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CN107572565A - 一种管式反应连续制备氢氧化镁的方法和装置 - Google Patents

一种管式反应连续制备氢氧化镁的方法和装置 Download PDF

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CN107572565A
CN107572565A CN201710752426.6A CN201710752426A CN107572565A CN 107572565 A CN107572565 A CN 107572565A CN 201710752426 A CN201710752426 A CN 201710752426A CN 107572565 A CN107572565 A CN 107572565A
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China
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magnesium hydroxide
mixer
reaction
tubular reactor
magnesium
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CN201710752426.6A
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English (en)
Inventor
尹辉
阎应广
崔国红
陶兴亮
陈再茂
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Chengdu Cloud Picture Cmi Holdings Ltd
Original Assignee
Chengdu Cloud Picture Cmi Holdings Ltd
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Abstract

本发明涉及氢氧化镁的制备技术领域,具体涉及一种通过管式反应制备氢氧化镁的方法和装置。传统氢氧化镁生产均采用釜式反应器,存在产品粒径跨度大,残氯高,产品品质差等缺点。虽然有技术提出了一些改进,却存在引入助剂增加成本等缺点。本发明提供的技术方案是:将镁盐溶液和含氨原料在高速混合器中快速混合后,通入管式反应器控制温度和pH等条件进行反应。由于管式反应器减少了物料的返混和包裹,从而使制备的氢氧化镁产品粒径跨度小,形貌统一,残氯低。本发明还提供了用于实施该技术方案的装置,其结构包括顺序连接的泵输送单元、高效混合器、管式反应器和产品过滤单元。本发明所述方法和装置适用于氢氧化镁的工业生产。

Description

一种管式反应连续制备氢氧化镁的方法和装置
技术领域
本发明涉及氢氧化镁的制备技术领域,具体涉及一种管式反应制备氢氧化镁的方法和装置。
背景技术
氢氧化镁作为一种基础化工原料,广泛用于烟气脱硫及污水处理。氢氧化镁作为一种新型的无机阻燃剂,本身无毒无味,分解过程中不仅不会产生有毒气体,而且由于其自身的碱性,还可以与燃烧过程中产生的酸性有害气体中和,降低环境污染,深受市场欢迎。并且我国有着世界首屈一指的镁矿资源,为氢氧化镁的发展提供足够的保障。
传统氢氧化镁生产中,均采用釜式反应,通过间歇或多釜串联实现连续生产,其缺点是产品粒径跨度大,残氯高,产品品质差。现有技术中,专利文件CN200910011079.7提出了一种氨气通过鼓泡反应器合成氢氧化镁的方法,通过添加表面活性剂的方法实现比传统方法更好的粒径控制;专利CN201010507480.2发明了用超重力反应器实现连续化制备氢氧化镁的装置和方法,存在循环量较大,能耗较高的缺点;专利CN201310038980.X提出了通过喷射反应实现快速混合反应的方法,而实现不添加表面活性剂也能比传统方法更好地控制粒径。以上各发明方法都通过釜式反应实现物料的循环和搅拌,仍然不可避免物料反混和包裹,造成产品粒径跨度大,形貌差别较大,虽然提出了一些改进,却存在引入保护剂和加大能耗等缺点。
发明内容
针对上述使用釜式反应器制备氢氧化镁存在的产品粒径跨度大,形貌差别较大和残氯高的问题,本发明提供一种管式反应连续制备氢氧化镁的方法。本发明方法利用高效混合器快速混合反应液以及管式反应器不会有反应物料返混和包裹的特点,实现了产品粒径跨度小,形貌统一,残氯低,以其为原料生产的氢氧化镁活性高。
本发明的另一目的是提供一种实现所述管式反应连续制备氢氧化镁的方法的装置。
本发明采用的技术方案如下:
一种管式反应连续制备氢氧化镁的方法,包括以下步骤:
[1]将镁盐溶液和含氨原料分别输入高效混合器进行快速混合,发生反应得到包含氢氧化镁的反应液;
[2]将步骤[1]所述反应液从所述高效混合器输入管式反应器,所述管式反应器内恒温,pH维持为8.0-12.0;所述反应液在所述管式反应器内停留3-30分钟;
[3]将步骤[2]得到的反应液过滤,得到氢氧化镁产品和反应母液。
采用这种技术方案,管式反应器内物料的返混和包裹减少,不用添加助剂即能得到产品粒径形貌统一和残氯低的氢氧化镁产品。
优选的,所述镁盐溶液的浓度为0.5-4mol/L。该浓度范围的镁盐溶液发生反应生成氢氧化镁的过程中,成核阶段形成的晶核结构和粒径均一,因此最终生产的氢氧化镁产品的颗粒粒径和形貌可以得到有效的控制。
优选的,所述含氨原料为体积百分比10%-99.9%的气氨、工业氨水或所述步骤[3]中得到的反应母液配制成的氨溶液中的一种或多种的组合。含氨原料的选择丰富,特别是可以选择利用本发明工艺中将产品过滤后的反应母液,循环利用其中剩余的氨,节能环保。
进一步优选的,步骤[1]所述镁盐溶液和含氨原料在高效混合器内混合均匀所用的时间小于0.5-1s。快速混合反应物料有利于快速成核,进一步提高晶核结构和粒径的均一性,从而进一步提高氢氧化镁产品的颗粒粒径和形貌的均一性。
一种实现所述的管式反应连续制备氢氧化镁的方法的装置,按照物流的流动方向,装置包括顺序连接的泵输送单元、高效混合器、管式反应器和产品过滤单元;所述管式反应器设置有换热器,所述管式反应器出口设置有在线pH。
采用本装置可以实现本发明提供的管式反应连续制备氢氧化镁的方法。所述装置可以使生产连续进行,减小了装置体积和投资,运行费用低,装置维护简单,提高了生产效率,通过提高自动化程度,减少了人为因素对生产的影响;泵输送单元可以调整物料输送量,实现反应的精准控制,从而提高产品质量和产量,并实现多种规格的产品的生产。
优选的,所述管式反应器的出口连接有缓冲釜,所述缓冲釜出口与产品过滤单元连接。加入缓冲釜可以缓冲反应系统内的压力波动,使物料流动更加平稳。
优选的,所述产品过滤单元出口连接有母液循环泵,所述母液循环泵出口与所述泵循环单元连接。加入母液循环泵可以使过滤后的反应母液直接流入泵输送单元,使反应母液的重复利用简单高效。
进一步优选的,所述高效混合器为静态混合器或动态混合器。可提高反应物料的混合速度,有利于快速成核,提高晶核结构和粒径的均一性,从而提高氢氧化镁产品的颗粒粒径和形貌的均一性。
进一步优选的,所述静态混合器为SV静态混合器、SX静态混合器或SK静态混合器中的一种或多种的组合。可进一步提高反应物料的混合速度。进一步提高晶核结构和粒径的均一性,从而进一步提高氢氧化镁产品的颗粒粒径和形貌的均一性。
与现有技术相比,本发明所提供的管式反应连续制备氢氧化镁的方法的有益效果是:管式反应器内物料的返混和包裹减少,不用添加助剂即能得到产品粒径形貌统一和残氯低的氢氧化镁产品;快速混合反应物料有利于快速成核,进一步提高晶核结构和粒径的均一性,从而进一步提高氧化镁产品的颗粒粒径和形貌的均一性;含氨原料的选择丰富,特别是可以选择利用本发明工艺中将产品过滤后的反应母液,循环利用其中剩余的氨,节能环保。
与现有技术相比,本发明所提供的实现所述的管式反应连续制备氢氧化镁的方法的装置的有益效果是:可以使生产连续进行,减小了装置体积和投资,运行费用低,装置维护简单,提高了生产效率,通过提高自动化程度,减少了人为因素对生产的影响;泵输送单元可以调整物料输送量,实现反应的精准控制,从而提高产品质量和产量,并实现多种规格的产品的生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的解释说明,将详述本发明的最佳具体实施方式。
实施例1
反应采用水氯镁石配制成的氯化镁溶液和气氨为原料,管式反应器管径DN50,高效混合器设置为SX静态混合器和SK静态混合器。管式反应器设置为水冷却套管,氯化镁溶液和工业氨水输送管道上设置预热器。
将水氯镁石配制成2mol/L溶液,开启氯化镁进料泵控制流量为2m3/h,同时开启加压的气氨在高效混合器中混合,利用管式反应器出口设置的在线pH控制反应体系pH为9.3-10.0,利用夹套通水冷却控制反应温度为40-60℃,停留时间为3-4min。离开管式反应器的物料进入缓冲釜,然后进板框压滤机进行过滤,经后处理的产品全氯≤0.1wt%,D50 1.8-2.2um,D100≤8um。
实施例2
反应采用水氯镁石配制成的氯化镁溶液和工业氨水为原料,反应器管径DN50,高效混合器设置为SV静态混合器和SX静态混合器,管式反应器设置为水冷却套管,氯化镁溶液和工业氨水输送管道上设置预热器。
将水氯镁石配制成4mol/L溶液,开启氯化镁进料泵控制流量为1m3/h,同时开启工业氨水进料泵在高效混合器中混合,利用管式反应器出口设置的在线pH控制反应体系pH为9.3-10.0,夹套通水冷却控制反应温度为40-60℃,停留时间为5-6min。离开反应器的物料进入缓冲釜,然后进板框压滤机进行过滤,经后处理的产品全氯≤0.1wt%,D50 1.8-2.2um,D100≤8um。
实施例3
反应采用水氯镁石配制成的氯化镁溶液和气氨为原料,反应时先将气氨用反应母液吸收成氨水后再进反应器。反应器管径DN50,高效混合器设置为SV静态混合器和SX静态混合器。管式反应器设置为水冷却套管,氯化镁溶液和工业氨水输送管道上设置预热器。
将水氯镁石配制成4mol/L溶液,开启母液循环泵并控制流量为1.0m3/h,并开启气氨进入反应系统;同时开启氯化镁进料泵控制流量为1.0m3/h进行反应,使反应物料在高效混合器中混合,利用管式反应器出口设置的在线pH控制反应体系pH为9.3-10.0,利用夹套通水冷却控制反应温度为40-60℃,停留时间为5-6min。离开反应器的物料进入缓冲釜,然后进板框压滤机进行过滤,经后处理的产品全氯≤0.1wt%,D50 1.8-2.2um,D100≤8um。
以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请技术方案构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。

Claims (9)

1.一种管式反应连续制备氢氧化镁的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
[1]将镁盐溶液和含氨原料分别输入高效混合器进行快速混合,发生反应得到包含氢氧化镁的反应液;
[2]将步骤[1]所述反应液从所述高效混合器输入管式反应器,所述管式反应器内恒温,pH维持为8.0-12.0;所述反应液在所述管式反应器内停留3-30分钟;
[3]将步骤[2]得到的反应液过滤,得到氢氧化镁产品和反应母液。
2.按照权利要求1所述的管式反应连续制备氢氧化镁的方法,其特征在于:所述镁盐溶液的浓度为0.5-4mo l/L。
3.按照权利要求1所述的管式反应连续制备氢氧化镁的方法,其特征在于:所述含氨原料为体积百分比10%-99.9%的气氨、工业氨水或所述步骤[3]中得到的反应母液配制成的氨溶液中的一种或多种的组合。
4.按照权利要求1-3任一项所述的管式反应连续制备氢氧化镁的方法,其特征在于:步骤[1]所述镁盐溶液和含氨原料在高效混合器内混合均匀所用的时间小于0.5-1s。
5.一种实现权利要求1所述的管式反应连续制备氢氧化镁的方法的装置,其特征在于:所述装置包括顺序连接的泵输送单元、高效混合器、管式反应器和产品过滤单元;所述管式反应器设置有换热器,所述管式反应器出口设置有在线pH。
6.按照权利要求5所述的装置,其特征在于:所述管式反应器的出口连接有缓冲釜,所述缓冲釜出口与产品过滤单元连接。
7.按照权利要求5所述的装置,其特征在于:所述产品过滤单元出口连接有母液循环泵,所述母液循环泵出口与所述泵输送单元连接。
8.按照权利要求5-7任一项所述的装置,其特征在于:所述高效混合器为静态混合器或动态混合器。
9.按照权利要求8所述的装置,其特征在于:所述静态混合器为SV静态混合器、SX静态混合器或SK静态混合器中的一种或多种的组合。
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