单，造粒和干燥都在喷雾塔内进行，但是由于要把51％浓度的六水氯化镁卤水烘干到二水氯化镁颗粒，需要很大的热量以及长时间的烘干过程，由于造粒和干燥都在喷雾塔内，所以产能非常低。
51.b.现有工艺技术二：cn1108855生产氯化镁颗粒的方法。
52.如图6所示，为流化床内进行喷雾造粒和干燥，51％浓度氯化镁卤水通过压力式或者压缩空气式雾化器3进入流化床29，热风通过电加热器30加热到100
‑
170℃左右进入流化床，溶液液滴和热风在流化床内进行对流传热传质，将液滴进行干燥，液滴无法直接形成颗粒，需要在流化床29料层上面喷洒底料，将小直径的颗粒底料铺在流化床29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。
53.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，容易出现产品不合格，例如：产品颗粒过小、喷液液滴直径过大、底料颗粒分布不均匀造成产品颗粒直径分布过大等问题。
54.c、现有工艺技术三：cn1944261一种利用水氯镁石脱水制备无水氯化镁的方法。
55.如图7所示，是一种利用水氯镁石脱水制备无水氯化镁的方法，首先利用盐酸苯胺与水氯镁石反应生成盐酸苯胺
‑
六水氯化镁复盐，然后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。
56.由于造粒和干燥分为两步，造粒和干燥之间的物料转运设备都是动设备，以及尾
气处理系统中的风机以及过滤器的易损耗部件，都是设备中容易损坏、需要经常维修以及更换，导致设备开机率降低，影响产能；由于该工艺的造粒与干燥分为两步进行，需要的设备、厂房以及建筑基础等投资均相应增加。
57.本实施例为了简化生产流程，提高二水氯化镁产品的品质，公开了一种氯化镁造粒干燥一体化系统，如图1所示，包括：造粒干燥一体机4、氯化镁喷液装置10、除尘系统13和蒸发系统11。
58.其中，造粒干燥一体机4中设置相连通的造粒区和流化段，造粒区分别与冷却风室和氯化镁喷液装置10连通，通过氯化镁喷液装置10将氯化镁溶液喷至造粒区内，形成喷雾液滴，通过冷却风室向造粒区内加注冷风，喷雾液滴在空中行进和下落过程中，受到空气的摩擦阻力，逐渐断裂成较小的液滴，较小的液滴与造粒区内加注的的冷风接触后降温收缩，完成造粒，获得六水氯化镁颗粒。
59.造粒区位于流化段的上方，当在造粒区内完成六水氯化镁造粒后，形成的六水氯化镁颗粒进入流化段，流化段与干燥风室连通，通过干燥风室向流化段内注入热风对六水氯化镁颗粒进行干燥，获得干燥后的二水氯化镁颗粒，在流化段上设置出料口，干燥后的二水氯化镁颗粒经出料口排出。
60.为了保证在造粒区内喷雾液滴能够充分与冷空气接触完成造粒，将氯化镁喷液装置10和出料口设置于造粒干燥一体机4的同一端，将冷却风室设置于远离出料口的一端，将干燥风室设置于靠近出料口的一端。
61.具体的，冷却风室位于造粒区液滴下落区域位置处。
62.其中，冷却风室上设置冷却风室出风口和冷却风室进风口，冷却风室出风口与造粒区连通，冷却风室进风口与冷风产生装置连通，冷风产生装置包括冷风过滤器2
‑
1，冷风过滤器2
‑
1的进风口用于与冷空气连通，冷风过滤器的出风口与冷却风室进风口连通。通过冷风产生装置向冷却风室中通注冷风，进而由冷却风室向造粒区内加注冷风进行造粒。
63.干燥风室上设置干燥风室出风口和干燥风室进风口，干燥风室出风口与流化段连通，干燥风室进风口与热风产生装置连通，热风产生装置包括过滤器2、燃气炉1和换热器3，过滤器2的进风口用于与冷空气连通，过滤器2的出风口与换热器3的进风口连通，燃气炉1的烟气出口与换热器3的烟气入口连通，换热器3的出风口与干燥风室进风口连通。空气通过过滤器2过滤，去除杂质成为洁净空气进入换热器3，燃气炉1燃烧产生的烟气与空气混合产生300
‑
400℃的烟气，也进入换热器3，在热换器3内300
‑
400℃的烟气与洁净空气间接换热，使得洁净空气在换热器3中被加热到110
‑
180℃，110
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180℃的热风进入流化段，对氯化镁颗粒进行干燥。
64.在具体实施时，冷风为常温洁净空气，温度不大于50℃。
65.氯化镁喷液装置10包括进液管19、喷液管和喷头22，进液管19的第一端伸入造粒干燥一体机的造粒区内，并与喷液管的第一端连通，喷液管的第二端设置喷头22，进液管19的第二端与蒸发系统11连接。
66.蒸发系统11用于将氯化镁溶液浓度浓缩到50％以上，浓度浓缩到50％以上的氯化镁溶液经进液管进入喷液管，最后由喷头22喷至造粒区内。
67.此处的蒸发系统11采用现有设备进行，为现有技术，故对于蒸发系统11的结构不再进行详细描述。
68.此外，蒸发系统获得的浓度在50％以上的氯化镁溶液，温度为120
‑
210℃，当处于该温度空间的氯化镁溶液进入造粒区后，能够通过温度不大于50℃的冷风进行造粒。
69.将喷液管设置于造粒干燥一体机4设置出料口的一端，从而使得浓度在50％以上的氯化镁溶液能够自造粒干燥一体机4的出料口一端向另一端喷洒进造粒区内，形成喷雾液滴，喷洒距离≥3m，停留时间可以控制在0.5
‑
5s，氯化镁溶液离开喷头22，在造粒区空中行进和下落过程中，受到空气的摩擦阻力，逐渐断裂成较小的液滴，较小的液滴与造粒区内的冷空气接触后降温收缩，完成造粒。造粒区内的冷空气由在液滴下落区域、远离出料口一端设置的冷却风室提供。
70.喷头可采用压力式或二流体式结构，如果是压力喷雾，造粒直径可以通过调节溶液压力控制，如果是二流体喷雾(即通过高压的压缩空气配合溶液一起从喷头喷出)，可以通过调节压缩空气流量与压力控制造粒直径。
71.喷雾造粒可以根据产能和颗粒大小要求采用不同的喷液方式和喷液位置，喷液管可以设置成单层或者多层，每层可设置为一根，或者设置为对称的两根，如图2、3所示。图2中喷液管的设置方式为：喷液管设置为多层，且每层的喷液管a20为一根，图3中喷液管的设置方式为：喷液管设置为多层，且每层的喷液管包括对称的两根喷液管b21。
72.喷头22安装在喷液管上，喷头22在造粒干燥一体机4的造粒区内水平设置，或向上倾斜设置，如图4所示，喷头22向上倾斜设置的倾角α为0
‑
45
°
，其中，倾角α的角度根据造粒干燥一体机4的造粒区长度确定。
73.此外，每个喷液管上可以间隔设置多个喷头22，通过喷头22的数量、多个喷头22间的间距及喷头22的设置角度来控制氯化镁喷液装置10在造粒区内的喷洒范围，其中，喷头22相对于喷液管为可拆卸设置，从而实现对喷头22的更换。
74.本实施例在造粒干燥一体机4的下方设置布风板7，冷却风室和干燥风室均位于布风板下方，冷却风室排出的冷风经布风板7进入造粒区参与造粒，干燥风室排出的热风经布风板7进入流化段后与六水氯化镁颗粒接触，从而对六水氯化镁颗粒进行干燥，获得干燥后的二水氯化镁颗粒。
75.其中，干燥风室向流化段注入热风的风速为0.8
‑
2m/s。在冷却风室和干燥风室的进风口8处均设置调节阀门8
‑
1，通过调节阀门8
‑
1调节进入各风室的风量，获取不同的风速。
76.在布风板7的上部与各风室对应处设置间隔板6，通过间隔板6将流化段分为多个干燥室，间隔板6高度可调，通过调节间隔板6的高度，控制氯化镁颗粒在各干燥室的干燥停留时间，逐步脱除氯化镁颗粒的游离水及结晶水，将六水氯化镁颗粒干燥成二水氯化镁颗粒。
77.在出料口处安装出料阀9，且出料口与振动筛连通，流化段干燥获取的二水氯化镁颗粒经出料口处的出料阀9排出，并进入振动筛12，二水氯化镁颗粒经振动筛12处理后，获取最终的二水氯化镁颗粒。
78.造粒干燥一体机上还设置出风口5，出风口5分别与造粒区和除尘系统连通，造粒干燥一体机内的尾气通过出风口5排出后进入除尘系统，由除尘系统对尾气处理达标后进行排放，其中，造粒干燥一体机上床体靠近出风口的部位设置一体机扩大段23，该扩大段为干燥一体机上体的结构，具体为将干燥一体机上床体的靠近出风口的部分进行体积扩大，
让风速降低，降低出风带走的粉尘数量，减少风对物料的夹带量。
79.本实施例公开的一种氯化镁造粒干燥一体化系统，以造粒干燥一体机为核心，通过增加喷液造粒装置，在一台设备内实现氯化镁卤水的造粒及湿氯化镁颗粒的干燥过程，制备出二水氯化镁颗粒产品，将氯化镁卤水的喷雾造粒、氯化镁颗粒的干燥过程集成在一台设备中完成，精简了工艺流程，让工艺设备更加集成，减少了设备数量、物料转运环节，减少了设备故障点，降低了维修成本，减小了占地面积，降低了运行费用，也降低了投资。
80.此外，本实施例公开的一种氯化镁造粒干燥一体化系统，将氯化镁喷液装置设置于出料端，向造粒区内喷注氯化镁液滴，冷却风室出风口设置于远离喷雾装置的一端、液滴下落区域位置处，向造粒区内注入冷风，从而能够利用冷风在造粒区内完成六水氯化镁造粒，造粒后的六水氯化镁颗粒进入流化段，干燥风室出风口设置于靠近出料端的一端，向流化段内注入热风对造粒区获得的六水氯化镁颗粒进行干燥，获得干燥后的二水氯化镁颗粒，造粒过程和干燥过程分别在造粒区和流化段内进行，两个过程相对独立，干扰较少，便于操控调节，独立操作弹性较大，喷雾方向为倾斜向上，雾滴会在空中停留一段时间，便于增加冷风接触时间，能够延长造粒时间，保证造粒效果，成球率高。
81.本实施例采用卧式多室流化动态干燥的方式，热风穿过布风板从下往上走，物料在布风板上的流化段和热风进行湍流换热，干燥强度大，处理能力大，热效率高。
82.本实施例设置了多个风室，并且每个风室都有进风管，进风管上设置有调节阀门，可调节各室的进风量，并且冷风造粒、热风干燥在不同的室完成，工艺分开，操控方便，产品质量易保证。
83.本实施例公开的一种氯化镁造粒干燥一体化系统，通过先喷雾形成液滴，再用冷风直接将液滴冷却固化成颗粒，最后用热风对颗粒进行干燥的工艺，实现了对二水氯化镁颗粒的生产，将喷雾造粒、干燥过程集成在一台设备中完成，采用喷雾造粒方式，通过溶液压力、或压缩空气压力等的调整，可控制颗粒大小，控制手段更灵活，颗粒成型率更高。
84.实施例2
85.在该实施例中，公开了一种氯化镁造粒干燥一体化系统的工作方法，包括：
86.通过氯化镁喷液装置向造粒干燥一体机的造粒区内喷注氯化镁液滴；
87.通过冷却风室向造粒区注入冷风，通过冷风将氯化镁液滴固化成六水氯化镁颗粒；
88.六水氯化镁颗粒进入流化段；
89.通过干燥风室向流化段注入热风，通过热风对流化段内的六水氯化镁颗粒进行干燥，获得干燥后的二水氯化镁颗粒；
90.干燥后的二水氯化镁颗粒由出料口排出。
91.最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。