一種二氧化碳回收利用系統(tǒng)及應(yīng)用其制備輕質(zhì)碳酸鎂的系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于金屬材料和機(jī)械制造領(lǐng)域，尤其涉及一種二氧化碳回收利用系統(tǒng)及應(yīng)用其制備輕質(zhì)碳酸鎂的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]硼泥碳化法制備輕質(zhì)碳酸鎂主要包括以下幾個(gè)工序:硼泥加生石灰發(fā)生消化反應(yīng)、碳化反應(yīng)、過濾、熱解反應(yīng)、再過濾、干燥等過程。其中碳化反應(yīng)原理是氫氧化鎂與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸氫鎂，其中二氧化碳由煅燒石灰石收集所得。
[0003]碳化釜中發(fā)生的反應(yīng):
[0004]Mg (OH) 2+2C02+H20 — Mg (HCO3) 2
[0005]換熱器中碳酸氫鎂溶液發(fā)生的反應(yīng):
[0006]5Mg (HCO3) 2— 4MgC0 3.Mg (OH) 2.4H20+6C02 ?
[0007]熱解反應(yīng)原理是碳酸氫鎂溶液加熱分解生成輕質(zhì)碳酸鎂和二氧化碳，此過程產(chǎn)生的二氧化碳占整個(gè)工藝所需二氧化碳的3/5，因此對(duì)此步分解出的二氧化碳進(jìn)行回收利用對(duì)整個(gè)工藝的優(yōu)化起著非常重要的作用，將二氧化碳回收再利用不但可以降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)競爭力，同時(shí)可以避免排放二氧化碳造成環(huán)境污染。
[0008]熱解過程即向中間物料俗稱重鎂水中通入一定量蒸汽，使碳酸氫鎂分解成產(chǎn)品輕質(zhì)碳酸鎂，其分子式為4MgC03.Mg(OH)2.4H20，并釋放出0)2的工序。產(chǎn)品輕質(zhì)碳酸鎂中所含二氧化碳占整個(gè)工藝所需二氧化碳的2/5，釋放的二氧化碳占整個(gè)工藝所需二氧化碳的3/5，該過程釋放出的二氧化碳如果不加以回收利用，將會(huì)造成大量物料損失以及環(huán)境污染。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0009]針對(duì)上述生產(chǎn)過程中釋放出的二氧化碳不加以回收利用，將會(huì)造成大量物料損失以及環(huán)境污染的問題，本實(shí)用新型提出了一種二氧化碳回收利用系統(tǒng)及應(yīng)用其制備輕質(zhì)碳酸鎂的系統(tǒng)。該二氧化碳回收利用系統(tǒng)將熱解所產(chǎn)生的二氧化碳混合氣體經(jīng)換熱器冷卻、壓縮機(jī)壓縮后進(jìn)入二氧化碳儲(chǔ)罐儲(chǔ)存起來用于碳化反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了二氧化碳的回收利用。
[0010]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案:
[0011]一種二氧化碳回收利用系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括換熱器、壓縮機(jī)和二氧化碳儲(chǔ)罐，換熱器的管程出口與壓縮機(jī)入口相連，壓縮機(jī)出口與二氧化碳儲(chǔ)罐相連。
[0012]所述換熱器為固定管板式列管換熱、浮頭式換熱器或U形板式換熱器中任意一種或至少兩種的組合，所述組合典型但非限制性的實(shí)例有:固定管板式列管換熱和浮頭式換熱器的組合，浮頭式換熱器和U形板式換熱器的組合，固定管板式列管換熱、浮頭式換熱器和U形板式換熱器的組合等，優(yōu)選固定管板式列管換熱。
[0013]所述壓縮機(jī)為活塞式壓縮機(jī)、旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)、軸流式壓縮機(jī)或螺桿壓縮機(jī)中任意一種或至少兩種的組合，所述組合典型但非限制性的實(shí)例有:活塞式壓縮機(jī)和旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的組合，旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)和軸流式壓縮機(jī)的組合，軸流式壓縮機(jī)和螺桿壓縮機(jī)的組合，活塞式壓縮機(jī)、旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)、軸流式壓縮機(jī)和螺桿壓縮機(jī)的組合等。
[0014]所述二氧化碳儲(chǔ)罐為低壓儲(chǔ)罐、中壓儲(chǔ)罐、高壓儲(chǔ)罐或超高壓儲(chǔ)罐中任意一種或至少兩種的組合，所述組合典型但非限制性的實(shí)例有:低壓儲(chǔ)罐和中壓儲(chǔ)罐的組合，中壓儲(chǔ)罐和高壓儲(chǔ)罐的組合，高壓儲(chǔ)罐和超高壓儲(chǔ)罐的組合，低壓儲(chǔ)罐、中壓儲(chǔ)罐和高壓儲(chǔ)罐的組合，低壓儲(chǔ)罐、中壓儲(chǔ)罐、高壓儲(chǔ)罐和超高壓儲(chǔ)罐的組合等。
[0015]所述換熱器為固定管板式列管換熱器，其包括管程氣體入口、管程氣體出口、殼層冷卻液入口、殼層冷卻液出口、液化氣體出口，換熱器上半部分為冷卻段，換熱器下半部分為氣液分離段，管程氣體入口位于換熱器頂部，殼層冷卻液出口位于冷卻段頂部一側(cè)，殼層冷卻液入口位于冷卻段下部并與冷卻液出口在同一側(cè)，液化氣體出口位于氣液分離段底部一側(cè)，管程氣體出口位于氣液分離段上端與液化氣體出口相對(duì)一側(cè)。
[0016]所述固定管板式列管換熱器的工藝流程如下:二氧化碳混合氣體從換熱器管程氣體入口進(jìn)入，同時(shí)打開殼層冷卻液入口閥門讓冷卻液進(jìn)入，調(diào)節(jié)冷卻液和二氧化碳混合氣體流量，將混合氣體中水蒸氣液化成液態(tài)水之后由液化氣體出口排出，冷卻后的二氧化碳?xì)怏w從管程氣體出口排出，熱交換后的冷卻液從殼層冷卻液出口排出。
[0017]所述的二氧化碳回收利用系統(tǒng)的處理工藝包括以下步驟:
[0018](I)熱解反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳混合氣體從換熱器管程氣體入口進(jìn)入，換熱器殼層冷卻液入口通冷卻液與二氧化碳混合氣體進(jìn)行換熱，二氧化碳經(jīng)冷卻后從換熱器管程氣體出口流出，通過控制換熱器殼程中冷卻液的流量和管程中二氧化碳混合氣體的流量，使換熱后二氧化碳混合氣體中水蒸氣液化成液態(tài)水滴落于換熱器底部，當(dāng)水積滿一定量時(shí)打開底部閥門由液化氣體出口排出；
[0019](2)流出的二氧化碳進(jìn)入到壓縮機(jī)壓縮到壓力為0.4?0.6MPa，壓縮后的氣體進(jìn)入二氧化碳儲(chǔ)罐中用于碳化反應(yīng)。
[0020]應(yīng)用以上所述系統(tǒng)的硼泥碳化法制備輕質(zhì)碳酸鎂的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括消化罐、碳化罐、第一固液分離器、熱解器、第二固液分離器、干燥器和二氧化碳回收利用系統(tǒng)，其中消化罐、碳化罐、第一固液分離器、熱解器、第二固液分離器和干燥器依次相連，熱解器的氣體出口與換熱器的管程氣體入口相連，二氧化碳儲(chǔ)罐與碳化罐的氣體入口相連。
[0021]所述的硼泥碳化法制備輕質(zhì)碳酸鎂的系統(tǒng)中所述消化罐為電加熱反應(yīng)罐或蒸汽加熱反應(yīng)罐。
[0022]所述碳化罐為低壓容器、中壓容器、高壓容器或超高壓容器中任意一種。
[0023]所述第一固液分離器為道兒型澄清桶或斜板式澄清桶。
[0024]所述熱解器為盤管式熱解器、列管式熱解器、板式熱解器、釜式熱解器中任意一種。
[0025]所述第二固液分離器為壓濾機(jī)。
[0026]所述壓濾機(jī)為臥式板框壓濾機(jī)、立式壓濾機(jī)、真空轉(zhuǎn)鼓過濾器或帶式壓濾機(jī)中任意一種或至少兩種的組合，所述組合典型但非限制性的實(shí)例有:臥式板框壓濾機(jī)和立式壓濾機(jī)的組合，立式壓濾機(jī)和真空轉(zhuǎn)鼓過濾器的組合，真空轉(zhuǎn)鼓過濾器和帶式壓濾機(jī)的組合，臥式板框壓濾機(jī)、立式壓濾機(jī)和真空轉(zhuǎn)鼓過濾器的組合，臥式板框壓濾機(jī)、立式壓濾機(jī)、真空轉(zhuǎn)鼓過濾器和帶式壓濾機(jī)的組合等。
[0027]所述干燥器為箱式干燥器、隧道式干燥器、氣流干燥器、滾筒干燥器、流化床干燥器或回轉(zhuǎn)干燥器中任意一種或至少兩種的組合，所述組合典型但非限制性的實(shí)例有:箱式干燥器和隧道式干燥器的組合，隧道式干燥器和氣流干燥器的組合，氣流干燥器和滾筒干燥器的組合，滾筒干燥器和流化床干燥器的組合，流化床干燥器和回轉(zhuǎn)干燥器的組合，箱式干燥器、隧道式干燥器和氣流干燥器的組合，隧道式干燥器、氣流干燥器、滾筒干燥器和流化床干燥器的組合，箱式干燥器、隧道式干燥器、氣流干燥器、滾筒干燥器、流化床干燥器和回轉(zhuǎn)干燥器的組合等。
[0028]所述的硼泥碳化法制備輕質(zhì)碳酸鎂的系統(tǒng)的處理工藝包括以下步驟:原料在消化罐中進(jìn)行消化反應(yīng)，反應(yīng)得到的液體進(jìn)入碳化罐并通入二氧化碳?xì)怏w進(jìn)行碳化反應(yīng)，碳化反應(yīng)得到的液體進(jìn)入第一固液分離器進(jìn)行分離，得到的濾液進(jìn)入熱解器中進(jìn)行熱解反應(yīng)，熱解反應(yīng)得到的液體進(jìn)入第二分離器中進(jìn)行分離，分離得到的濾渣進(jìn)入干燥器中進(jìn)行烘干得到產(chǎn)品，同時(shí)熱解反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w進(jìn)入換熱器中進(jìn)行冷卻后進(jìn)入壓縮機(jī)中壓縮至壓力為0.4?0.6MPa，然后進(jìn)入到二氧化碳儲(chǔ)罐中進(jìn)行儲(chǔ)存用于碳化反應(yīng)。
[0029]有益效果:
[0030]采用該二氧化碳回收利用系統(tǒng)對(duì)硼泥碳化法制備輕質(zhì)碳酸鎂過程中產(chǎn)生的二氧化碳進(jìn)行回收利用，可大大降低整個(gè)工藝中所需的二氧化碳，同時(shí)解決二氧化碳排放造成的環(huán)境污染，減少產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，提高企業(yè)競爭力。
【附圖說明】
[0031]圖1是硼泥碳化法制備輕質(zhì)碳酸鎂的系統(tǒng)裝置圖。
[0032]圖2是二氧化碳回收利用系統(tǒng)中固定管板式列管換熱器示意圖。
[0033]其中，N1-管程氣體入口 ；N2-管程氣體出口 ；N3-液化氣體出口 ；N4_殼層冷卻液入口 ；N5-殼層冷卻液出口。
【具體實(shí)施方式】
[0034]下面結(jié)合附圖并通過【具體實(shí)施方式】來進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。
[0035]實(shí)施例1:
[0036]1、硼泥碳化法制備輕質(zhì)碳酸鎂的系統(tǒng)的