RU2118611C1 - Method and installation for dehydrating carnallite - Google Patents
Method and installation for dehydrating carnallite Download PDFInfo
- Publication number
- RU2118611C1 RU2118611C1 RU96106379/25A RU96106379A RU2118611C1 RU 2118611 C1 RU2118611 C1 RU 2118611C1 RU 96106379/25 A RU96106379/25 A RU 96106379/25A RU 96106379 A RU96106379 A RU 96106379A RU 2118611 C1 RU2118611 C1 RU 2118611C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- furnace
- furnaces
- last
- carnallite
- complex
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к обезвоживанию шестиводного карналлита в твердом состоянии в процессе его подготовки к электролитическому получению магния и может быть использовано в других отраслях промышленности, где обезвоживание связано с необходимостью утилизации отбросных хлорсодержащих газов, выделяющихся на других переделах производства магния, а также осложнено гидролизом, спеканием материала и другими процессами, снижающими качество готового продукта, удорожанием его производства и ухудшением экологической обстановки в окружающей среде. The invention relates to dehydration of six-water carnallite in the solid state in the process of preparing it for the electrolytic production of magnesium and can be used in other industries, where dehydration is associated with the need to utilize waste chlorine-containing gases released in other stages of magnesium production, and is also complicated by hydrolysis, sintering of material and other processes that reduce the quality of the finished product, the cost of its production and environmental degradation in the environment her environment.
Известен способ получения магния и хлора из карналлита путем его обезвоживания в кипящем слое, подачи обезвоженного карналлита в твердом виде циклично в плавильники электролизеров с последующим его плавлением в них, уменьшением концентрации хлорида магния электролизом до заданной конечной его концентрации в электролите и откачкой отработанного электролита; при этом процесс в кипящем слое производят в токе газов, содержащих хлористый водород, а удаление последних молей воды из карналлита производят в аппарате кипящего слоя периодического действия до содержания остаточной воды не более 5,0%, предпочтительнее не более 2,5% (см. авт.св. N 241697, кл. 40с, 3/08, опубликовано в Бюлл. изобретений N 14, 18.IV.1969). A known method of producing magnesium and chlorine from carnallite by dehydration in a fluidized bed, feeding dehydrated carnallite in solid form cyclically to the electrolytic smelters, followed by its melting in them, reducing the concentration of magnesium chloride by electrolysis to its predetermined final concentration in the electrolyte and pumping out the spent electrolyte; in this case, the process in a fluidized bed is carried out in a stream of gases containing hydrogen chloride, and the removal of the last moles of water from carnallite is carried out in a periodic fluidized bed apparatus to a residual water content of not more than 5.0%, more preferably not more than 2.5% (see ed.St. N 241697,
В указанном изобретении ничего не упоминается о способе получения хлористого водорода, хотя и рекомендуется (в тексте) подавать его при удалении последних молей воды в аппарате периодического действия. Нет также никаких сведений о конструктивном оформлении крупномасштабного производства обезвоженного карналлита с совмещением непрерывного и периодического процесса. Недостаточная конкретность технологии и отсутствие конструктивной разработки, несмотря на оригинальность идеи, привели к тому, что данное изобретение спустя 27 лет после опубликования нигде не внедрено и даже не принято в проекте какого-либо нового магниевого завода. In this invention, nothing is mentioned about the method of producing hydrogen chloride, although it is recommended (in the text) to submit it when removing the last moles of water in a batch apparatus. There is also no information on the design of the large-scale production of dehydrated carnallite with the combination of a continuous and batch process. The lack of specificity of the technology and the lack of constructive development, despite the originality of the idea, led to the fact that this invention, after 27 years after publication, was not introduced anywhere and was not even accepted in the design of any new magnesium plant.
Известен способ обезвоживания хлормагниевых солей, совмещенный с утилизацией хлорсодержащих газов в выносных топках печей кипящего слоя путем их подачи в факел горения водородсодержащего топлива и проведение при этом обезвоживания растворов хлормагниевых солей или карналлита топочными газами, содержащими хлористый водород, с изменением параметров теплоносителя по ходу процесса. При этом для более эффективного использования хлористого водорода сначала растворы и шестиводный карналлит обезвоживают любым теплоносителем, не содержащим хлористого водорода, до концентрации воды не более 3 молей на моль хлорида магния в режиме непрерывного процесса, а затем завершают термическую обработку материала в режиме периодического процесса в токе газов, содержащих хлористый водород. Обезвоживание калиевого карналлита KCl-MgCl2•6H2O производят сначала обычными топочными газами в режиме непрерывного процесса, начинают периодический процесс только при содержании остаточной воды не менее 1 моля на 1 моль хлорида магния и подаче в топку хлора, а завершают процесс в твердом состоянии при содержании остаточной воды в продукте в пределах 0,0-0,2% (см. авт.св. N 287001, кл. 12m, 5/34, опубликовано в Бюлл. изобретений 35, 19.XI.1970).There is a method of dehydration of magnesium chloride salts, combined with the utilization of chlorine-containing gases in the remote furnaces of fluidized bed furnaces by feeding them to the combustion torch of hydrogen-containing fuel and dehydration of solutions of chlorine-magnesium salts or carnallite with flue gases containing hydrogen chloride, with a change in the parameters of the coolant during the process. Moreover, for a more efficient use of hydrogen chloride, solutions and six-water carnallite are first dehydrated with any coolant that does not contain hydrogen chloride to a water concentration of not more than 3 moles per mole of magnesium chloride in a continuous process, and then heat treatment of the material is completed in a batch process in a current gases containing hydrogen chloride. Potassium carnallite KCl-MgCl 2 • 6H 2 O is dehydrated first with conventional flue gases in a continuous process, the batch process is started only with a residual water content of at least 1 mol per 1 mol of magnesium chloride and chlorine supplied to the furnace, and the process is completed in the solid state when the residual water content in the product is in the range of 0.0-0.2% (see ed. St. N 287001,
В упомянутом изобретении авт. св. N 287001 указан путь получения хлористого водорода, но нет сведений о соотношениях хлора и водорода в компонентах, подаваемых в факел горения топлива, требуемых для полного связывания хлора в хлористый водород и необходимых для практического осуществления процесса без ухудшения экологической обстановки в окружающей среде. Так же как и в авт. св. N 241697, в данном авт.св. нет рекомендаций о конструктивном оформлении крупномасшатбного процесса с совмещением непрерывного и периодического процессов. Видимо, сознавая сложность такого процесса в промышленных условиях, в авт.св. N 287001 существенно ограничивается область его применения для калиевого карналлита, хотя, как показали дальнейшие исследования, без должного технического обоснования лишь на основе лабораторных опытов утверждается необходимость чрезвычайно глубокого обезвоживания карналлита в твердом состоянии (содержание воды 0,0-0,2%, т.е. в 10 раз меньше, чем по авт.св. N 241627). In the aforementioned invention, ed. St. N 287001 indicates the way to obtain hydrogen chloride, but there is no information on the ratios of chlorine and hydrogen in the components supplied to the fuel flame, required for the complete binding of chlorine to hydrogen chloride and necessary for the practical implementation of the process without affecting the environmental situation in the environment. As in the author. St. N 241697, in this ed. There are no recommendations on the design of a large-scale process with a combination of continuous and batch processes. Apparently, realizing the complexity of such a process in an industrial environment, in auth. N 287001 significantly limits its scope for potassium carnallite, although, as further studies have shown, without proper technical justification only on the basis of laboratory experiments, the need for extremely deep dehydration of carnallite in the solid state (water content of 0.0-0.2%, t. e. 10 times less than according to Autost.St. N 241627).
Указанные недостатки объясняют, почему процесс по авт.св. N 287001 так же, как и по авт.св. N 241697, несмотря на очевидные энергетические и другие преимущества при получении магния электролизом за 25 с лишним лет после опубликования нигде не внедрен и даже не принят в каком-либо проекте строительства нового магниевого завода. These shortcomings explain why the process of ed. N 287001 in the same way as on St. St. N 241697, despite the obvious energy and other advantages in obtaining magnesium by electrolysis for more than 25 years after publication, it has not yet been introduced or even adopted in any project for the construction of a new magnesium plant.
В отличие от описанных выше способов в промышленности был внедрен способ обезвреживания отбросных хлорсодержащих газов путем подачи их вместо первичного воздуха в циклонные топки с горелками "труба в трубе", и затем подачи полученного теплоносителя в аппараты для обезвоживания карналлита (см. авт. св. N 197951, кл. 40а, 1/10, 40с, 3/04, опубликованные в Бюлл. изобретений N 13, 09.VI.1967). In contrast to the methods described above, a method was introduced in industry for the neutralization of chlorine-containing waste gases by supplying them instead of primary air to cyclone furnaces with tube-in-tube burners, and then supplying the resulting coolant to apparatus for dehydrating carnallite (see ed. St. N 197951,
При достаточно хорошем смешении в циклонных топках и повышении температуры в них хлора в отходящих газах не было. Однако элементарные расчеты, выполненные по данным описания данного изобретения и других работ по утилизации отбросных хлорсодержащих газов, показали, что эффект полного превращения хлора в хлористый водород достигался на практике лишь тогда, когда отношение между хлором и водородом в факеле горения топлива было в несколько раз ниже теоретически необходимого для полного восстановления хлора в хлористый водород. With sufficiently good mixing in the cyclone furnaces and an increase in temperature, there was no chlorine in the exhaust gases. However, elementary calculations performed according to the description of the present invention and other works on the utilization of waste chlorine-containing gases showed that the effect of the complete conversion of chlorine to hydrogen chloride was achieved in practice only when the ratio between chlorine and hydrogen in the fuel flame was several times lower theoretically necessary for the complete reduction of chlorine to hydrogen chloride.
Задача нахождения требуемого отношения между компонентами для полноты реакции и, следовательно, предотвращения загрязнения окружающей среды при этом не ставилась, ибо в этом не было практической необходимости. The task of finding the required relationship between the components to complete the reaction and, therefore, prevent environmental pollution was not posed, because this was not a practical necessity.
А в последнее время в связи с привлечением новых источников сырья для производства магния, когда хлор является полностью или частично оборотным продуктом, и его требуется восстанавливать в больших количествах в установках для обезвоживания, эта задача приобрела большую актуальность. And recently, in connection with the attraction of new sources of raw materials for the production of magnesium, when chlorine is a fully or partially circulating product, and it needs to be restored in large quantities in plants for dehydration, this task has become very urgent.
Наиболее близкая к предлагаемым способу и устройству по технической сущности и общим признакам (прототип) является (опытная) установка для обработки материалов в кипящем слое, при создании которой была сделана успешная попытка сочетания непрерывного и периодического процессов обезвоживания карналлита в кипящем слое (см. авт.св. N 263166, кл. 40с, 3/02, 400, 3/08, опубликовано в Бюлл. изобретения N 7, 04.11.1970). Closest to the proposed method and device by technical nature and general characteristics (prototype) is a (experimental) installation for processing materials in a fluidized bed, the creation of which was a successful attempt to combine continuous and periodic processes of dehydration of carnallite in a fluidized bed (see author. St. N 263166,
Согласно способу и устройству, описанному в этом изобретении, процесс осуществляется в двух печах кипящего слоя, имеющих выносные топки для получения теплоносителя с заданными параметрами. Первая по ходу обезвоживания печь работала в режиме непрерывного процесса с получением полуобезвоженного материала и загрузкой последнего через затвор в промежуточную емкость (бункер), из которой через затвор-дозатор полуобезвоженный материал мог быстро поступать в печь периодического действия, имеющую снабженную затвором течку (трубу), у поверхности газораспределительной решетки. Через эту течку после окончания процесса готовый продукт быстро выгружался в другую промежуточную емкость (бункер). Эта емкость через затвор соединена с транспортным устройством непрерывно или периодически подающим готовый продукт потребителю или на склад. According to the method and device described in this invention, the process is carried out in two fluidized bed furnaces having external furnaces for receiving a coolant with predetermined parameters. The first furnace during dehydration was operated in a continuous process with obtaining semi-dehydrated material and loading the latter through the shutter into an intermediate tank (hopper), from which through the shutter-dispenser the semi-dehydrated material could quickly enter the batch furnace with a chute equipped with a shutter (pipe), at the surface of the gas distribution grill. Through this estrus after the end of the process, the finished product was quickly unloaded into another intermediate tank (hopper). This container through the shutter is connected to the transport device continuously or periodically supplying the finished product to the consumer or to the warehouse.
Система измерительных приборов (измерение температур, давлений, расходов воздуха и топлива, сигнализаторов уровня и др.) и автоматического управления затворами позволяла обеспечить непрерывность процесса обезвоживания в целом при периодической обработке полупродукта в требуемых технологических режимах работы топок и печей при значительном повышении качества готового продукта. The system of measuring instruments (measuring temperatures, pressures, air and fuel consumption, level alarms, etc.) and automatic gate control made it possible to ensure the continuity of the dehydration process as a whole during periodic processing of the intermediate product in the required technological modes of operation of furnaces and furnaces with a significant improvement in the quality of the finished product.
Однако эта установка имела существенные недостатки, так как не позволяла без изменения размеров печей и бункеров регулировать долю воды, удаляемой в режиме периодического процесса при полном использовании мощностей печей. Поэтому из-за трудностей моделирования при изменении мощностей печей для создания промышленной установки по данной схеме пришлось бы испытать серию таких опытных установок. Кроме того, изменять режим по ходу процесса (например, подавать изменяющееся во времени количество хлора в факел горения топлива) можно было только в печи периодического действия при завершении процесса. However, this installation had significant drawbacks, as it did not allow regulating the proportion of water removed in the batch mode without using the size of the furnaces and bins without fully changing the capacity of the furnaces. Therefore, due to the difficulties of modeling when changing the capacities of furnaces, to create an industrial installation according to this scheme, a series of such experimental plants would have to be tested. In addition, changing the mode during the process (for example, supplying a time-varying amount of chlorine to the fuel combustion flame) could only be done in a batch furnace at the end of the process.
Значительные трудности представляло и использование данной установки полностью в режиме непрерывного процесса, что в производственных условиях означало бы необходимость создания избыточных мощностей с соответствующим основным и вспомогательным оборудованием, а также системой КИПаА. Significant difficulties were posed by the use of this installation completely in a continuous process mode, which under production conditions would mean the need to create excess capacities with the corresponding main and auxiliary equipment, as well as the instrumentation and automation system.
Технической задачей изобретения является создание промышленного непрерывно-периодического способа обезвоживания пропитанного маточным раствором шестиводного карналлита в кипящем слое с изменением параметров теплоносителя по ходу процесса, в том числе с подачей хлора в факел горения топлива, и установки для его осуществления. Заявляемая установка может быть использована и для обезвоживания непрерывным способом (вариант, обеспечивающий получение того же технического результата, согласно п. 2.3 Правил составления заявки, утвержденных Роспатентом в 1993 г.). Это достигается проведением способа в комплексе трех, соединенных транспортным устройствами печей КС при подаче хлора по крайней мере в выносную топку последней по ходу процесса при поддержании массового отношения хлора к водороду в компонентах, подаваемых в выносные топки, не более, чем 30:1 (предпочтительно не более чем 25:1). При этом первая по ходу процесса обезвоживания печь работает в режиме непрерывного процесса, последняя - в режиме периодического процесса, а промежуточная печь соединена транспортными устройствами комплекса таким образом, что она может работать параллельно с последней печью в режиме периодического процесса или последовательно с первой печью в режиме непрерывного процесса. An object of the invention is the creation of an industrial continuous-periodic method of dehydration of a six-water carnallite impregnated with a mother liquor in a fluidized bed with a change in the parameters of the coolant during the process, including the supply of chlorine to the fuel combustion torch, and an installation for its implementation. The inventive installation can be used for dehydration in a continuous way (option that provides the same technical result, in accordance with paragraph 2.3 of the Rules for the preparation of applications approved by Rospatent in 1993). This is achieved by carrying out the method in a complex of three KS furnaces connected by a transport device while supplying chlorine to at least the external furnace of the latter during the process while maintaining the mass ratio of chlorine to hydrogen in the components supplied to the external furnace, not more than 30: 1 (preferably no more than 25: 1). Moreover, the first furnace during the dehydration process operates in a continuous process mode, the last in a batch mode, and the intermediate furnace is connected by the transport devices of the complex in such a way that it can work in parallel with the last furnace in a batch mode or in series with the first furnace in a mode continuous process.
При работе промежуточной печи в периодическом режиме параллельно с последней печью промежуточной печи так же, как и в последней, целесообразно завершать процесс при содержании остаточной воды и оксида магния в пределах 0,2-1,2 мас.% по каждому из этих компонентов. When the intermediate furnace is operating in periodic mode in parallel with the last furnace of the intermediate furnace, as well as in the latter, it is advisable to complete the process with a residual water and magnesium oxide content in the range of 0.2-1.2 wt.% For each of these components.
Пыль, вынесенную из каждой печи КС комплекса, целесообразно возвращать в слой этой же пыли или выгружать вместе с продуктом, полученным в этой печи. It is advisable to return the dust removed from each furnace of the KS complex to a layer of the same dust or unload it together with the product obtained in this furnace.
Предложенная для осуществления изложенного выше способа установка состоит из трех связанных транспортными устройствами в комплекс печей КС, каждая из которых имеет выносную топку, газораспределительную решетку, пылеулавливающее устройство, а также устройства для загрузки исходного материала и выгрузки обработанного продукта из печи. При этом первая по ходу обезвоживания печь КС имеет одно загрузочное устройство для работы только в режиме непрерывного процесса и снабжена разгрузочным устройством, соединенным через транспортное устройство (насос, элеватор, слив с уровня слоя и др.) для подачи полуобезвоженного карналлита в промежуточную и последнюю печи данного комплекса, которые имеют по два загрузочных и разгрузочных устройства, позволяющие им работать как в режиме непрерывного, так и в режиме периодического процесса. The installation proposed for the implementation of the above method consists of three connected by transport devices into a complex of KS furnaces, each of which has a remote furnace, gas distribution grid, dust collecting device, as well as devices for loading the source material and unloading the processed product from the furnace. Moreover, the KS furnace, the first in the course of dewatering, has one loading device for operation only in a continuous process mode and is equipped with a discharge device connected through a transport device (pump, elevator, discharge from the layer level, etc.) to supply semi-dehydrated carnallite to the intermediate and last furnace this complex, which have two loading and unloading devices, allowing them to work both in continuous and in batch mode.
Одно из загрузочных устройств промежуточной и последней печи комплекса представляет собой бункер, соединенный транспортным устройством для подачи в него полуобезвоженного карналлита из первой печи и снабженный затвором-дозатором для единовременной загрузки заданной порции этого карналлита соответственно в промежуточную или в последнюю печь КС, а второе выполнено в виде сливного канала или отверстия в боковой стенке (перегородке), через которое материал из промежуточной печи может непрерывно поступать (сливаться) в транспортное устройство на переработку в последующую стадию (например, на переработку в хлораторах) для подачи в бункер последней печи или непосредственно на слой материала в последней печи КС, при этом транспортное устройство для подачи материала из первой печи в промежуточную также может быть выполнено в виде сливного канала или отверстия в боковой стенке (перегородке), а уровень слоя в каждой следующей печи должен быть настолько ниже уровня слоя в предыдущей печи, чтобы материал поступал в следующую печь самотеком, а разгрузочные устройства первой и промежуточной печи являлись бы одновременно загрузочными устройствами промежуточной и последней печи, слив с уровня которой должен быть соединен с транспортным устройством для подачи готового продукта на дальнейшую переработку. One of the loading devices of the intermediate and last furnace of the complex is a hopper connected by a transport device for feeding semi-dehydrated carnallite from the first furnace into it and equipped with a metering valve for loading a given portion of this carnallite at one time into the intermediate or last KS furnace, respectively, and the second is made in as a drain channel or hole in the side wall (partition) through which material from the intermediate furnace can continuously flow (merge) into the transport device processing for the subsequent stage (for example, for processing in chlorinators) for feeding into the hopper of the last furnace or directly to the material layer in the last KS furnace, while the transport device for feeding material from the first furnace to the intermediate can also be made in the form of a drain channel or holes in the side wall (partition), and the layer level in each subsequent furnace should be so below the layer level in the previous furnace so that the material flows into the next furnace by gravity, and the unloading devices of the first and the intermediate furnace would be simultaneously the loading devices of the intermediate and last furnace, the discharge from the level of which should be connected to the transport device for supplying the finished product for further processing.
Другое разгрузочное устройство промежуточной и последней печи комплекса расположено на уровне газораспределительной решетки, которую целесообразно выполнить с наклоном в сторону выгрузки, при этом разгрузочное устройство должно иметь затвор для разовой выгрузки готового продукта (глубоко обезвоженного карналлита) в промежуточный бункер или кабель, откуда глубоко обезвоженный карналлит должен поступать на дальнейшую переработку непосредственно в электролизер или в специальное плавильное устройство. Another unloading device of the intermediate and last furnace of the complex is located at the level of the gas distribution grill, which is advisable to be tilted to the discharge side, while the unloading device should have a shutter for a single discharge of the finished product (deeply dehydrated carnallite) into an intermediate hopper or cable, from where the deeply dehydrated carnallite must go for further processing directly to the cell or to a special melting device.
Объем каждого из бункеров, установленных над промежуточной и последней печью комплекса, целесообразно выполнить емкостью, превышающей емкость слоя в каждой из этих печей по меньшей мере в два раза. Корпуса всех трех печей комплекса могут иметь прямоугольную форму и быть смонтированы в одном кожухе. The volume of each of the bins installed above the intermediate and last furnace of the complex, it is advisable to perform a capacity exceeding the capacity of the layer in each of these furnaces at least twice. Cases of all three furnaces of the complex can have a rectangular shape and can be mounted in one casing.
На газораспределительных решетках промежуточной и последней печи могут быть установлены не доходящие до верха печи и перпендикулярные ее продольной оси перегородки, делящие надрешеточное пространство на секции и имеющие у решетки небольшие переточные отверстия, а также перекрываемые затворками отверстия площадью не менее одной четверти площади перегородки на уровне слоя; при этом в открытом положении затворов секционированная печь превращается в несекционированную. Partitions not extending to the top of the furnace and perpendicular to its longitudinal axis of the partition can be installed on the gas distribution grilles of the intermediate and last furnace, dividing the superlattice into sections and having small transfer openings on the grating, as well as openings closed by shutters with an area of at least one quarter of the partition wall at the layer level ; in this case, in the open position of the shutters, the sectioned furnace turns into a non-sectioned one.
Известно, что восстановление хлора при его подаче в топки печей КС идет в основном за счет хлорирования водородсодержащих компонентов топлива, а также водяных паров в воздухе, подаваемом на горение. It is known that the recovery of chlorine during its supply to the furnaces of KS furnaces is mainly due to the chlorination of hydrogen-containing fuel components, as well as water vapor in the air supplied to combustion.
Так, в мазуте печей содержится в виде углеводородов 10-11 мас.% водорода, а в природном газе - до 25 мас.%. При горении углеводородов образуется водяной пар. Поэтому суммарный процесс можно рассматривать как взаимодействие водяного пара с хлором. Thus, 10–11 wt.% Hydrogen is contained in the fuel oil of furnaces, and up to 25 wt.% In natural gas. During the combustion of hydrocarbons, water vapor is formed. Therefore, the overall process can be considered as the interaction of water vapor with chlorine.
Процесс восстановления хлора водяным паром хорошо изучен. Термодинамическим расчетом установлено, что при подаче хлора в топки печей КС при температуре 1200-1400oC равновесная степень связывания хлора в хлористый водород составляет 99,0-99,9% и более элементарный расчет показал, что в этих условиях в топочных газах печей КС (особенно с учетом их разбавления вторичным воздухом) равновесное содержание хлора должно составить 0,1 мг/л, т.е. "следы". При этом в компонентах, подаваемых в топку, массовое отношение водорода к хлору согласно реакции
H2O + Cl2 -> 2HCl + 1/2 O2
должно соответствовать 35,5 : 1,
где 35,5 - атомный вес хлора;
1 - атомный вес водорода.The process of recovering chlorine with water vapor has been well studied. Thermodynamic calculation found that when chlorine is fed into the furnaces of KS furnaces at a temperature of 1200-1400 o C, the equilibrium degree of binding of chlorine to hydrogen chloride is 99.0-99.9% and a more elementary calculation showed that under these conditions in the flue gases of KS furnaces (especially considering their dilution with secondary air) the equilibrium chlorine content should be 0.1 mg / l, i.e. "footprints". Moreover, in the components supplied to the furnace, the mass ratio of hydrogen to chlorine according to the reaction
H 2 O + Cl 2 -> 2HCl + 1/2 O 2
should correspond to 35.5: 1,
where 35.5 is the atomic weight of chlorine;
1 - atomic weight of hydrogen.
Однако на практике по ряду причин этот процесс до равновесия полностью не доходит, и для полноты связывания хлора в хлористый водород требуется меньшее соотношение хлора к водороду в компонентах, подаваемых в топку печи КС. However, in practice, for a number of reasons, this process does not reach equilibrium completely, and to complete the binding of chlorine to hydrogen chloride, a lower ratio of chlorine to hydrogen in the components supplied to the furnace of the KS furnace is required.
В табл. 1 приведены результаты опытов по связыванию хлора в топке печи КС, отапливаемой природным газом, при температуре в топке 1100-1200oC, когда по условиям равновесия должно быть практически полное связывание хлора при указанном выше теоретическом соотношении компонентов. Опыты проводились в зимнее время, когда содержание водяного пара в воздухе, подаваемом на горение, было близко к нулю, и его можно было не учитывать.In the table. 1 shows the results of experiments on the binding of chlorine in the furnace of a KS furnace heated by natural gas at a temperature in the furnace of 1100-1200 o C, when, under equilibrium conditions, there should be almost complete binding of chlorine at the above theoretical ratio of components. The experiments were carried out in the winter, when the content of water vapor in the air supplied to the combustion was close to zero, and it could be ignored.
Данные табл. 1 подтверждают, что при небольших отношениях хлора к водороду хлора в отходящих газах нет. При увеличении этого отношения содержание хлора незначительно возрастает, достигая 0,4 мг/л при отношении хлора к водороду, равном 24,9: 1. При дальнейшем увеличении расхода хлора без увеличения количества природного газа содержание хлора в отходящих газах резко возрастает, составляя 1,5 мг/л при отношении хлора к водороду, равном 33,1: 1. The data table. 1 confirm that for small ratios of chlorine to hydrogen, there is no chlorine in the exhaust gases. With an increase in this ratio, the chlorine content increases slightly, reaching 0.4 mg / l with a chlorine to hydrogen ratio of 24.9: 1. With a further increase in the consumption of chlorine without increasing the amount of natural gas, the chlorine content in the exhaust gases increases sharply, amounting to 1, 5 mg / l with a ratio of chlorine to hydrogen of 33.1: 1.
Аналогичные результаты были получены и при подаче хлора в топку вращающейся печи, отапливаемой генераторным газом, в котором содержание водорода составляло 8,94%. Так, при подаче в топку 640 кг хлора и соотношении хлора к водороду, равном 18: 1, содержание остаточного хлора в выходящих из топки газах составляло ~ 0,1 мг/л, а при отношении этих компонентов, равном 27:1, когда в топку подавали 990 кг хлора в час, содержание остаточного хлора в выходящих из топки газах составляло уже 0,8 мг/л, т.е. начинало резко возрастать. Similar results were obtained when chlorine was fed into the furnace of a rotary kiln heated by generator gas, in which the hydrogen content was 8.94%. So, when 640 kg of chlorine was supplied to the furnace and the chlorine to hydrogen ratio was 18: 1, the residual chlorine content in the gases leaving the furnace was ~ 0.1 mg / l, and with a ratio of these components equal to 27: 1, when 990 kg of chlorine per hour was supplied to the furnace, the residual chlorine content in the gases leaving the furnace was already 0.8 mg / l, i.e. began to increase sharply.
Таким образом, экспериментальные данные подтверждают правильность заявленного в п. 1 формулы изобретения о массовом соотношении хлора к водороду в компонентах, подаваемых в топку не более 30:1 (предпочтительнее 25:1). Thus, the experimental data confirm the correctness of the claims of
Осуществление способа в трех печах, когда промежуточная печь может работать как в режиме периодического, так и в режиме непрерывного процессов позволяет более гибко изменять параметры теплоносителя по ходу обезвоживания и регулировать количество воды, удаляемой из карналлита в каждом из этих процессов. Одновременно это дает возможность оптимизировать в промышленных условиях расход хлора, обеспечивая его полное усвоение в топках, при минимальном расходе топлива и максимальном уменьшении гидролиза карналлита при его обезвоживании. The implementation of the method in three furnaces, when the intermediate furnace can operate both in batch mode and in continuous process mode allows you to more flexibly change the parameters of the coolant during dehydration and adjust the amount of water removed from carnallite in each of these processes. At the same time, this makes it possible to optimize the consumption of chlorine under industrial conditions, ensuring its complete assimilation in the furnaces, with a minimum fuel consumption and a maximum reduction in the hydrolysis of carnallite during its dehydration.
При промышленном получении магния из карналлита, последний предварительно обезвоживают в твердом состоянии до содержания остаточной воды 3-5 мас. %, а затем завершают процесс в расплаве, проводя его, как правило, в хлораторах при подаче хлора в расплав. Процесс связан с большим расходом электроэнергии (свыше 4 тыс. кВт•ч на тонну магния) и хлора, а также со значительным расходом известкового молока в газоочистке и усложнением последней из-за необходимости разложения хлоратов, которые образуются при взаимодействии известкового молока с хлором. In the industrial production of magnesium from carnallite, the latter is previously dehydrated in the solid state to a residual water content of 3-5 wt. %, and then complete the process in the melt, conducting it, as a rule, in chlorinators when chlorine is fed into the melt. The process is associated with a large consumption of electricity (over 4 thousand kWh per ton of magnesium) and chlorine, as well as a significant consumption of milk of lime in gas purification and the complication of the latter due to the need for decomposition of chlorates, which are formed during the interaction of milk of lime with chlorine.
Предлагаемый способ позволяет исключить хлораторы из технологического цикла за счет более глубокого обезвоживания карналлита в твердом состоянии с одновременным снижением его гидролиза (уменьшении содержания MgO при проведении процесса в токе газов, содержащих хлористых водород, получаемый при подаче хлора в факел горения топлива). Это дает возможность загружать полученный глубокообезвоженный малогидролизованный продукт непосредственно в электролизеры. The proposed method allows to exclude chlorinators from the technological cycle due to deeper dehydration of carnallite in the solid state while reducing its hydrolysis (reducing the MgO content during the process in a stream of gases containing hydrogen chloride obtained by supplying chlorine to the fuel combustion torch). This makes it possible to load the obtained deeply dehydrated, low-hydrolyzed product directly into electrolyzers.
В табл. 2 приведены обобщенные на основе длительных опытно-промышленных исследований технологические показатели процесса получения магния из карналлита с загрузкой глубокообезвоженного малогидролизованного карналлита из печей КС непрерывно-периодического действия в электролизеры. Там же в последней строке для сравнения приведен базовый вариант с обычным обезвоживанием карналлита в печах КС и хлораторах и последующей заливкой полученного расплава из последних в электролизеры. Во всех случаях в качестве исходного сырья использовался стандартный обогащенный карналлит (ГОСТ 16109-70, содержание MgCl2 не менее 31,8%, свободной воды не более 3%). Первая и промежуточная печь работали в режиме непрерывного процесса, а последняя - в режиме периодического процесса.In the table. Figure 2 shows the technological indicators of the process for producing magnesium from carnallite with the loading of deeply dehydrated, low-hydrolyzed carnallite from continuous batch furnaces KS into electrolyzers, summarized on the basis of lengthy pilot industrial studies. In the same row, in the last line for comparison, the basic version with the usual dehydration of carnallite in KS furnaces and chlorinators and the subsequent pouring of the obtained melt from the latter into electrolyzers is given. In all cases, standard enriched carnallite (GOST 16109-70, MgCl 2 content of at least 31.8%, free water of not more than 3%) was used as the feedstock. The first and intermediate furnaces worked in a continuous process mode, and the last in a batch mode.
Из табл. 2 следует, что предложенный способ по сравнению с базовым вариантом позволяет снизить удельные расходы обогащенного карналлита на 6-7%, электроэнергии на 13-14% и увеличить производительность электролизера на 15,5-16,0%. From the table. 2 it follows that the proposed method in comparison with the basic version allows to reduce the specific consumption of enriched carnallite by 6-7%, electricity by 13-14% and increase the productivity of the cell by 15.5-16.0%.
При этом увеличение глубины обезвоживания приводит к непропорциональному увеличению удельного расхода природного газа (при содержании остаточной воды 1,2% он увеличивается всего на 1%, а при 0,6% - уже на 14%). Удельный выход товарного хлора при содержании остаточной воды 1,2% увеличивается на 16%, но при снижении содержания воды он непропорционально уменьшается и при 0,6% воды составляет всего 95% по сравнению с базовым вариантом. Соответственно резко меняется и расход известкового молока. При 1,2% воды он составляет всего 46% от базового, но при 0,6% воды он уже больше базового на 5%. At the same time, an increase in the depth of dehydration leads to a disproportionate increase in the specific consumption of natural gas (at a residual water content of 1.2%, it increases by only 1%, and at 0.6% - already by 14%). The specific yield of marketable chlorine with a residual water content of 1.2% increases by 16%, but with a decrease in water content it disproportionately decreases and at 0.6% water is only 95% compared with the base case. Accordingly, the consumption of lime milk also changes dramatically. At 1.2% water, it is only 46% of the base, but at 0.6% water it is already 5% more than the base.
Срок службы анодов электролизеров при 1,2% составляет всего 7,5 мес., т. е. на 25% ниже, чем для базового варианта. Но с уменьшением содержания остаточной воды до 0,6% он непропорционально растет, составляя 10,5 мес. по сравнению с 10 месяцами для базового варианта с анодами, которые не пропитаны метафосфатами. The service life of the anodes of electrolytic cells at 1.2% is only 7.5 months, that is, 25% lower than for the base case. But with a decrease in the residual water content to 0.6%, it grows disproportionately, amounting to 10.5 months. compared to 10 months for the base case with anodes that are not saturated with metaphosphates.
Дальнейшее увеличение глубины обезвоживания при сохранении практически постоянных эффектов от снижения удельных расходов обогащенного карналлита и электроэнергии, повышения производительности электролизеров должно привести к дальнейшему резкому увеличению срока службы анодов при снижении выхода товарного хлора и увеличению расхода известкового молока, а также к увеличению расхода природного газа. A further increase in the depth of dehydration while maintaining practically constant effects from a decrease in the specific consumption of enriched carnallite and electricity, an increase in the productivity of electrolyzers should lead to a further sharp increase in the service life of the anodes with a decrease in the yield of commercial chlorine and an increase in the consumption of milk of lime, as well as an increase in the consumption of natural gas.
При этом ниже 0,2% остаточной воды обезвоживать карналлит бессмысленно, т. к. он становится очень гигроскопичным и несмотря на герметизацию транспортных устройств при доставке к электролизерам он может набрать не менее чем 0,2% воды из окружающей среды. At the same time, it is pointless to dehydrate carnallite below 0.2% of residual water, because it becomes very hygroscopic and despite the sealing of transport devices when delivered to electrolyzers, it can draw at least 0.2% of water from the environment.
Существенное, не имеющее альтернативы снижение сквозного расхода электроэнергии и исходного сырья в сочетании с достигаемым без увеличения тепловых потерь электролизеров повышением их производительности и ликвидацией трудоемкого, связанного с ухудшением экологической обстановки передела - второй стадии обезвоживания карналлита в хлораторах - намного перекрывают потери от увеличения расхода природного газа и некоторого сокращения срока службы анодов. Все это подтверждает эффективность предложенного способа получения магния из карналлита и целесообразности заявленного интервала содержаний остаточной воды и оксида магния в карналлите. Significant, non-alternative reduction in the through consumption of electric energy and feedstock, combined with an increase in productivity without an increase in heat losses of electrolytic cells and elimination of the time-consuming redistribution associated with environmental degradation - the second stage of dehydration of carnallite in chlorinators - far exceeds the losses from increased consumption of natural gas and some reduction in the life of the anodes. All this confirms the effectiveness of the proposed method for producing magnesium from carnallite and the feasibility of the claimed interval of the contents of residual water and magnesium oxide in carnallite.
Выбор оптимальных остаточных содержаний воды и оксида магния в карналлите, обезвоженном по предлагаемому способу, определяется, в основном, составом исходного сырья для получения шестиводного карналлита. Так, например, в случае, когда последний получают из кислородсодержащего сырья, а хлор полностью или частично является оборотным продуктом, который необходимо восстанавливать в хлористый водород с последующим участием последнего в процессе получения хлорида магния из исходного сырья, целесообразно работать при содержаниях воды и оксида магния, близких к нижнему пределу. The choice of the optimal residual contents of water and magnesium oxide in carnallite, dehydrated by the proposed method, is determined mainly by the composition of the feedstock to produce six-water carnallite. So, for example, in the case when the latter is obtained from oxygen-containing raw materials, and chlorine is fully or partially a circulating product, which must be reduced to hydrogen chloride with the subsequent participation of the latter in the process of obtaining magnesium chloride from the feedstock, it is advisable to work with water and magnesium oxide contents close to the lower limit.
В случаях, когда карналлит содержится в исходной необогащенной руде или получается, например, из содержащих хлориды магния и калия рассолов Мертвого моря, а хлор является товарным продуктом, целесообразно работать при содержаниях остаточной воды и оксида магния по 0,6% и более каждого из этих компонентов. Однако увеличение содержания воды выше 1,2%, например до 1,8% ведет к дальнейшему резкому снижению срока службы анодов до 6,1 месяца (табл. 2), что связано со значительным увеличением затрат на их замену. При содержании в загружаемом в электролизер карналлите остаточной воды срок службы анодов составит всего 5,1 месяца, т.е. уменьшится в два раза по сравнению с базовым вариантом. Это обстоятельство существенно ухудшает эффективность предложенного способа. In cases where carnallite is contained in the original raw ore or is obtained, for example, from Dead Sea brines containing magnesium and potassium chlorides, and chlorine is a commercial product, it is advisable to work with residual water and magnesium oxide contents of 0.6% or more of each of these components. However, an increase in water content above 1.2%, for example, to 1.8%, leads to a further sharp decrease in the service life of the anodes to 6.1 months (Table 2), which is associated with a significant increase in the cost of replacing them. When the residual water in the carnallite is loaded into the electrolyzer, the service life of the anodes will be only 5.1 months, i.e. reduced by half compared with the base case. This fact significantly affects the effectiveness of the proposed method.
При работе первой по ходу обезвоживания печи только в режиме непрерывного процесса, а промежуточной - как в режиме непрерывного, так и в режиме периодического процесса самым простым с точки зрения аппаратурного оформления способом переработки пыли, вынесенной из слоя, является ее возврат в слой этой же печи комплекса или выгрузка ее вместе с продуктом, получаемым в этой же печи (зависимый пункт 4 формулы). When the furnace is first dehydrated only in a continuous process mode, and an intermediate one, both in a continuous and in a batch mode, the easiest way to process dust removed from the layer from the point of view of hardware design is to return it to the layer of the same furnace complex or unloading it together with the product obtained in the same furnace (
Небольшое увеличение гидролиза вследствие влагообмена между частицами (пыль, как правило, обезвожена несколько глубже, чем карналлит в слое) с большим избытком компенсируется периодическим процессом и подачей хлора в топки, предусмотренными в заявляемом способе. A small increase in hydrolysis due to moisture exchange between particles (dust, as a rule, is dehydrated a little deeper than carnallite in the layer) with a large excess is compensated by the batch process and the supply of chlorine to the furnaces provided in the claimed method.
Как указано выше, наиболее близким к заявляемой установке по технической сущности и общим признакам, является установка для обработки материалов в кипящем слое из двух печей КС по авт.св. N 263166. Там же приведено описание этой установки и указано на недостатки, связанные с возможностью ее использования. As indicated above, the closest to the claimed installation according to the technical essence and general characteristics, is the installation for processing materials in a fluidized bed of two KS furnaces according to ed. N 263166. The description of this installation is also given there and the disadvantages associated with the possibility of its use are indicated.
Предлагаемая установка отличается тем, что она состоит из трех связанных транспортными устройствами в комплекс печей КС. Первая по ходу обезвоживания печь КС имеет одно загрузочное устройство для работы только в режиме непрерывного процесса и снабжена разгрузочным устройством, соединенным через транспортное устройство (насос, элеватор, слив с уровня слоя и др.) для подачи полуобезвоженного карналлита в промежуточную и последнюю печь данного комплекса. Эти две печи имеют по два снабженных затворами загрузочных и разгрузочных устройства с возможностью каждой из печей работать как в режиме непрерывного, так и в режиме периодического процессов. Тем самым обеспечивается существенный эффект, подробно описанный выше. The proposed installation is characterized in that it consists of three connected by transport devices in a complex of KS furnaces. The first KS furnace during dewatering has one loading device for operation only in a continuous process mode and is equipped with an unloading device connected through a transport device (pump, elevator, discharge from the layer level, etc.) to supply semi-dehydrated carnallite to the intermediate and last furnace of this complex . These two furnaces have two loading and unloading devices equipped with gates with the ability of each of the furnaces to operate both in continuous and in batch mode. This provides a significant effect, described in detail above.
Наиболее просто возможность печей работать в различных режимах достигается тем, что одно из загрузочных устройств промежуточной и последней печи комплекса представляет собой бункер, соединенный транспортным устройством для подачи в него полуобезвоженного карналлита из первой печи и снабженный затвором-дозатором для единовременной загрузки заданной порции полуобезвоженного карналлита, соответственно, в промежуточную печь или в последнюю печь КС, а второе выполнено в виде сливного канала или отверстия в боковой стенке (перегородке), через которое материал из промежуточной печи может непрерывно поступать (сливаться) в транспортное устройство на переработку в последующую стадию для подачи в бункер последней печи или непосредственно на слой материала в последней печи КС; при этом транспортное устройство для подачи материала из первой печи в промежуточную также может быть выполнено в виде сливного канала или отверстия в боковой стенке (перегородке), а уровень слоя в каждой следующей печи должен быть настолько ниже уровня слоя в предыдущей печи, чтобы материал поступал в следующую печь самотеком, а разгрузочные устройства первой и промежуточной печи являлись бы одновременно загрузочными устройствами промежуточной и последней печи, слив с уровня которой должен быть соединен транспортным устройством для подачи готового продукта (обезвоженного карналлита) на дальнейшую переработку. Most simply, the ability of the furnaces to work in various modes is achieved by the fact that one of the loading devices of the intermediate and last furnace of the complex is a hopper connected by a transport device for feeding semi-dehydrated carnallite from the first furnace into it and equipped with a metering shutter for simultaneous loading of a given portion of semi-dehydrated carnallite, respectively, in the intermediate furnace or in the last KS furnace, and the second is made in the form of a drain channel or hole in the side wall (partition), h Through which material from the intermediate furnace can continuously enter (merge) into the transport device for processing in the next stage for feeding the last furnace into the hopper or directly to the material layer in the last KS furnace; while the transport device for feeding material from the first furnace to the intermediate can also be made in the form of a drain channel or a hole in the side wall (partition), and the layer level in each subsequent furnace should be so lower than the layer level in the previous furnace so that the material flows into the next furnace by gravity, and the unloading devices of the first and intermediate furnace would be simultaneously the loading devices of the intermediate and last furnace, the discharge from which should be connected by a transport device for summer residence of the finished product (dehydrated carnallite) for further processing.
Для более полной и быстрой выгрузки продукта другое разгрузочное устройство промежуточной и последней печи располагают на уровне газораспределительной решетки, которую целесообразно выполнить с наклоном в сторону выгрузки. При этом разгрузочное устройство снабжено затвором для разовой выгрузки глубокообезвоженного карналлита в промежуточный бункер или кюбель, откуда этот карналлит должен поступать на дальнейшую переработку непосредственно в электролизер или в специальное плавильное устройство. For a more complete and quick unloading of the product, another unloading device of the intermediate and last furnace is located at the level of the gas distribution grill, which is expedient to be performed with an inclination towards the discharge. At the same time, the unloading device is equipped with a shutter for one-time unloading of deeply dehydrated carnallite into an intermediate hopper or cube, from where this carnallite must be sent for further processing directly to the electrolyzer or to a special melting device.
Для создания возможности питания промежуточной и последней печи КС из одного бункера, обеспечения достаточного объема материала в слое этих печей без увеличения напора дутьевых устройств, необходимых в печах кипящего слоя, а также удобства измерений количества материала в бункере и в слое целесообразно, чтобы объем каждого из бункеров имел емкость, превышающую емкость слоя в каждой из этих печей по меньшей мере в два раза. Полезно, чтобы объем бункера был увеличен одновременно с увеличением отношения его высоты к диаметру (ширине). To create the possibility of feeding the intermediate and last KS furnace from one hopper, to ensure a sufficient volume of material in the layer of these furnaces without increasing the pressure of the blowing devices needed in the fluidized bed furnaces, as well as the convenience of measuring the amount of material in the hopper and in the layer, it is advisable that the volume of each bins had a capacity exceeding the capacity of the layer in each of these furnaces at least twice. It is useful that the volume of the hopper be increased simultaneously with an increase in the ratio of its height to diameter (width).
Для уменьшения площади, занимаемой в цехе печами комплекса, и упрощения их конструкции целесообразно, чтобы корпуса всех трех печей комплекса имели прямоугольную форму и были смонтированы в одном кожухе. To reduce the area occupied in the workshop by the furnaces of the complex, and to simplify their design, it is advisable that the shells of all three furnaces of the complex have a rectangular shape and are mounted in the same casing.
Целесообразно, чтобы при этом на газораспределительных решетках промежуточной и последней печи комплекса были установлены не доходящие до верха печи и перпендикулярные ее продольной оси перегородки, делящие надрешеточное пространство печей на секции и имеющие у решеток небольшие переточные отверстия, а также перекрываемые затворами отверстия площадью не менее одной четверти площади перегородки на уровне слоя. Это позволяет в зависимости от положения затвора превратить секционированную печь в несекционированную и наоборот. Все это дает возможность использование всех печей комплекса в режиме непрерывного процесса с уменьшением гидролиза за счет секционирования слоя при сохранении универсальности комплекса для производства как малогидролизованного глубоко обезвоженного карналлита, так и для выпуска обычного обезвоженного карналлита, а также того и другого одновременно. It is advisable that at the same time on the gas distribution grilles of the intermediate and last furnace of the complex, partitions not extending to the top of the furnace and perpendicular to its longitudinal axis be installed, dividing the furnace sublattice into sections and having small transfer openings on the gratings, as well as openings with at least one overlapping shutters quarter of the septum area at the layer level. This allows, depending on the position of the shutter, to turn a sectioned furnace into a non-sectioned one and vice versa. All this makes it possible to use all furnaces of the complex in a continuous process with a decrease in hydrolysis due to sectioning of the layer while maintaining the versatility of the complex for the production of both low-hydrolyzed deeply dehydrated carnallite and for the production of ordinary dehydrated carnallite, as well as both at the same time.
В случаях, когда из печи непрерывного действия материал поступает параллельно в промежуточную и последнюю печь для окончания обезвоживания в режиме периодического процесса, первую печь целесообразно выполнить с площадью решетки, превышающей более чем в два раза площадь решетки последующих печей. При прямоугольной форме первой печи примыкающую к промежуточной печи часть надрешеточного пространства в ней для снижения гидролиза также целесообразно секционировать перегородками с нижними переточными отверстиями, однако делать в перегородках этой печи большие проемы с шиберами необходимости нет. Пыль, уловленную над секционированной частью камеры, целесообразно при этом улавливать отдельно и выгружать вместе с полупродуктом из печи. Помимо снижения гидролиза такое техническое решение позволит уменьшить комкование материала в этой печи и тем самым снизить время на ее чистку. In cases where the material from the continuous kiln enters in parallel into the intermediate and last kiln to complete dewatering in the batch mode, it is advisable to perform the first kiln with a lattice area exceeding more than twice the lattice area of subsequent furnaces. With the rectangular shape of the first furnace, the part of the superlattice adjacent to the intermediate furnace in it is also advisable to section with partitions with lower overflow holes to reduce hydrolysis, however, there is no need to make large openings with gates in the partitions of this furnace. It is advisable to collect the dust trapped over the sectioned part of the chamber separately and unload it together with the intermediate from the furnace. In addition to reducing hydrolysis, this technical solution will reduce the clumping of material in this furnace and thereby reduce the time for cleaning it.
При наличии не менее двух комплексов печей КС, каждый из которых включает одну печь непрерывного действия и две другие печи КС, целесообразно, чтобы разгрузочное устройство для полуобезвоженного карналлита из каждой печи непрерывного действия имело бы транспортное устройство с распределительными затворами, с помощью которых оно могло бы быть соединено с промежуточной и последней печью любого комплекса печей. При неисправности одной из печей комплекса это позволит обеспечить работу остальных печей и тем самым уменьшить резервные мощности, необходимые для нормальной работы производства в целом. If there are at least two complexes of KS furnaces, each of which includes one continuous kiln and two other KS furnaces, it is advisable that the unloading device for semi-dehydrated carnallite from each continuous kiln would have a transport device with distribution valves, with which it could be connected to the intermediate and last furnace of any complex of furnaces. In case of failure of one of the furnaces of the complex, this will ensure the operation of the remaining furnaces and thereby reduce the reserve capacity necessary for the normal operation of the production as a whole.
На фиг. 1 изображена установка, предлагаемая для осуществления заявленного способа. Установка состоит из печи КС 1 непрерывного действия, промежуточной печи КС 2 и последней печи КС 3. Каждая из печей имеет выносную топку 4, газораспределительную решетку 5 и циклоны 6 для улавливания вынесенной из слоя пыли. In FIG. 1 shows the installation proposed for the implementation of the claimed method. The installation consists of a
Печь 1 имеет загрузочное устройство для шестиводного карналлита, состоящее из бункера и скребкового транспортера (на фиг. 1 не показаны), с помощью которых карналлит поступает на забрасыватель 7 для равномерного распределения по поверхности кипящего слоя 8. The
Печь 1 имеет начинающуюся с уровня слоя течку 9 с затвором 10 для подачи полуобезвоженного карналлита в элеватор 11 или по каналу 12 в печь 2. Из элеватора 11 через скребковый транспортер 13 карналлит из печи 1 поступает в бункера 14, установленные над промежуточной печью 2 и последней печью 3. Эти бункеры имеют затворы-дозаторы 15 для единовременной загрузки промежуточной или последней печи. Газораспределительная решетка 5 этих печей наклонена в сторону выгрузки, где на уровне решетки расположена течка 16, имеющая затвор 17 для единовременной выгрузки глубокообезвоженного карналлита в передвижной кюбель 18, который также имеет затвор 17 для последующей выгрузки в загрузочное устройство электролизера этого продукта или специального аппарата для его плавления.
Как описано выше, через течку 9 и затвор 10 канала 12, оканчивающегося у поверхности слоя печи 2, первая печь соединена с промежуточной печью 2. Эта печь в свою очередь имеет начинающуюся с поверхности слоя такую же течку 9, которая через затвор, аналогичный затвору 10, по каналу, аналогичному каналу 12, связана с печью 3. Разница по сравнению с печью 1 состоит в том, что через затвор 10 эта течка связана не с элеватором 11, а со скребковым транспортером 19 для подачи обычного обезвоженного в печи 2 карналлита на дальнейшую переработку. Возможен вариант, когда эта течка связана с элеватором 11 для подачи материала из печи 2 в печь 3. При этом затвор 10 у печи непрерывного действия 1 должен быть в положении, когда из печи 1 полуобезвоженный карналлит поступает в печь 2, а не на элеватор 11. As described above, through the
Аналогичную течку 9 и затвор 17 имеет и последняя печь 3 для подачи на скребковый транспортер 19 обычного обезвоженного карналлита, что имеет место тогда, когда она, так же как и печь 2, работает в режиме непрерывного процесса. The
Описанные выше транспортные устройства позволяют переключением затворов обеспечить работу первой и промежуточной печи, а также всех трех печей комплекса в режиме непрерывного процесса, работу первой и промежуточной печи в режиме непрерывного процесса, а последней печи в режиме периодического процесса. Установка позволяет также обеспечить параллельную работу промежуточной и последней печи в режиме периодического процесса. The transport devices described above allow switching the shutters to ensure the operation of the first and intermediate furnaces, as well as all three furnaces of the complex in a continuous process mode, the operation of the first and intermediate furnaces in a continuous process mode, and the last furnace in a batch mode. The installation also allows for the parallel operation of the intermediate and last furnace in a batch mode.
В случае необходимости (ограниченная потребность в глубокообезвоженном карналлите или недостаток хлора для его производства) при соответствующем положении затворов 10 возможно выпускать только обезвоженный карналлит на скребковый транспортер 19, а печь 3, получая через элеватор 11 и бункер 14 полуобезвоженный карналлит из печи 1, выпускали бы глубокообезвоженный малогидролизованный карналлит, работая в режиме периодического процесса. Таким образом, на одном комплексе печей можно одновременно получать два вида готового продукта. If necessary (the limited need for deeply dehydrated carnallite or the lack of chlorine for its production) with the appropriate position of the shutters 10, it is possible to release only dehydrated carnallite to the
На фиг. 2 изображен вариант установки, где все три печи соединены в одном кожухе, причем каждая имеет выносную топку, газораспределительную решетку и циклон. Элеватор 11 подает с уровня слоя печи 1 полуобезвоженный карналлит на скребковый транспортер 13 и далее в бункер 14, который в отличие от бункеров на фиг. 1 выполнен один на промежуточную печь 2 и последнюю печь 3, что осуществляется с помощью затвора типа 15. In FIG. 2 shows an installation option where all three furnaces are connected in one casing, each of which has an external firebox, gas distribution grid and cyclone. The
Роль передаточных каналов 12, изображенных на фиг. 1, здесь играют верхние переточные отверстия 12, нижний край которых определяет высоту слоя карналлитов 8 в печах. Верхние переточные отверстия 12 снабжены верхними переточными шиберами 20. The role of the
Над газораспределительной решеткой 5 в печах 2 и 3 установлены не доходящие до верха перегордки 21, которые имеют небольшие нижние переточные отверстия (на фиг. 2 не показаны) и большие отверстия, перекрываемые нижними переточными шиберами 22. Above the
Течки 9, снабженные затворами 10, могут подавать обезвоженный карналлит на скребковый транспортер 19.
На фиг. 2 в отличие от фиг. 1 изображена футеровка печей под решетками и более полно показано загрузочное устройство печи непрерывного действия 1. Это устройство состоит из загрузочного бункера 23 со скребковым питателем 24, который подает шестиводный карналлит на забрасываетль 7 для распределения по поверхности слоя. In FIG. 2 in contrast to FIG. 1 shows the lining of furnaces under the gratings, and the loading device of the
Разрез по промежуточной или последней печи, перпендикулярный продольной оси печей, где видны выносная топка и разгрузочное устройство для глубокообезвоженного карналлита, аналогичен изображенному на фиг. 1 и на фиг. 2 не показан. A section along the intermediate or final furnace, perpendicular to the longitudinal axis of the furnaces, where a remote firebox and a discharge device for deeply dehydrated carnallite are visible, is similar to that shown in FIG. 1 and in FIG. 2 not shown.
Установка работает следующим образом. Шестиводный карналлит из бункера 23 через питатель 24 (фиг. 2) поступает на забрасыватель 7, который равномерно распределяет карналлит по поверхности слоя 8 в печи 1, которая как и печи 2 и 3 имеет выносную топку 4. С уровня поверхности слоя 8 через точку 9 с затвором 10 полуобезвоженный карналлит поступает в элеватор 11 или по каналу 12 на поверхность слоя в печь 2. Installation works as follows. Six-wire carnallite from the
Из элеватора 11 полуобезвоженный карналлит через скребковый транспортер 13 поступает в бункеры 14, установленные над промежуточной печью 2 и последней печью 3. Эти бункеры имеют затворы-дозаторры 15 для единовременной загрузки промежуточной или последней печи до заданного уровня. После окончания периодического процесса в этих печах, когда в выносные топки кроме топлива и воздуха в факел горения топлива подается хлор, а в топочных газах, подаваемых в слой через газораспределительную решетку 5, содержится хлористый водород, у решетки 5, которая наклонена в сторону выгрузки, открывается затвор 17 и через течку 16 глубокообезвоженный малогидролизованный продукт единовременно выгружается в передвижной бункер 18, который также снабжен затвором 17 для последующей подачи этого продукта в загрузочное устройство электролизера или специального аппарата для его плавления (фиг. 1). From the
При работе промежуточной и последней печи в режиме периодического процесса затворы 10 должны перекрывать поступление карналлита с поверхности слоя предыдущей печи на поверхность слоя последующей печи, верхние переточные шибера 20 должны перекрывать верхние переточные отверстия 12, а большие нижние отверстия в перегородках 21 должны быть открыты, что достигается соответствующим положением нижних переточных шиберов 22 (фиг. 2). When the intermediate and last furnaces are operating in a batch mode, the gates 10 must block the intake of carnallite from the layer surface of the previous furnace to the layer surface of the subsequent furnace, the
При работе всех трех печей в режиме непрерывного процесса затворы 10 должны перекрывать поступление полуобезвоженного карналлита в бункер (бункера) 14 и направлять его в последующую по ходу процесса печь. Из последней печи затвор 17 должен быть закрыт, а обезвоженный карналлит через течку 9 при открытом положении находящегося на этой течке затвора 17 должен поступать на транспортер обезвоженного карналлита 19. When all three furnaces are operating in a continuous process mode, the gates 10 must block the entry of semi-dehydrated carnallite into the hopper (hopper) 14 and direct it to the subsequent furnace during the process. From the last furnace, the
При работе первой и промежуточной печи в режиме непрерывного процесса полуобезвоженный карналлит путем соответствующего положения затвора 10 по течке 9 направляется на слой карналлита в печи 2, а затем через затвор 10 поступает в элеватор 11 для подачи в бункер 14 и через затвор-дозатор 15 направляется в печь 3 для окончания обезвоживания в режиме периодического процесса с последующей выгрузкой глубокообезвоженного карналлита в бункер 18 по описанному выше способу. Карналлит, обезвоженный в печи 2, через течку 9 этой печи и затвор 10 направляется на скребковый транспортер 19. Затвор-дозатор у бункера печи 2 должен быть при этом перекрыт. When the first and intermediate furnaces are operating in a continuous process, semi-dehydrated carnallite is directed to the carnallite layer in the
Как указано выше, возможно (на фиг. 1 это не показано) частичное направление продукта из печи 2 через затвор 10 на скребковый транспортер 19, и частично в элеватор 11 для подачи в бункер 14 последней печи 3, единовременной загрузки ее через затвор-дозатор 15 и окончания обезвоживания и хлорирования карналлита в этой печи в режиме периодического процесса. As indicated above, it is possible (not shown in FIG. 1) to partially direct the product from the
Claims (10)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96106379/25A RU2118611C1 (en) | 1996-04-02 | 1996-04-02 | Method and installation for dehydrating carnallite |
| IL11997797A IL119977A (en) | 1996-01-11 | 1997-01-07 | Method and apparatus for dehydration of carnallite |
| IS4412A IS4412A (en) | 1996-01-11 | 1997-01-08 | Method and equipment for dewatering the Carnallite |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96106379/25A RU2118611C1 (en) | 1996-04-02 | 1996-04-02 | Method and installation for dehydrating carnallite |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU96106379A RU96106379A (en) | 1998-07-27 |
| RU2118611C1 true RU2118611C1 (en) | 1998-09-10 |
Family
ID=20178825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU96106379/25A RU2118611C1 (en) | 1996-01-11 | 1996-04-02 | Method and installation for dehydrating carnallite |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2118611C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2165887C1 (en) * | 1999-08-09 | 2001-04-27 | Открытое акционерное общество "АВИСМА титано-магниевый комбинат" | Method of production of ahydrous carnallite and device for method embodiment |
| RU2176770C2 (en) * | 1999-05-17 | 2001-12-10 | Акционерное общество открытого типа "Всероссийский алюминиево-магниевый институт" | Multichamber fluidized bed furnace for dehydration of carnallite |
| RU2359911C1 (en) * | 2007-12-27 | 2009-06-27 | Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Dehydration method of carnallite raw materials and device for its implementation |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3201208A (en) * | 1963-07-05 | 1965-08-17 | Chemical Products Corp | Method of producing anhydrous inorganic compounds |
| GB1033173A (en) * | 1963-04-17 | 1966-06-15 | Dow Chemical Co | Preparation of anhydrous magnesium chloride |
| FR1499360A (en) * | 1966-09-12 | 1967-10-27 | Dow Chemical Co | Process for preparing anhydrous magnesium chloride |
| DE1592145A1 (en) * | 1967-10-24 | 1969-10-30 | Nat Lead Co | Production of essentially anhydrous magnesium chloride |
| US3493333A (en) * | 1967-12-28 | 1970-02-03 | Dow Chemical Co | Preparation of anhydrous magnesium chloride |
| NO124305B (en) * | 1968-02-29 | 1972-04-04 | Nat Lead Comp |
-
1996
- 1996-04-02 RU RU96106379/25A patent/RU2118611C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1033173A (en) * | 1963-04-17 | 1966-06-15 | Dow Chemical Co | Preparation of anhydrous magnesium chloride |
| US3201208A (en) * | 1963-07-05 | 1965-08-17 | Chemical Products Corp | Method of producing anhydrous inorganic compounds |
| FR1499360A (en) * | 1966-09-12 | 1967-10-27 | Dow Chemical Co | Process for preparing anhydrous magnesium chloride |
| DE1592145A1 (en) * | 1967-10-24 | 1969-10-30 | Nat Lead Co | Production of essentially anhydrous magnesium chloride |
| US3493333A (en) * | 1967-12-28 | 1970-02-03 | Dow Chemical Co | Preparation of anhydrous magnesium chloride |
| NO124305B (en) * | 1968-02-29 | 1972-04-04 | Nat Lead Comp |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2176770C2 (en) * | 1999-05-17 | 2001-12-10 | Акционерное общество открытого типа "Всероссийский алюминиево-магниевый институт" | Multichamber fluidized bed furnace for dehydration of carnallite |
| RU2165887C1 (en) * | 1999-08-09 | 2001-04-27 | Открытое акционерное общество "АВИСМА титано-магниевый комбинат" | Method of production of ahydrous carnallite and device for method embodiment |
| RU2359911C1 (en) * | 2007-12-27 | 2009-06-27 | Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Dehydration method of carnallite raw materials and device for its implementation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Szargut et al. | Cumulative exergy consumption and cumulative degree of perfection of chemical processes | |
| US5049198A (en) | Calcium sulfate process for the coproduction of Portland cement clinker and concentrated sulfur dioxide adequate to manufacture sulfuric acid | |
| US4748010A (en) | Energy conserving limestone calcining system | |
| CN108585564B (en) | System and method for co-processing electrolytic aluminum waste residues and co-producing double quick cement by cement kiln | |
| EP0439055B1 (en) | System and method of converting environmentally pollutant waste gases to methanol | |
| US4019896A (en) | Trash disposal system | |
| US4248839A (en) | Chlorination of impure magnesium chloride melt | |
| Filkoski et al. | Energy optimisation of vertical shaft kiln operation in the process of dolomite calcination | |
| RU2118611C1 (en) | Method and installation for dehydrating carnallite | |
| CN208545315U (en) | A system for co-processing of electrolytic aluminum waste in cement kilns and co-production of double-fast cement | |
| CN215102888U (en) | A calcination system of a double-chamber lime shaft kiln | |
| US5846072A (en) | Indirect-fired, all ceramic pyrochemical reactor | |
| WO2022020780A1 (en) | Systems, methods and devices for cement manufacture | |
| US3057680A (en) | Method of carrying out heat-consuming reactions | |
| RU2176770C2 (en) | Multichamber fluidized bed furnace for dehydration of carnallite | |
| US6337058B1 (en) | Process for producing calcium sulfide | |
| CN1035094A (en) | Use production of calcium carbide from its residue | |
| US20140305346A1 (en) | Alkaline Earth Oxides For Green Processes For metals and other Material | |
| US3743697A (en) | Process of calcination | |
| US3904375A (en) | Fluosolid reactor for producing metallic sulphates | |
| CN1050559C (en) | Completely using method for flyash, garbage and sludge | |
| IL30155A (en) | Recovery of magnesium chloride from mixed salt solutions containing sodium,potassium,magnesium,chloride and sulfate | |
| DE69834435T2 (en) | FULLY CERAMIC INDIRECTLY HEATED PYROCHEMICAL REACTOR | |
| CN108129002A (en) | The sugared mud of suspension sintering method processing realizes the method and device that fining agent recycles | |
| CN203855520U (en) | Carbon dioxide recovery room type lime shaft kiln |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040403 |