同步逆位煅烧炉生产高活性氧化镁
张国臣，李新平，张娟，韩艳敏
(1.焦作市雾神化工机械有限公司；2.焦作市技师学院)
摘要 简要介绍了同步逆位煅烧炉的原理、特点和工艺流程。说明了该煅烧装置在生产高活性氧化镁中的应用情况，并与其它干燥设备进行了对比。
关键词 同步逆位煅烧炉，活性氧化镁，干燥，煅烧
一、概述
活性氧化镁是制备高功能精细无机材料、电子元件、油墨、有害气体吸附剂的重要原料，也用于高温、高腐蚀等苛刻条件下的尖端材料，亦可作为油漆、纸张及化妆品的填料，塑料和橡胶的填充剂和补强剂以及各种电子材料的辅助材料。活性是氧化镁重要的物化性质，活性的高低，直接影响氧化镁的使用效果，这也就决定了氧化镁的使用市场和销售价格。活性氧化镁的分子式是xMgO·yMg(OH)2，即碱式氧化镁，其中氧化镁的百分含量对活性起着重要作用。一般活性氧化镁都是用碱式碳酸镁或氢氧化镁在高温下长时间分解制得，炉型结构特殊，能耗很高，制得产品视比容较低，活性也较低。
同步逆位煅烧炉是用高温煅烧尾气干燥（或预煅烧）氢氧化镁或碱式碳酸镁，系统能量梯级利用，采用动态方式在瞬间完成氧化镁的干燥和煅烧过程，非常实用于活性氧化镁的生产，不仅高效节能，而且活性大超过常规生产工艺，对提高我国活性氧化镁的品质，具有重大意义。
二、氧化镁的物化特性：
活性氧化镁的化学组成、物理形态等指标与普通氧化镁区别不大。但活性氧化镁的部分指标与普通氧化镁的要求不同，如粒度分布、平均粒径、微观形态等要求不同。活性的指标常用柠檬酸活性值（指标为12—25s）和吸碘值表示。常规生产的活性氧化镁的吸碘值为80—120（mg I2／100gMgO）,视比容在6—8.5 mL／g之间。同步逆位煅烧炉生产的活性氧化镁的吸碘值在150—180（mg I2／100gMgO），视比容较大，在9～12.5mL／g，比常规生产的活性氧化镁有较大提高。
许多*认为“氧化镁的活性取决于加热速率和加热时间，特别是温度，缓慢和持续加热能提供*大活性和比表面积”，要求加热时间在45min分钟以上，加热温度在650～700℃。本装置生产高活性氧化镁，高温气体入口温度为800℃，煅烧时间5秒，产品活性可达到170（mg I2／100gMgO）以上。说明不同的装置在不同的条件下，得到的产品的理化性质差异很大。
三、同步逆位煅烧炉的工艺流程
同步逆位煅烧炉是闪速干燥、悬浮煅烧和流体力学原理的*新科学应用成果，是高效节能的煅烧和化学分解设备。其工艺流程如下：
可燃气体——燃烧室——高温加速装置——高压引风机——布袋除尘器——动态煅烧炉——高效收粉器——连续关风机——高效冷却机——成品活性氧化镁——干燥塔—高速打散器——镁盐喂料机——高效收粉器——连续关风机
以碱式碳酸镁制备高活性轻质氧化镁为例叙述同步逆位煅烧炉的工艺过程：
将碱式碳酸镁滤饼加入定量螺旋加料斗中，依据煅烧炉尾部（或布袋收粉器尾部）的温度控制系统传递过来的信号调整定量螺旋的加料速度，将待干燥和煅烧的碱式碳酸镁滤饼送入干燥塔，由来自高效旋风分离器的高温尾气将碱式碳酸镁滤饼送入打散机，经打散机打散后的碱式碳酸镁滤饼在高速气流的作用下，被送入干燥塔中，在干燥塔中物料的表面水被脱除。干燥后的物料在热气流的作用下进入高效旋风分离器，在旋风分离器的作用下，干燥后的物料落入集料箱中，尾气进入布袋收粉器，超细粉被收集下来,包装即得超细粉料。在尾部高压离心引风机的作用下，尾气经高压离心通风机排入大气。
集料斗中干燥后的物料经特种关风机后落入高温热风管，由来自高温热风炉的高温气体携带物料经高速打散器，进入加速室，物料经加速度室后，提高运行速度，进入煅烧塔，在煅烧塔中碱式碳酸镁煅烧、分解得到轻质氧化镁产品，轻质氧化镁在气流的携带下进入下一级高效旋风分离器。分离后成品落入暂存箱，物料流经特种关风机，再经高效冷却、包装即得高活性成品轻质氧化镁成品。分离后的高温尾气在高压引风机的作用下进入系统的干燥段，携带来自定量螺旋给料器的晶体滤饼，经高速打散机进入干燥系统。热风经干燥段后进入布袋收粉器经风机排空，完成系统干燥煅烧工艺。
该机可采用高位给料和低位给料两种方式，高位给料是*佳方式。可根据用户场地情况而定。
该机可采用自控、手控两种方式操作。采用自动控制操作时，通过水分控制系统自动测量尾气温度，将信号反馈到前面加料机的高速电机，控制进机加料量。
四、活性氧化镁在同步逆位煅烧炉生产过程中耗热量计算；
以自由水含量为30%，每小时成品氧化镁产量按1000㎏计算:
1、煅烧反应如下：
4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O 5MgO + 4CO2 + 5H2O
336 + 58 + 72=466 200 176 90
1680 + 290 + 360= 2330 1000㎏ 880 450
游离水量: 2330*(30/70)= 998.57㎏
QMg(OH)2 ＝-750～-1200.19 Kcol/（㎏MgO）
QMgCO3= -900～-1250 Kcol/（㎏MgO）
煅烧时以总和耗热量取: -1000/mol= 1000 KCOL/（㎏MgO）
增加气体量: 煅烧增加量: 880+450=1330㎏
干燥增加量: 1330+998.57=2328.57㎏
2、化学耗热量:
Q化学耗热量=1000*1000=1000000 KCaL/h
游离水消耗热量:
Q2=998.57*(565+100-20)+0.34*2330*(100-20)= 707453.65kcol
设备损耗15%则必须耗热量为:
Q必须= 1000000*1.15=1150000kcol
进气温度为900℃
平均气体温度为：(450+900)/2=675℃，
M=1000000/(0 .2701*(900-450))= 8227.41㎏/h
3、煅烧余热：
Q450℃煅烧余热=0.258*(8227.41+1330)*(450-128.25)= 793374.5l/h
4、尾气温度：
T=450-793374.5/(0.25*（8227.41+1330）)= 117.95℃
干燥必须耗热量: 707453.65 kcal/h
5、Q总耗热=0.25*8227.405*(900-20) =1810029.1kcal/h
煤气消耗量: 1810029.1/1250=1448.0Nm3/h，折合煤为428㎏/h
直接生产成本： 序号名称单价数量合计
1电0.75元/度90 kw/T67.5
2燃料（煤气，以煤计）1000元/吨432㎏/T432
3包装物50条3.5175
4机械消耗 55
工资福利 100100
合计 779.5
目前回转炉生产工艺：煅烧MgO煤耗为1000㎏/(t. MgO)左右，电耗200kw.h/(t. MgO)。 同步逆位煅烧炉生产的活性氧化镁的能耗指标远远低于回转炉生产工艺。回转炉耗煤量是本工艺的2.3倍。
五、工艺特点
同步逆位煅烧炉是一种新型、高效、瞬间气流煅烧设备，是干燥和煅烧结晶产品(含结构水的晶体产品)或化学分解的专用系列设备。它改变了以往粉状物料传统的隧道窑、滚筒为代表的静态或半动态煅烧方式，利用流态化的方式使待煅烧粉状物料与加热后的高温气体充分悬浮混合，在流态化状态中完成瞬间煅烧过程。可将含水晶体产品的附着水和结构水瞬间同步脱除，使传统干燥工艺需要分开进行的干燥、煅烧工艺在一个工序中瞬间完成，极大地节约了宝贵的能源。与传统干燥设备相比，具有连续运行、密封操作、蒸发强度大、温度梯度分布合理、动力消耗低、占地面积小等优点。
1、 气固两项间传热介质的表面积大，固体颗粒在气流中高速分散呈悬浮状态，这样使气固两项间的传热传质表面积大大增加。由于采用较高气流速度，使得气固两项间的相对速度也较高，不仅使气固两项间具有较大的传热面积而且体积传热系数也较高，本煅烧系统的体积系数为2300~7000W/（m3.k），是回转炉干燥器的20～30倍。
2、 热效率高、干燥时间短、处理量大。这样可使该过程的热效率高达85～90％。本煅烧系统的煅烧和干燥两个工艺过程均采用气固两项并流操作，夹带大量热量的尾气，部分热量占总热量支出的分率很大，若能将废气回收利用，也将大大提高干燥过程的热效率。并使用煅烧系统的高温尾气干燥湿物料，提高了煅烧物料的初始温度，进入煅烧系统的物料具有220℃以上的初始温度，不仅提高了煅烧系统的热效率，同时也提高了干燥系统的产量。同步逆位煅烧炉利用高温煅烧物料后的高温尾气，来干燥高水份的湿物料，可将热能利用率提高到85％以上。
3、 瞬间完成物料的煅烧过程，可极大地提高产品的活性和产品品位。
4、 运行费用低：同步逆位干燥煅烧系统主要动力是系统高压引风机，工艺过程自然形成自动化，一个系统只需要2人/班操作即可，所以大大降低了运行成本。
5、 同步逆位煅烧炉结构简单、紧凑、体积小、生产能力大。
6、 设备易损件少，生产运行过程中维修率低，费用少。
7、 操作方便，参数控制点少。
目前“同步逆位煅烧炉”生产高活性氧化镁
六、结语
氧化镁的活性直接决定着氧化镁产品的市场价位和应用领域，随着国民经济及科学技术的发展，该品种的应用将越来越广泛，用量也与日俱增，对于产品的活性也会有新的要求，同步逆位煅烧装置生产的活性氧化镁活性高，产品质量稳定，应用领域广，产品价位高。因此，同步逆位煅烧生产高纯活性氧化镁技术装置推向市场很有必要。
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