RU2359911C1 - Dehydration method of carnallite raw materials and device for its implementation - Google Patents
Dehydration method of carnallite raw materials and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2359911C1 RU2359911C1 RU2007149469/15A RU2007149469A RU2359911C1 RU 2359911 C1 RU2359911 C1 RU 2359911C1 RU 2007149469/15 A RU2007149469/15 A RU 2007149469/15A RU 2007149469 A RU2007149469 A RU 2007149469A RU 2359911 C1 RU2359911 C1 RU 2359911C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- carnallite
- melt
- furnace
- raw materials
- gas
- Prior art date
Links
- PALNZFJYSCMLBK-UHFFFAOYSA-K magnesium;potassium;trichloride;hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Mg+2].[Cl-].[Cl-].[Cl-].[K+] PALNZFJYSCMLBK-UHFFFAOYSA-K 0.000 title claims abstract description 89
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 title claims abstract description 47
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 239000002994 raw material Substances 0.000 title claims abstract description 47
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 61
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 47
- 208000005156 Dehydration Diseases 0.000 claims abstract description 46
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 38
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 38
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims abstract description 22
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims abstract description 19
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000013021 overheating Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims description 38
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 23
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 5
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 abstract description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 abstract 4
- 238000005192 partition Methods 0.000 abstract 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010977 unit operation Methods 0.000 abstract 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 13
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 8
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 8
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 4
- 244000309464 bull Species 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000012320 chlorinating reagent Substances 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 230000003116 impacting effect Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
- Y02P10/143—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions of methane [CH4]
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к устройствам для подготовки карналлитового сырья к процессу электролитического получения магния.The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to devices for preparing carnallite raw materials for the process of electrolytic production of magnesium.
Известен способ обезвоживания карналлита (Авт. свид. СССР № 700445, опубл. 30.11.1979, Бюл.44), включающий обезвоживание предварительно обезвоженного карналлита в расплавленном состоянии при температуре 800-1000°С в атмосфере хлорирующего агента в циклонной камере при тангенциальном вводе газов в камеру со скоростью 40-150 м/с. В качестве хлорирующего агента используют хлорид водорода, который получают путем подачи газообразного хлора в факел горения топлива. В факеле горения хлор, взаимодействуя с водяными парами, превращается в хлорид водорода. Отходящие газы направляют на предварительное обезвоживание карналлита в твердом состоянии, а полученный безводный карналлит стекает в миксер, где при температуре 700-800°С его отстаивают от твердых включений и направляют на процесс электролиза.A known method of dehydration of carnallite (Auth. St. USSR No. 700445, publ. 11/30/1979, Bull. 44), including dehydration of pre-dehydrated carnallite in the molten state at a temperature of 800-1000 ° C in an atmosphere of a chlorinating agent in a cyclone chamber with tangential gas injection into the camera at a speed of 40-150 m / s. As the chlorinating agent, hydrogen chloride is used, which is obtained by supplying gaseous chlorine to the fuel combustion torch. In the flare of combustion, chlorine, interacting with water vapor, turns into hydrogen chloride. The exhaust gases are sent to the preliminary dehydration of carnallite in the solid state, and the resulting anhydrous carnallite flows into the mixer, where at a temperature of 700-800 ° C it is sedimented from solid inclusions and sent to the electrolysis process.
Недостатком данного способа является то, что так как отходящие газы подают в циклонную камеру при высокой температуре, так как в верхней части циклона температура составляет 1100-1200°С, а в нижней части - 800-900°С, то подавать их непосредственно на стадию обезвоживания карналлита нецелесообразно, так как при такой температуре карналлит начинается плавиться и оседать на подине печи, что не позволяет вести процесс обезвоживания. Для этого газы необходимо охлаждать, что приводит к дополнительным затратам и к высоким потерям тепла.The disadvantage of this method is that since the exhaust gases are fed into the cyclone chamber at high temperature, since in the upper part of the cyclone the temperature is 1100-1200 ° C, and in the lower part it is 800-900 ° C, then they are fed directly to the stage dehydration of carnallite is impractical, since at this temperature carnallite begins to melt and settle on the bottom of the furnace, which does not allow the dehydration process. For this, the gases must be cooled, which leads to additional costs and high heat losses.
Известны способ и установка для обезвоживания карналлита (Авт. свид. СССР № 1108318, опубл. 15.08.1984, Бюл. 30). Способ включает загрузку частично обезвоженного карналлита в печь кипящего слоя с содержанием воды 3-5%, обезвоживание его в печи кипящего слоя до содержания воды 1% топочными газами, поступающими из горелок в печь через газораспределительную решетку и через фурменный пояс. Обезвоженный карналлит поступает из печи КС как по тангенциальному патрубку, так и из пылевого циклона по загрузочному патрубку в плавильный циклон. В плавильном циклоне карналлит плавят, нагревают, перегревают до температуры 750-800°С, в результате чего получают расплав безводного карналлита, который направляют в приемник расплава. Температура греющих газов, поступающих в плавильный циклон из горелки, снижается до 450-500°С и по газоотводящему патрубку они подаются в фурменный пояс печи КС. Обезвоживание в печи КС и в плавильном циклоне проводят к атмосфере хлорида водорода, получаемого путем сжигания хлора в смеси природного газа и воздуха в горелке. Циркуляцию хлорида водорода в установке осуществляют регенератором, который служит для извлечения хлорида водорода и для его дальнейшей циркуляции в установке путем возврата уловленного хлорида водорода. При этом в регенераторе получают соляную кислоту слабой концентрации (21 мас.%), которая затем насыщается парами хлорида водорода до сильной концентрации (32 мас.%). Получают расплав безводного карналлита, мас.%: 50-51 MgCl2, 0,5 MgO.A known method and installation for dehydration of carnallite (Auth. St. USSR. No. 1108318, publ. 08/15/1984, Bull. 30). The method includes loading partially dehydrated carnallite into a fluidized bed furnace with a water content of 3-5%, dehydrating it in a fluidized bed furnace to a water content of 1% by flue gases coming from the burners into the furnace through a gas distribution grid and through a tuyere belt. Dehydrated carnallite comes from the KS furnace both through the tangential nozzle and from the dust cyclone through the loading nozzle into the melting cyclone. In a melting cyclone, carnallite is melted, heated, overheated to a temperature of 750-800 ° C, as a result of which an anhydrous carnallite melt is obtained, which is sent to the melt receiver. The temperature of the heating gases entering the melting cyclone from the burner is reduced to 450-500 ° C and they are fed through the exhaust pipe to the tuyere belt of the KS furnace. Dehydration in a KS furnace and in a melting cyclone is carried out to an atmosphere of hydrogen chloride obtained by burning chlorine in a mixture of natural gas and air in a burner. The circulation of hydrogen chloride in the installation is carried out by a regenerator, which serves to extract hydrogen chloride and for its further circulation in the installation by returning the trapped hydrogen chloride. At the same time, a weak concentration of hydrochloric acid (21 wt.%) Is obtained in the regenerator, which is then saturated with hydrogen chloride vapors to a strong concentration (32 wt.%). Get a melt of anhydrous carnallite, wt.%: 50-51 MgCl 2 , 0.5 MgO.
Установка для обезвоживания карналлита включает печь кипящего слоя с патрубками для загрузки и выгрузки частично обезвоженного карналлита, с газораспределительной решеткой, с фурменным поясом, с горелкой для сжигания воздуха. Пылевой циклон соединен с печью КС и с плавильным циклоном. Плавильный циклон соединен с фурменным поясом печи кипящего слоя, с горелкой для сжигания хлора, с приемником расплава и с регенератором хлорида водорода, содержащим абсорбционную и ректификационную части. Приемник расплава снабжен выгрузочным патрубком для удаления расплава. Установка позволяет повысить степень использования хлора и улучшить условия труда.Installation for dehydration of carnallite includes a fluidized bed furnace with nozzles for loading and unloading partially dehydrated carnallite, with a gas distribution grill, with a tuyere belt, and a burner for burning air. The dust cyclone is connected to the KS furnace and to the melting cyclone. The melting cyclone is connected to the tuyere belt of the fluidized bed furnace, with a chlorine burner, with a melt receiver and with a hydrogen chloride regenerator containing absorption and distillation parts. The melt receiver is equipped with a discharge pipe for removing the melt. The installation allows to increase the degree of use of chlorine and improve working conditions.
Недостатком данного способа является то, что обезвоживанию в циклоне подвергают предварительно обезвоженный карналлит, что приводит к высоким затратам на подготовку сырья. Кроме того, установка содержит дополнительно фурменный пояс, горелку в печи кипящего слоя, регенератор хлорида водорода - все это приводит к дополнительным материальным и энергетическим затратам на обезвоживание сырья.The disadvantage of this method is that dehydrated in a cyclone is subjected to pre-dehydrated carnallite, which leads to high costs for the preparation of raw materials. In addition, the installation additionally contains a tuyere belt, a burner in a fluidized bed furnace, a hydrogen chloride regenerator - all this leads to additional material and energy costs for dehydration of raw materials.
Известны способ и установка для обезвоживания карналлитового сырья (Авт. свид. СССР № 945618, опубл. 23.07.1982, Бюл. 27), по количеству общих признаков принятые за ближайший аналог-прототип. Способ включает загрузку частично обезвоженного карналлита в печь кипящего слоя с содержанием воды 3-5%, обезвоживание его в печи кипящего слоя до содержания воды 1% топочными газами, поступающими из горелок в печь через газораспределительную решетку и через фурменный пояс. Обезвоженный карналлит поступает из печи КС в плавильный циклон как по тангенциальному патрубку, так и из пылевого циклона по загрузочному патрубку. В плавильном циклоне карналлит плавят, нагревают, перегревают до температуры 750-800°С, в результате чего получают расплав безводного карналлита, который направляют в приемник расплава. Температура греющих газов, поступающих в плавильный циклон из горелки, снижается до 450-500°С и по газоотводящему патрубку они подаются в фурменный пояс печи КС. Обезвоживание в печи КС и в плавильном циклоне проводят к атмосфере хлорида водорода, получаемого путем сжигания хлора в смеси природного газа и воздуха в горелке. Отходящие газы вместе с пылью в виде обезвоженного карналлита из печи кипящего слоя поступают в пылевой циклон, в котором газы отводят на газоочистку, а пыль обезвоженного карналлита по коаксиально расположенному патрубку поступает в плавильный циклон. В результате чего получают безводный карналлит состава, мас.%: 30-51 MgCl2, 0,5 MgO, KCl + NaCl - остальное. Кроме того, в плавильном циклоне происходит частичное хлорирование продуктов гидролиза, образующихся при нагреве и плавлении карналлита. Полученный расплав вытекает из плавильного циклона в приемник расплава и в ковшах поступает на процесс электролиза.A known method and installation for dehydration of carnallite raw materials (Auth. Certificate. USSR No. 945618, publ. 07/23/1982, Bull. 27), the number of common signs adopted for the closest analogue prototype. The method includes loading partially dehydrated carnallite into a fluidized bed furnace with a water content of 3-5%, dehydrating it in a fluidized bed furnace to a water content of 1% by flue gases coming from the burners into the furnace through a gas distribution grid and through a tuyere belt. Dehydrated carnallite enters from the KS furnace into the melting cyclone both through the tangential nozzle and from the dust cyclone through the loading nozzle. In a melting cyclone, carnallite is melted, heated, overheated to a temperature of 750-800 ° C, as a result of which an anhydrous carnallite melt is obtained, which is sent to the melt receiver. The temperature of the heating gases entering the melting cyclone from the burner is reduced to 450-500 ° C and they are fed through the exhaust pipe to the tuyere belt of the KS furnace. Dehydration in a KS furnace and in a melting cyclone is carried out to an atmosphere of hydrogen chloride obtained by burning chlorine in a mixture of natural gas and air in a burner. The exhaust gases together with the dust in the form of dehydrated carnallite from the fluidized bed furnace enter the dust cyclone, in which the gases are taken to gas treatment, and the dehydrated carnallite dust enters the melting cyclone through a coaxially located nozzle. As a result, anhydrous carnallite composition is obtained, wt.%: 30-51 MgCl 2 , 0.5 MgO, KCl + NaCl - the rest. In addition, in the melting cyclone, partial hydrolysis of the hydrolysis products resulting from the heating and melting of carnallite occurs. The resulting melt flows from the melting cyclone to the melt receiver and enters the electrolysis process in ladles.
Для осуществления способа предложена установка для обезвоживания карналлитового сырья, включающая печь кипящего слоя, с загрузочным патрубком для загрузки частично обезвоженного карналлита, с фурменным поясом, с газораспределительной решеткой, с реактором для сжигания хлора и воздуха и пылевым циклоном. Пылевой циклон соединен с плавильным циклоном. Плавильный циклон соединен с фурменным поясом, с печью КС, с топкой для сжигания хлора и приемником расплава. Приемник расплава снабжен выгрузочным патрубком для удаления расплава. Способ и установка позволяют улучшить качество карналлита и повысить степень использования сырья и топлива.To implement the method, there is proposed a plant for dehydration of carnallite raw materials, including a fluidized bed furnace, with a loading pipe for loading partially dehydrated carnallite, with a tuyere belt, with a gas distribution grid, with a reactor for burning chlorine and air and a dust cyclone. The dust cyclone is connected to the melting cyclone. The melting cyclone is connected to the tuyere belt, to the KS furnace, with a furnace for burning chlorine and a melt receiver. The melt receiver is equipped with a discharge pipe for removing the melt. The method and installation can improve the quality of carnallite and increase the degree of use of raw materials and fuel.
Недостатком данной установки является сложность конструкции. Так, установка содержит дополнительно фурменный пояс, горелку в печи кипящего слоя - все это приводит к дополнительным затратам на материалы и оборудование для обезвоживания сырья. Кроме того, в установку подают уже частично обезвоженный карналлит с содержанием воды 3-5%, что приводит к дополнительным затратам на предварительное обезвоживание карналлитового сырья. На обезвоживание подается большое количество топлива, подаваемого в печь КС как через газораспределительную решетку, так и через фурменный пояс. Подача отходящих газов из плавильного циклона в фурменный пояс требует высоких требований к герметизации установки, так как плавильный циклон находится под давлением.The disadvantage of this installation is the design complexity. So, the installation additionally contains a tuyere belt, a burner in a fluidized bed furnace - all this leads to additional costs for materials and equipment for dehydration of raw materials. In addition, partially dehydrated carnallite with a water content of 3-5% is supplied to the installation, which leads to additional costs for preliminary dehydration of carnallite raw materials. A large amount of fuel supplied to the KS furnace is supplied to the dewatering system both through the gas distribution grid and through the tuyere belt. The supply of exhaust gases from the melting cyclone to the tuyere belt requires high requirements for sealing the installation, since the melting cyclone is under pressure.
Технический результат направлен на устранение недостатков прототипа и позволяет снизить затраты на материалы (воздух и природных газ для горелок), электроэнергию и оборудование для обезвоживания карналлитового сырья и значительно упростить технологическую схему подготовки сырья к процессу электролиза за счет:The technical result is aimed at eliminating the disadvantages of the prototype and allows to reduce the cost of materials (air and natural gas for burners), electricity and equipment for dehydration of carnallite raw materials and significantly simplify the technological scheme of preparing raw materials for the electrolysis process due to:
- исключения стадии дополнительного обезвоживания карналлитового сырья;- exceptions to the stage of additional dehydration of carnallite raw materials;
- исключения дополнительной подачи топочных газов через фурменный пояс печи КС;- exceptions for additional supply of flue gases through the tuyere belt of the KS furnace;
- исключения горелок для подачи топочных газов непосредственно в печь для обезвоживания;- exclusion of burners for supplying flue gases directly to the oven for dehydration;
- исключения в печи газораспределительной решетки,- exceptions in the gas distribution grill furnace,
- исключения соединительных патрубков, находящихся в плавильном циклоне.- exclusion of connecting pipes in the melting cyclone.
Кроме того, предложенное изобретение позволяет снизить потери сырья и повысить производительность работы установки для обезвоживания карналлитового сырья.In addition, the proposed invention allows to reduce the loss of raw materials and increase the productivity of the installation for dehydration of carnallite raw materials.
Технический результат достигается тем, что предложен способ обезвоживания карналлитового сырья, включающий загрузку карналлитового сырья и обезвоживание его в печи топочными газами, отделение обезвоженного карналлита в пылевом циклоне от отходящих газов, подачу его в плавильный циклон, нагрев топочными газами, получаемыми в горелке путем сжигания хлора в природном газе, плавление и перегрев до температуры 700-800°С с получением безводного карналлита, загрузку его в сборник расплава и выгрузку готового безводного карналлита, новым является то, что после перегрева смесь топочных газов и расплавленного безводного карналлита подают одновременно в сборник расплава, где газы отделяют от расплава путем соударения с перегородкой и подают в печь на стадию обезвоживания.The technical result is achieved by the fact that the proposed method of dehydration of carnallite raw materials, including loading carnallite raw materials and dehydrating it in the furnace with flue gases, separating dehydrated carnallite in a dust cyclone from exhaust gases, feeding it into a melting cyclone, heating with flue gases obtained in the burner by burning chlorine in natural gas, melting and overheating to a temperature of 700-800 ° C to produce anhydrous carnallite, loading it into a melt collector and unloading the finished anhydrous carnallite is new The fact is that after overheating, the mixture of flue gases and molten anhydrous carnallite is simultaneously fed to the melt collector, where the gases are separated from the melt by impact with a baffle and fed to the furnace to the dehydration stage.
Кроме того, топочные газы подают на стадию обезвоживания со скоростью 1,0-2,5 м/сек.In addition, flue gases are fed to the dewatering stage at a speed of 1.0-2.5 m / s.
Кроме того, топочные газы в плавильный циклон подают тангенциально его конической поверхности.In addition, flue gases are fed tangentially to its conical surface in the melting cyclone.
Кроме того, температура топочных газов на выходе из сборника расплава составляет 400-600°С.In addition, the temperature of the flue gases at the outlet of the melt collector is 400-600 ° C.
Для осуществления способа предложена установка для обезвоживания карналлитового сырья, включающая печь с патрубками для загрузки сырья и отвода смеси газов с обезвоженным карналлитом, патрубком для подачи топочных газов, пылевой циклон, соединенный с печью газоходом, плавильный циклон, соединенный трубопроводом с пылевым циклоном и расплавопроводом со сборником расплава и снабженный горелкой для сжигания хлора, сборник расплава с входным и выгрузочным патрубками для расплава, новым является то, что она снабжена газоходом, соединяющим сборник расплава с печью и снабженным устройством для подачи газов, при этом сборник расплава выполнен в виде емкости с перегородкой и снабжен дополнительным патрубком, соединенным с газоходом.To implement the method, a plant for dehydration of carnallite raw materials is proposed, including a furnace with nozzles for loading raw materials and exhausting a mixture of gases with dehydrated carnallite, a nozzle for supplying flue gases, a dust cyclone connected to the furnace by a gas duct, a melting cyclone connected by a pipeline to a dust cyclone and a melt pipeline with a melt collector and equipped with a burner for burning chlorine, a melt collector with inlet and discharge nozzles for the melt, new is that it is equipped with a flue connecting the melt collector with a furnace and equipped with a gas supply device, while the melt collector is made in the form of a tank with a baffle and is equipped with an additional pipe connected to the gas duct.
Кроме того, дополнительный патрубок выполнен в верхней части сборника расплава.In addition, an additional nozzle is made in the upper part of the melt collector.
Кроме того, печь выполнена в виде металлической емкости из цилиндрической и конической частей.In addition, the furnace is made in the form of a metal container of cylindrical and conical parts.
Кроме того, патрубок для подачи поточных газов размещен в печи аксиально.In addition, the pipe for supplying flow gases is placed axially in the furnace.
Кроме того, патрубок для загрузки сырья и патрубок для подачи топочных газов выполнены в нижней конической части, а патрубок для отвода смеси отходящего газа с обезвоженным карналлитом - в верхней цилиндрической части.In addition, the pipe for loading raw materials and the pipe for supplying flue gases are made in the lower conical part, and the pipe for removing the mixture of exhaust gas with dehydrated carnallite is in the upper cylindrical part.
Предложенный способ обезвоживания карналлитового сырья позволяет значительно упростить технологическую схему подготовки сырья к процессу электролиза за счет исключения стадии дополнительного обезвоживания карналлитового сырья; дополнительной подачи топочных газов через фурменный пояс печи КС; исключения горелок для подачи топочных газов непосредственно в печь для обезвоживания; исключения в печи газораспределительной решетки, исключения соединительных патрубков, находящихся в плавильном циклоне.The proposed method for dehydration of carnallite raw materials can significantly simplify the technological scheme for preparing raw materials for the electrolysis process by eliminating the stage of additional dehydration of carnallite raw materials; additional supply of flue gases through the tuyere belt of the KS furnace; excluding burners for supplying flue gases directly to the oven for dehydration; exceptions in the gas distribution grid furnace, exceptions for connecting pipes in the melting cyclone.
Подача смеси топочных газов и расплавленного безводного карналлита одновременно в сборник расплава, где газы отделяют от расплава путем соударения с перегородкой и подают по газоходу в печь на стадию обезвоживания, позволяет значительно снизить затраты на обезвоживание сырья, снизить потери сырья. Размещение патрубка для подачи топочных газов в печь аксиально позволяет повысить производительность работы установки для обезвоживания карналлитового сырья.The supply of a mixture of flue gases and molten anhydrous carnallite at the same time to the melt collector, where the gases are separated from the melt by collision with a baffle and fed through the gas duct to the furnace to the dehydration stage, can significantly reduce the cost of dehydration of raw materials, reduce raw material losses. The placement of the nozzle for supplying flue gases to the furnace axially allows you to increase the productivity of the installation for dehydration of carnallite raw materials.
Заявленная группа изобретений соответствует требованию единства изобретения, поскольку заявленные способ обезвоживания карналлитового сырья и установка для его осуществления образуют единый изобретательский замысел.The claimed group of inventions meets the requirement of unity of invention, since the claimed method of dehydration of carnallite raw materials and installation for its implementation form a single inventive concept.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволили установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными (идентичными) всем существенным признакам изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности признаков аналога позволило установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном способе обезвоживаниия карналлитового сырья, изложенных в пунктах формулы изобретения.An analysis of the state of the art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information and identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, made it possible to establish that the applicant did not find a source characterized by features identical to all the essential features of the invention. The determination from the list of identified analogues of the prototype as the closest in the totality of the features of the analogue allowed us to establish a set of essential distinguishing features in relation to the technical result perceived by the applicant in the claimed method of dehydration of carnallite raw materials set forth in the claims.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна".Therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty."
Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного способа. Заявленные признаки являются новыми и не вытекают явным образом для специалиста, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований для достижения технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".To verify the compliance of the claimed invention with the condition "inventive step", the applicant conducted an additional search for known solutions in order to identify features that match the distinctive features of the claimed method from the prototype. The claimed features are new and do not follow explicitly for the specialist, since from the prior art determined by the applicant, the effect of the transformations provided for by the essential features of the claimed invention has not been identified to achieve a technical result. Therefore, the claimed invention meets the condition of "inventive step".
Изображение поясняется чертежом. The image is illustrated in the drawing.
Установка для обезвоживания карналлитового сырья содержит печь 1 для обезвоживания обогащенного карналлита, выполненную из цилиндрической части 2 и конической части 3, патрубок 4 для загрузки карналлитового сырья в печь, патрубок 5 для отвода смеси газов с обезвоженным карналлитом, патрубок 6 для подачи в печь топочных газов, газоход 7, соединяющий печь с пылевым циклоном 8, патрубок 9 для отвода отходящих газов, трубопровод 10, соединяющий пылевой циклон с плавильным циклоном 11, горелку 12 для сжигания хлора в смеси природного газа с воздухом, расплавопровод 13, соединяющий плавильный циклон со сборником расплава 14. Сборник расплава снабжен патрубком для выгрузки расплава 16, перегородкой 17, патрубком, соединенным с газоходом 18, для подачи хлорсодержащих газов в печь с помощью устройства 19.Installation for dehydration of carnallite raw materials contains a furnace 1 for dehydration of enriched carnallite, made of cylindrical part 2 and conical part 3, pipe 4 for loading carnallite raw materials into the furnace, pipe 5 for exhausting a mixture of gases with dehydrated carnallite, pipe 6 for supplying flue gases to the furnace , a gas duct 7 connecting the furnace to the dust cyclone 8, a pipe 9 for exhaust gas removal, a pipe 10 connecting the dust cyclone to the melting cyclone 11, a burner 12 for burning chlorine in a mixture of natural gas with air, p an asplav pipeline 13 connecting the melting cyclone to the melt collector 14. The melt collector is equipped with a nozzle for discharging the melt 16, a baffle 17, a nozzle connected to the duct 18, for supplying chlorine-containing gases to the furnace using the device 19.
Пример работы способа и установки для обезвоживания карналлитового сырья.An example of the operation of the method and installation for dehydration of carnallite raw materials.
Исходное сырье - обогащенный карналлит состава, мас.%: 32 MgCl2, 24,5 KCl, 4,3 NaCl, 49,2 Н2O плотностью 1,7 т/м3 и средней крупностью частиц 0,315 мм подают в печь 1 обезвоживания в твердом состоянии в количестве 6,2 т/час. Печь 1 представляет собой металлическую емкость, выполненную из двух частей: цилиндрической 2 и конической 3, и снабженную патрубком 4 для загрузки сырья и патрубком 5 для отвода смеси отходящих газов и обезвоженного карналлита, а также патрубком 6 для подачи топочных газов, размещенным аксиально в печи. При этом патрубок 2 для загрузки сырья и патрубок 6 для подачи топочных газов выполнены в нижней конической части 3, а патрубок 5 для отвода смеси отходящего газа с обезвоженным карналлитом - в верхней цилиндрической части 2. При скорости подачи топочных газов 2,0 м/сек в нижней конической части 3 печи образуется взвешенный слой карналлита, который при соприкосновении с горячими топочными газами (500°С) измельчается. При достижении плотности частиц карналлита 1,0-1,2 т/м3 и размера частиц 0,2 мм получают обезвоженный карналлит, который выносится вместе с отходящими газами по газоходу 7 в пылевой циклон 8. В печи 1 происходит обезвоживание карналлита с получением 3,6 т/час обезвоженного карналлита следующего состава, мас.%: 48,1 MgCl2, 38,2 KCl, 7,9NaCl2, 1,4 MgO, 4,5 Н2O. Обезвоживание проводят топочными газами в количестве 5060 нм3/час, которые подводят от сборника расплава 14 с помощью устройства 20 для подачи топочных газов, например вентилятора. Газы содержат, мас.%: 5,8 CO2, 4,8 Н2О, 10,9 HCl, 14,0 O2, 63,5 N2, 1,0 Ar. Содержащийся в газах хлорид водорода получают при сжигании хлора в горелке 12 в факеле горения природного газа. В горелку 12 подают, нм3/час: природный газ - 188,0, первичное дутье (воздух) - 2719,1, вторичное дутье (воздух) - 834,8, анодный хлор-газ (концентрация хлора 91%) - 285,1. Температура топочных газов на входе в плавильный циклон 11 составляет 1030°С. В пылевой циклон 8 поступает 3,6 т/час обезвоженного карналлита, при этом обезвоженный карналлит в количестве 3,5 т/ час улавливают и подают по трубопроводу 10 в плавильный циклон 11. Часть обезвоженного карналлита вместе с отходящими газами в количестве 0,1 т/час поступает через патрубок 7 на очистные сооружения, то есть теряется с отходящими газами. В плавильном циклоне 11 происходит нагрев, плавление и перегрев обезвоженного карналлита за счет тепла топочных газов, получаемых в горелке 12 при сжигании хлора в природном газе, температура которых на выходе из горелки 12 и на входе в плавильный циклон 11 равна 900-1300°С. Состав карналлита после обезвоживания в плавильном циклоне 11 равен мас.%: 51,8 MgCl2, 0,5 MgO, 39,5 KCl, 8,2 NaCl. В результате получают смесь газов и расплавленного безводного карналлита, имеющую температуру 700-800°С. Смесь поступает в сборник расплава 14. В сборнике расплава 14 происходит отделение газа от расплава путем соударения о перегородку 17. Температура газов в сборнике расплава 14 снижается до 500°С и с этой температурой топочный газ поступает по газоходу 19 с помощью устройства 20, например вентилятора, в нижнюю коническую часть 3 печи обезвоживания 1. С топочными газами в печь 1 уносится 0,017 т/час пыли и 5060 нм3/час топочных газов. Состав газов, поступающих в печь, мас.%: 5,8 CO2, 4,8 Н2O, 10,9 HCl, 14,0 О2, 63,5 N2, 1,0 Ar. Из сборника расплава 14 безводный карналлит периодически сливают через выгрузочный патрубок 16 и направляют на электролиз. Состав полученного безводного расплава карналлита, мас.%: 51,8 MgCl2, 0,5 MgO, 39,5 KCl, 8,2 NaCl вакуум-ковшом подают в электролизеры на процесс электролиза.The feedstock is enriched carnallite composition, wt.%: 32 MgCl 2 , 24.5 KCl, 4.3 NaCl, 49.2 N 2 O with a density of 1.7 t / m 3 and an average particle size of 0.315 mm are fed to the dehydration furnace 1 in the solid state in the amount of 6.2 t / h. The furnace 1 is a metal container made of two parts: cylindrical 2 and conical 3, and equipped with a pipe 4 for loading raw materials and a pipe 5 for removing a mixture of exhaust gases and dehydrated carnallite, as well as a pipe 6 for supplying flue gases placed axially in the furnace . At the same time, pipe 2 for loading raw materials and pipe 6 for supplying flue gases are made in the lower conical part 3, and pipe 5 for exhausting a mixture of exhaust gas with dehydrated carnallite is made in the upper cylindrical part 2. At a feed gas velocity of 2.0 m / s in the lower conical part 3 of the furnace, a suspended carnallite layer is formed, which is crushed upon contact with hot flue gases (500 ° C). Upon reaching a particle density of carnallite of 1.0-1.2 t / m 3 and a particle size of 0.2 mm, dehydrated carnallite is obtained, which is carried out together with the exhaust gases through a gas duct 7 to dust cyclone 8. In furnace 1, carnallite is dehydrated to obtain 3 6 t / h of dehydrated carnallite of the following composition, wt.%: 48.1 MgCl 2 , 38.2 KCl, 7.9NaCl 2 , 1.4 MgO, 4.5 N 2 O. Dehydration is carried out by flue gases in an amount of 5060 nm 3 / hour, which is supplied from the melt collector 14 by means of a device 20 for supplying flue gases, for example a fan. Gases contain, wt.%: 5.8 CO 2 , 4.8 N 2 O, 10.9 HCl, 14.0 O 2 , 63.5 N 2 , 1.0 Ar. The hydrogen chloride contained in the gases is obtained by burning chlorine in a burner 12 in a natural gas flare. The burner 12 is fed, nm 3 / h: natural gas - 188.0, primary blast (air) - 2719.1, secondary blast (air) - 834.8, anode chlorine gas (chlorine concentration 91%) - 285, one. The temperature of the flue gases at the inlet to the melting cyclone 11 is 1030 ° C. 3.6 t / h of dehydrated carnallite enters the dust cyclone 8, while dehydrated carnallite in the amount of 3.5 t / h is captured and fed through line 10 to the melting cyclone 11. Part of the dehydrated carnallite together with exhaust gases in the amount of 0.1 t / hour enters through the pipe 7 to the treatment plant, that is, it is lost with the exhaust gases. In melting cyclone 11, dehydrated carnallite is heated, melted, and overheated due to the heat of the flue gases produced in burner 12 during the combustion of chlorine in natural gas, the temperature of which at the outlet of burner 12 and at the inlet of melting cyclone 11 is 900-1300 ° C. The composition of carnallite after dehydration in the melting cyclone 11 is equal to wt.%: 51.8 MgCl 2 , 0.5 MgO, 39.5 KCl, 8.2 NaCl. The result is a mixture of gases and molten anhydrous carnallite, having a temperature of 700-800 ° C. The mixture enters the melt collector 14. In the melt collector 14, gas is separated from the melt by impacting on the baffle 17. The temperature of the gases in the melt collector 14 is reduced to 500 ° C and with this temperature the flue gas enters the gas duct 19 using a device 20, for example a fan , in the lower conical part 3 of the dehydration furnace 1. With flue gases, 0.017 t / h of dust and 5060 nm 3 / h of flue gases are carried into furnace 1. The composition of the gases entering the furnace, wt.%: 5.8 CO 2 , 4.8 N 2 O, 10.9 HCl, 14.0 O 2 , 63.5 N 2 , 1.0 Ar. Anhydrous carnallite is periodically drained from the melt collector 14 through the discharge pipe 16 and sent to electrolysis. The composition of the obtained anhydrous carnallite melt, wt.%: 51.8 MgCl 2 , 0.5 MgO, 39.5 KCl, 8.2 NaCl, is fed by a vacuum ladle to the electrolysis cells for the electrolysis process.
Таким образом, изобретение позволяет снизить затраты на материалы (воздух и природный газ для горелок), электроэнергию и оборудование для обезвоживания карналлитового сырья и значительно упростить технологическую схему подготовки сырья к процессу электролиза за счет исключения стадии дополнительного обезвоживания карналлитового сырья; исключения дополнительной подачи топочных газов через фурменный пояс печи КС; исключения горелок для подачи топочных газов непосредственно в печь для обезвоживания; исключения в печи газораспределительной решетки; исключения соединительных патрубков, находящихся в плавильном циклоне.Thus, the invention allows to reduce the cost of materials (air and natural gas for burners), electricity and equipment for dehydration of carnallite raw materials and significantly simplify the technological scheme for preparing raw materials for the electrolysis process by eliminating the stage of additional dehydration of carnallite raw materials; exceptions for additional supply of flue gases through the tuyere belt of the KS furnace; excluding burners for supplying flue gases directly to the oven for dehydration; exceptions in the gas distribution furnace; exclusion of connecting pipes in the melting cyclone.
Кроме того, предложенное изобретение позволяет снизить потери сырья и повысить производительность работы установки для обезвоживания карналлитового сырья.In addition, the proposed invention allows to reduce the loss of raw materials and increase the productivity of the installation for dehydration of carnallite raw materials.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007149469/15A RU2359911C1 (en) | 2007-12-27 | 2007-12-27 | Dehydration method of carnallite raw materials and device for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007149469/15A RU2359911C1 (en) | 2007-12-27 | 2007-12-27 | Dehydration method of carnallite raw materials and device for its implementation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2359911C1 true RU2359911C1 (en) | 2009-06-27 |
Family
ID=41027137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007149469/15A RU2359911C1 (en) | 2007-12-27 | 2007-12-27 | Dehydration method of carnallite raw materials and device for its implementation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2359911C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3369864A (en) * | 1965-07-28 | 1968-02-20 | Exxon Research Engineering Co | Production of anhydrous magnesium chloride |
| SU945618A1 (en) * | 1980-10-27 | 1982-07-23 | Соликамский магниевый завод | Installation for dewatering carnallite |
| EP0279470A1 (en) * | 1987-01-29 | 1988-08-24 | Metallgesellschaft Ag | Process for the preparation of substantially anhydrous magnesium chloride from hydrated magnesium chloride |
| RU2118611C1 (en) * | 1996-04-02 | 1998-09-10 | Акционерное общество открытого типа "Всероссийский алюминиево-магниевый институт" | Method and installation for dehydrating carnallite |
| RU2176770C2 (en) * | 1999-05-17 | 2001-12-10 | Акционерное общество открытого типа "Всероссийский алюминиево-магниевый институт" | Multichamber fluidized bed furnace for dehydration of carnallite |
-
2007
- 2007-12-27 RU RU2007149469/15A patent/RU2359911C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3369864A (en) * | 1965-07-28 | 1968-02-20 | Exxon Research Engineering Co | Production of anhydrous magnesium chloride |
| SU945618A1 (en) * | 1980-10-27 | 1982-07-23 | Соликамский магниевый завод | Installation for dewatering carnallite |
| EP0279470A1 (en) * | 1987-01-29 | 1988-08-24 | Metallgesellschaft Ag | Process for the preparation of substantially anhydrous magnesium chloride from hydrated magnesium chloride |
| RU2118611C1 (en) * | 1996-04-02 | 1998-09-10 | Акционерное общество открытого типа "Всероссийский алюминиево-магниевый институт" | Method and installation for dehydrating carnallite |
| RU2176770C2 (en) * | 1999-05-17 | 2001-12-10 | Акционерное общество открытого типа "Всероссийский алюминиево-магниевый институт" | Multichamber fluidized bed furnace for dehydration of carnallite |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102994678A (en) | Method and system for pulverized coal gasification for gas generation and direct reduction metallurgy of gas-based shaft furnace | |
| US20060027043A1 (en) | Method and apparatus for producing clean reducing gases from coke oven gas | |
| CN102061350A (en) | Short-process comprehensive red mud utilization method and equipment | |
| CN103397127B (en) | Smelting reduction ironmaking device and ironmaking method | |
| CN108675911B (en) | A kind of production process of calcium carbide acetylene that reduces the production of carbide slag | |
| CN106247340A (en) | A kind of processing method and processing device of electrolytic aluminium carbon slag | |
| AU2013383015B2 (en) | Process and plant for producing titanium slag from ilmenite | |
| RU2494128C2 (en) | Device for producing soot from rubber wastes | |
| CN105366964A (en) | Lime-coke-calcium carbide production joint apparatus | |
| CN107091569A (en) | Rotary kiln and the polygenerations systeme that metal hydride is produced using the rotary kiln | |
| CN105695731B (en) | Rotary kiln produces ferronickel fine powder and the method for zinc oxide | |
| CN105731461A (en) | Carbide slag purifying and recycling system and method | |
| CN101028926B (en) | Process for producing super-fine high-purity white carbon from rice hull and burning heat | |
| CN104058608A (en) | Shaft kiln capable of heating material through dividing wall | |
| CN101307371A (en) | Method for directly reducing reduce gas in iron by heating red coke | |
| CN113483339A (en) | Continuous electric heating furnace and method for resourcefully treating aluminum electrolysis carbon electrode waste | |
| JP6538636B2 (en) | Blast furnace operation method and blast furnace equipment | |
| CN105347702B (en) | A kind of rotary kiln device for producing cement | |
| RU2359911C1 (en) | Dehydration method of carnallite raw materials and device for its implementation | |
| CN205528956U (en) | Excellent system that casts of smelting is retrieved to long material of aluminium scrap | |
| CN106986343A (en) | A kind of calcium carbide furnace system of blowing oxygen and heat integration | |
| CN203034041U (en) | System of powdered coal gasification gas making and gas-based shaft furnace direct reduction metallurgy | |
| CN205740909U (en) | A kind of gasification system with heat recovery function | |
| CN207121427U (en) | A kind of calcium carbide furnace system of hydrogen and oxygen mixed injection and heat integration | |
| CN110343878A (en) | A kind of energy-saving and environment-friendly dilval production method |