專利名稱：一種煅燒、熱還原煉鎂的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種煅燒、熱還原煉鎂的方法和裝置，屬于工業(yè)窯爐和輕金屬 冶金技術領域。
背景技術：
熱還原法煉鎂是生產金屬鎂的方法之一，主要以白云石、菱鎂石等為原料， 在窯爐中煅燒成氧化鎂，然后加入還原劑在熱還原爐中加熱還原成金屬鎂。國
內普遍采用皮江法工藝煉鎂，即以煅燒后的白云石(MgO、 CaO)為原料，以 硅鐵(Si-Fe)為還原劑，按一定比例混合磨成細粉，壓成團塊，裝進還原罐， 在熱還原爐中加熱還原得到鎂蒸汽，冷凝結晶成固態(tài)鎂，再熔成鎂錠。這種方 法的優(yōu)點是方法簡單，其不足之處是能耗過高。煅燒白云石和熱還原煉鎂過程 都是在高溫下進行，持續(xù)時間長，需要消耗大量的煤或燃料氣，而且兩個過程 分別進行，這樣加大了鎂生產過程燃料的消耗量和加工成本。
受權公告號為CN201003068Y的中國專利提供了 "一種節(jié)能金屬鎂熱還原 爐"，可以使煤充分燃燒，提高爐體內的溫度，減少粉塵和廢氣污染。但該專利 不能解決熱還原爐出來的高溫煙氣利用問題，因此節(jié)能程度受到限制。本申請 人在專利申請?zhí)枮?00810054931.4的發(fā)明專利申請中披露"一種煅燒物料的方 法及其豎窯裝置"，所提供的豎窯裝置為外設燃燒爐的石灰窯結構，窯體頂部的 煙氣線通過密閉的進料線連接到排放系統(tǒng)；窯體下部的產品出口與密閉的出料 通道連通，助燃風機經出料通道連接到燃燒爐助燃風入口。該專利申請利用窯 爐的煙氣預熱物料，用冷卻產品后的熱空氣作助燃風，解決了煅燒石灰石、白云石過程余熱利用的問題，充分利用熱量，節(jié)省燃料，減少廢氣排放。但該專 利申請未對熱還原過程余熱的利用提出方案，不能解決熱還原法煉鎂過程中能 量消耗過大的問題。

發(fā)明內容
為解決熱還原法煉鎂過程能量消耗高的問題，本發(fā)明提供一種煅燒、熱還 原煉鎂的方法和裝置，使熱還原煉鎂和煅燒白云石過程優(yōu)化結合，產生的余熱 得到充分利用，減少能量消耗，降低生產成本。
本發(fā)明提供的煅燒、熱還原煉鎂的方法為，用煅燒物料的窯爐煅燒白云石， 用熱還原爐煉制金屬鎂，從熱還原爐出來的煙氣通入窯爐的煅燒區(qū)，用于煅燒 白云石。
本發(fā)明所述的煅燒、熱還原煉鎂的裝置包括有煅燒物料的窯爐和至少一臺 熱還原爐，熱還原爐中裝有還原罐，窯爐有預熱區(qū)、煅燒區(qū)和冷卻區(qū)，熱還原 爐的煙氣出口連接到窯爐的煅燒區(qū)。熱還原爐使用的燃料為固體燃料、液體燃 料、氣體燃料或者其結合。
為優(yōu)化操作，所述熱還原爐煙氣出口經過重力除塵器和溫度調節(jié)爐連接到 窯爐的煅燒區(qū)。溫度調節(jié)爐裝有燒嘴和空氣入口，用于調節(jié)煙氣的溫度以適應 煅燒物料的需要。所述燒嘴為固體燃料燒嘴、液體燃料燒嘴、氣體燃料燒嘴或 者其結合。所述窯爐為豎窯或回轉窯或流化床煅燒爐，不排除其它類型的窯爐。 所述豎窯的煅燒區(qū)設有周邊燒嘴，周邊燒嘴的數(shù)量根據(jù)窯爐的尺寸確定。
為使裝置連續(xù)運行和熱量匹配，所述煅燒、熱還原煉鎂的裝置設有一臺窯
爐和2 5臺熱還原爐，熱還原爐的煙氣出口并聯(lián)連接在一起，經過重力除塵器 和溫度調節(jié)爐連接到窯爐的煅燒區(qū)。每臺熱還原爐煙氣出口管線上設有閥門。 為利用窯爐廢氣和熱空氣的熱量，窯爐的廢氣線經熱還原爐燃料換熱器和/或空氣換熱器連接到煙囪；窯爐冷卻產品后的熱空氣線經熱還原爐燃料換熱器 和/或空氣換熱器連接到煙囪。利用窯爐余熱的另一方案為鼓風機通過窯爐的產 品冷卻器連接到熱還原爐的助燃空氣線，用冷卻產品的熱空氣作熱還原爐的助 燃空氣。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點是實現(xiàn)了熱還原法煉鎂和煅燒白云石的優(yōu) 化結合，熱還原煉鎂和煅燒白云石過程產生的熱量得到充分利用，節(jié)省燃料約 30 40%;裝置緊湊，占地面積??；多臺熱還原爐并聯(lián)操作，可以連續(xù)運行，豎 窯煅燒區(qū)設有周邊燒嘴，根據(jù)需要補充熱量，操作靈活性好。


圖l為本發(fā)明煅燒、熱還原煉鎂裝置示意圖； 圖2為本發(fā)明換熱流程示意圖； 圖3為本發(fā)明調節(jié)爐示意圖4為本發(fā)明另一方案煅燒、熱還原煉鎂裝置示意圖； 圖5為本發(fā)明豎窯與四臺熱還原爐組成的煅燒、熱還原煉鎂裝置示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。 實施例1
本實施例如圖l、圖2所示，為梁式豎窯與熱還原爐構成的裝置，包括有熱 還原爐4和窯爐1，熱還原爐裝有還原罐5，還原罐用耐熱鎳鉻合金鋼制成，熱 還原爐設有燃氣燒嘴和固體燃料燒嘴；窯爐中分預熱區(qū)、煅燒區(qū)和冷卻區(qū)，預 熱區(qū)上部設有上抽吸梁9，煅燒區(qū)設有進氣梁10，冷卻區(qū)的中部設有下抽吸梁 11。熱還原爐上部的煙氣出口經過重力除塵器3和溫度調節(jié)爐2連接到窯爐1 煅燒區(qū)的進氣梁10。如圖3所示，溫度調節(jié)爐裝有燒嘴16和空氣入口 15，用于調節(jié)煙氣的溫度。溫度調節(jié)爐使用的燃料為氣體燃料，也可使用煤粉等固體 燃料。當從熱還原爐出來的煙氣溫度低于煅燒白云石所要求的溫度時，打開燒 嘴16燃燒，使煙氣溫度達到煅燒溫度；當煙氣溫度高于煅燒白云石所需要的溫 度時，打開空氣入口 15，通入空氣降低煙氣溫度，以防窯爐1中物料過燒。熱
還原爐4、窯爐l、溫度調節(jié)爐2和連接管線都為鋼結構，內襯保溫材料和耐火磚。
如圖2所示，上抽吸梁9連接到空氣換熱器12，然后經過除塵器21、引風 機22連接到煙囪14;下抽吸梁11經過燃料換熱器13、除塵器和引風機連接到 煙囪。空氣線經空氣換熱器12連接到熱還原爐燒嘴處的助燃空氣入口 7，燃料 線經燃料換熱器13連接到熱還原爐燃料入口 6。
煅燒、熱還原煉鎂的方法為，燃料在熱還原爐4中燃燒加熱還原罐5煉制 金屬鎂，所用燃料為氣體燃料或固體燃料，或同時使用氣體燃料和固體燃料。 產生的高溫煙氣從熱還原爐煙氣出口出去，經重力除塵器3和溫度調節(jié)爐2，通 過進氣梁IO進入窯爐1的煅燒區(qū)煅燒白云石，煙氣離開煅燒區(qū)向上經預熱區(qū)預 熱進入窯爐的白云石，然后進入上抽吸梁9。離開窯爐的廢氣經空氣預熱器12 與熱還原爐的助燃空氣換熱。另一路在窯爐1的冷卻區(qū)冷卻產品后的熱空氣通 過下抽吸梁ll，經燃料換熱器13與燃料換熱，然后兩路會合經除塵器21、引 風機22到煙囪14排放大氣。豎窯的煅燒區(qū)設有周邊燒嘴23，以備煙氣熱量不 足時打開燒嘴補充熱量，周邊燒嘴使用的燃料為氣體燃料。也可根據(jù)熱還原爐 煙氣溫度情況和煅燒物料的溫度要求選擇打開燒嘴16或空氣出口 15。
實施例2
本發(fā)明另一實施方式如圖4所示，包括有熱還原爐4和回轉窯19。熱還原 爐煙氣出口經重力除塵器3、溫度調節(jié)爐2連接到回轉窯19煅燒區(qū)的高溫氣體入口 20。鼓風機18經回轉窯的產品冷卻器17連接到熱還原爐4的助燃空氣入 口 7。熱還原爐煉鎂產生的高溫煙氣進入回轉窯煅燒白云石，煙氣離開窯體到原 料預熱器預熱白云石原料后通過煙囪排放。根據(jù)回轉窯19煅燒白云石溫度的需 要，用溫度調節(jié)爐2調節(jié)進入回轉窯煙氣的溫度。在回轉窯19的產品冷卻器17 冷卻煅燒白云石產品后的熱空氣進入熱還原爐4助燃空氣入口 7用作助燃空氣。 本實施例熱還原爐4和溫度調節(jié)爐2使用的燃料為煤粉。 實施例3
本發(fā)明第三實施方式如圖5所示，包括有四臺熱還原爐4和一臺窯爐1。四 臺熱還原爐的煙氣出口并聯(lián)連接在一起，然后經過重力除塵器3，溫度調節(jié)爐2 連接到窯爐1的煅燒區(qū)。每臺熱還原爐煙氣出口管線上裝有閥門8，當一臺熱還 原爐裝料或卸料時可以關掉閥門，斷開與系統(tǒng)的連接，其它幾臺熱還原爐仍在 運行，確保裝置運行的連續(xù)性。
權利要求
1、一種煅燒、熱還原煉鎂的方法，用煅燒物料的窯爐(1)煅燒白云石，用熱還原爐(4)煉制金屬鎂，其特征是熱還原爐出來的煙氣通入窯爐的煅燒區(qū)，用于煅燒白云石。
2、 一種煅燒、熱還原煉鎂的裝置，包括有煅燒物料的窯爐(1)和至少一臺熱還原爐(4)，熱還原爐中裝有還原罐(5)，窯爐有預熱區(qū)、煅燒區(qū)和冷卻區(qū)，其特征是熱還原爐的煙氣出口連接到窯爐的煅燒區(qū)。
3、 根據(jù)權利要求2所述煅燒、熱還原煉鎂的裝置，其特征是所述熱還原爐(4)煙氣出口經過重力除塵器(3)和溫度調節(jié)爐(2)連接到窯爐(1)的煅燒區(qū)。
4、 根據(jù)權利要求3所述煅燒、熱還原煉鎂的裝置，其特征是所述溫度調節(jié)爐(2)裝有燒嘴(16)和空氣入口 (15);所述燒嘴(16)為固體燃料燒嘴、液體燃料燒嘴、氣體燃料燒嘴或者其結合。
5、 根據(jù)權利要求2或3所述的煅燒、熱還原煉鎂的裝置，其特征是所述 窯爐(1)為豎窯或回轉窯(19)或流化床煅燒爐。
6、 根據(jù)權利要求2或3所述的煅燒、熱還原煉鎂的裝置，其特征是所述 裝置設有一臺窯爐(1)和2 5臺熱還原爐(4)，熱還原爐煙氣出口并聯(lián)連接， 每臺熱還原爐煙氣出口管線設有閥門(8)。
7、 根據(jù)權利要求2或3所述的煅燒、熱還原煉鎂的裝置，其特征是窯爐 (1)的廢氣線經熱還原爐燃料換熱器(13)和/或空氣換熱器(12)連接到煙囪 (14);窯爐冷卻產品后的熱空氣線經熱還原爐燃料換熱器和/或空氣換熱器連接到煙囪。
8、 根據(jù)權利要求2或3所述的煅燒、熱還原煉鎂的裝置，其特征是鼓風機(18)通過窯爐的產品冷卻器(17)連接到熱還原爐的助燃空氣入口 (7)。 9、根據(jù)權利要求5所述的煅燒、熱還原煉鎂的裝置，其特征是所述豎窯的煅燒區(qū)設有周邊燒嘴(23)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種煅燒、熱還原煉鎂的方法和裝置，包括有煅燒物料的窯爐和至少一臺熱還原爐，熱還原爐中裝有還原罐，窯爐有預熱區(qū)、煅燒區(qū)和冷卻區(qū)，熱還原爐的煙氣出口連接到窯爐的煅燒區(qū)，用熱還原爐出來的高溫煙氣煅燒窯爐中的白云石。同時用窯爐的廢氣和熱空氣為熱還原爐的燃料和助燃空氣預熱，或將窯爐冷卻產品的熱空氣直接用作助燃空氣。本發(fā)明實現(xiàn)了熱還原法煉鎂和煅燒白云石優(yōu)化結合，充分利用鎂生產過程的余熱，節(jié)省燃料約30～40％；裝置緊湊，占地面積?。欢嗯_熱還原爐并聯(lián)操作，連續(xù)運行，操作靈活性好。
文檔編號C22B26/22GK101307389SQ20081005537
公開日2008年11月19日 申請日期2008年7月9日 優(yōu)先權日2008年7月9日
發(fā)明者賈會平 申請人:賈會平