一种二氧化碳回收利用系统及应用其制备轻质碳酸镁的系
统
技术领域
[0001] 本实用新型属于金属材料和机械制造领域，尤其涉及
一种二氧化碳回收利用系统及应用其制备轻质碳酸镁的系统。
背景技术
[0002]
硼泥碳化法制备轻质碳酸镁主要包括以下几个工序：硼泥加生石灰发生消化反应、碳化反应、过滤、
热解反应、再过滤、干燥等过程。其中碳化反应原理是氢氧化镁与二氧化碳反应生成碳酸氢镁，其中二氧化碳由
煅烧石灰石收集所得。
[0003] 碳化釜中发生的反应：
[0004] Mg(OH)2+2CO2+H2O→Mg(HCO3)2
[0005] 换热器中碳酸氢镁溶液发生的反应：
[0006] 5Mg(HCO3)2→4MgCO3.Mg(OH)2.4H2O+6CO2↑
[0007] 热解反应原理是碳酸氢镁溶液加
热分解生成轻质碳酸镁和二氧化碳，此过程产生的二氧化碳占整个工艺所需二氧化碳的3/5，因此对此步分解出的二氧化碳进行回收利用对整个工艺的优化起着非常重要的作用，将二氧化碳回收再利用不但可以降低生产成本，提高企业竞争
力，同时可以避免排放二氧化碳造成环境污染。
[0008] 热解过程即向中间物料俗称重镁
水中通入一定量
蒸汽，使碳酸氢镁分解成产品轻质碳酸镁，其分子式为4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O，并释放出CO2的工序。产品轻质碳酸镁中所含二氧化碳占整个工艺所需二氧化碳的2/5，释放的二氧化碳占整个工艺所需二氧化碳的3/5，该过程释放出的二氧化碳如果不加以回收利用，将会造成大量物料损失以及环境污染。实用新型内容
[0009] 针对上述生产过程中释放出的二氧化碳不加以回收利用，将会造成大量物料损失以及环境污染的问题，本实用新型提出了一种二氧化碳回收利用系统及应用其制备轻质碳酸镁的系统。该二氧化碳回收利用系统将热解所产生的二氧化碳混合气体经换热器冷却、
压缩机压缩后进入二氧化碳储罐储存起来用于碳化反应，实现了二氧化碳的回收利用。
[0010] 为了达到上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：
[0011] 一种二氧化碳回收利用系统，该系统包括换热器、压缩机和二氧化碳储罐，换热器的管程出口与压缩机入口相连，压缩机出口与二氧化碳储罐相连。
[0012] 所述换热器为固定
管板式列管换热、浮头式换热器或U形
板式换热器中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性的实例有：固定管板式列管换热和浮头式换热器的组合，浮头式换热器和U形板式换热器的组合，固定管板式列管换热、浮头式换热器和U形板式换热器的组合等，优选固定管板式列管换热。
[0013] 所述压缩机为
活塞式压缩机、
旋转式压缩机、轴流式压缩机或
螺杆压缩机中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性的实例有：
活塞式压缩机和旋转式压缩机的组合，旋转式压缩机和轴流式压缩机的组合，轴流式压缩机和螺杆压缩机的组合，活塞式压缩机、旋转式压缩机、轴流式压缩机和螺杆压缩机的组合等。
[0014] 所述二氧化碳储罐为低压储罐、中压储罐、高压储罐或超高压储罐中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性的实例有：低压储罐和中压储罐的组合，中压储罐和高压储罐的组合，高压储罐和超高压储罐的组合，低压储罐、中压储罐和高压储罐的组合，低压储罐、中压储罐、高压储罐和超高压储罐的组合等。
[0015] 所述换热器为固定管板式列管换热器，其包括管程气体入口、管程气体出口、壳层
冷却液入口、壳层冷却液出口、
液化气体出口，换热器上半部分为冷却段，换热器下半部分为气液分离段，管程气体入口位于换热器顶部，壳层冷却液出口位于冷却段顶部一侧，壳层冷却液入口位于冷却段下部并与冷却液出口在同一侧，液化气体出口位于气液分离段底部一侧，管程气体出口位于气液分离段上端与液化气体出口相对一侧。
[0016] 所述固定管板式列管换热器的工艺流程如下：二氧化碳混合气体从换热器管程气体入口进入，同时打开壳层冷却液入口
阀门让冷却液进入，调节冷却液和二氧化碳混合气体流量，将混合气体中水蒸气液
化成液态水之后由液化气体出口排出，冷却后的二氧化碳气体从管程气体出口排出，热交换后的冷却液从壳层冷却液出口排出。
[0017] 所述的二氧化碳回收利用系统的处理工艺包括以下步骤：
[0018] (1)热解反应产生的二氧化碳混合气体从换热器管程气体入口进入，换热器壳层冷却液入口通冷却液与二氧化碳混合气体进行换热，二氧化碳经冷却后从换热器管程气体出口流出，通过控制换热器壳程中冷却液的流量和管程中二氧化碳混合气体的流量，使换热后二氧化碳混合气体中水蒸气液化成液态水滴落于换热器底部，当水积满一定量时打开底部阀门由液化气体出口排出；
[0019] (2)流出的二氧化碳进入到压缩机压缩到压力为0.4～0.6MPa，压缩后的气体进入二氧化碳储罐中用于碳化反应。
[0020] 应用以上所述系统的硼泥碳化法制备轻质碳酸镁的系统，该系统包括消化罐、碳化罐、第一固液分离器、热解器、第二固液分离器、干燥器和二氧化碳回收利用系统，其中消化罐、碳化罐、第一固液分离器、热解器、第二固液分离器和干燥器依次相连，热解器的气体出口与换热器的管程气体入口相连，二氧化碳储罐与碳化罐的气体入口相连。
[0021] 所述的硼泥碳化法制备轻质碳酸镁的系统中所述消化罐为电加热反应罐或蒸汽加热反应罐。
[0022] 所述碳化罐为低压容器、中压容器、高压容器或超高压容器中任意一种。
[0023] 所述第一固液分离器为道儿型澄清桶或斜板式澄清桶。
[0024] 所述热解器为盘管式热解器、列管式热解器、板式热解器、釜式热解器中任意一种。
[0026] 所述压滤机为卧式板框压滤机、立式压滤机、
真空转鼓
过滤器或带式压滤机中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性的实例有：卧式板框压滤机和立式压滤机的组合，立式压滤机和真空转鼓过滤器的组合，真空转鼓过滤器和带式压滤机的组合，卧式板框压滤机、立式压滤机和真空转鼓过滤器的组合，卧式板框压滤机、立式压滤机、真空转鼓过滤器和带式压滤机的组合等。
[0027] 所述干燥器为箱式干燥器、隧道式干燥器、气流干燥器、滚筒干燥器、
流化床干燥器或回转干燥器中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性的实例有：箱式干燥器和隧道式干燥器的组合，隧道式干燥器和气流干燥器的组合，气流干燥器和滚筒干燥器的组合，滚筒干燥器和流化床干燥器的组合，流化床干燥器和回转干燥器的组合，箱式干燥器、隧道式干燥器和气流干燥器的组合，隧道式干燥器、气流干燥器、滚筒干燥器和流化床干燥器的组合，箱式干燥器、隧道式干燥器、气流干燥器、滚筒干燥器、流化床干燥器和回转干燥器的组合等。
[0028] 所述的硼泥碳化法制备轻质碳酸镁的系统的处理工艺包括以下步骤：原料在消化罐中进行消化反应，反应得到的液体进入碳化罐并通入二氧化碳气体进行碳化反应，碳化反应得到的液体进入第一固液分离器进行分离，得到的滤液进入热解器中进行热解反应，热解反应得到的液体进入第二分离器中进行分离，分离得到的滤渣进入干燥器中进行烘干得到产品，同时热解反应产生的二氧化碳气体进入换热器中进行冷却后进入压缩机中压缩至压力为0.4～0.6MPa，然后进入到二氧化碳储罐中进行储存用于碳化反应。
[0029] 有益效果：
[0030] 采用该二氧化碳回收利用系统对硼泥碳化法制备轻质碳酸镁过程中产生的二氧化碳进行回收利用，可大大降低整个工艺中所需的二氧化碳，同时解决二氧化碳排放造成的环境污染，减少产品的生产成本，提高企业竞争力。
附图说明
[0031] 图1是硼泥碳化法制备轻质碳酸镁的系统装置图。
[0032] 图2是二氧化碳回收利用系统中固定管板式列管换热器示意图。
[0033] 其中，N1-管程气体入口；N2-管程气体出口；N3-液化气体出口；N4-壳层冷却液入口；N5-壳层冷却液出口。
具体实施方式
[0034] 下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
[0036] 1、硼泥碳化法制备轻质碳酸镁的系统的处理工艺：
[0037] 原料在电加热反应罐中进行消化反应，反应得到的液体进入低压容器并通入二氧化碳气体进行碳化反应，碳化反应得到的液体进入道儿型澄清桶进行分离，得到的滤液进入盘
管式换热器中进行热解反应，热解反应得到的液体进入卧式板框压滤机中进行分离，分离得到的滤渣进入箱式干燥器中进行烘干得到产品，同时热解反应产生的二氧化碳气体进入固定管板式列管换热器中进行冷却后进入活塞式压缩机中压缩至压力为0.4～0.6MPa，然后进入到二氧化碳低压储罐中进行储存用于碳化反应。
[0038] 2、二氧化碳回收利用系统的处理工艺：
[0039] 本实用新型所述的二氧化碳回收利用系统包括换热器、压缩机和二氧化碳储罐，其处理工艺如下：
[0040] (1)热解反应产生的二氧化碳混合气体从固定管板式列管换热器管程气体入口N1进入，换热器壳层冷却液入口N4通冷却液与二氧化碳混合气体进行换热，二氧化碳经冷却后从换热器管程气体出口N2流出，通过控制换热器壳程中冷却液的流量和管程中二氧化碳混合气体的流量，使换热后二氧化碳混合气体中水蒸气液化成液态水滴落于换热器底部，当水积满一定量时打开底部阀门由液化气体出口N3排出，完成热交换后的冷却液从N5排出。
[0041] (2)流出的二氧化碳进入到活塞式压缩机压缩到压力为0.4～0.6MPa，压缩后的气体进入二氧化碳低压储罐中用于碳化反应。
[0042] 实施例2：
[0043] 硼泥碳化法制备轻质碳酸镁的系统的处理工艺：
[0044] 原料在蒸汽加热反应罐中进行消化反应，反应得到的液体进入中压容器并通入二氧化碳气体进行碳化反应，碳化反应得到的液体进入斜板式澄清桶进行分离，得到的滤液进入列管式换热器中进行热解反应，热解反应得到的液体进入立式压滤机中进行分离，分离得到的滤渣进入隧道式干燥器中进行烘干得到产品，同时热解反应产生的二氧化碳气体进入浮头式换热器中进行冷却后进入旋转式压缩机中压缩至压力为0.4～0.6MPa，然后进入到二氧化碳中压储罐中进行储存用于碳化反应。
[0045] 二氧化碳回收利用系统的处理工艺与实施例1中相同。
[0046] 实施例3：
[0047] 硼泥碳化法制备轻质碳酸镁的系统的处理工艺：
[0048] 原料在消化罐中进行消化反应，反应得到的液体进入高压容器并通入二氧化碳气体进行碳化反应，碳化反应得到的液体进入道儿型澄清桶进行分离，得到的滤液进入板式换热器中进行热解反应，热解反应得到的液体进入真空转鼓过滤器中进行分离，分离得到的滤渣进入气流干燥器中进行烘干得到产品，同时热解反应产生的二氧化碳气体进入U形板式换热器中进行冷却后进入轴流式压缩机中压缩至压力为0.4～0.6MPa，然后进入到二氧化碳高压储罐中进行储存用于碳化反应。
[0049] 二氧化碳回收利用系统的处理工艺与实施例1中相同。
[0050] 实施例4：
[0051] 硼泥碳化法制备轻质碳酸镁的系统的处理工艺：
[0052] 原料在消化罐中进行消化反应，反应得到的液体进入中压容器并通入二氧化碳气体进行碳化反应，碳化反应得到的液体进入道儿型澄清桶进行分离，得到的滤液进入釜式换热器中进行热解反应，热解反应得到的液体进入带式压滤机中进行分离，分离得到的滤渣进入滚筒干燥器中进行烘干得到产品，同时热解反应产生的二氧化碳气体进入U形板式换热器中进行冷却后进入螺杆压缩机中压缩至压力为0.4～0.6MPa，然后进入到二氧化碳高压储罐中进行储存用于碳化反应。
[0053] 二氧化碳回收利用系统的处理工艺与实施例1中相同。
[0054] 实施例5：
[0055] 除了干燥器为流化床干燥器外，其他步骤均与实施例1中相同。
[0056] 实施例6：
[0057] 除了干燥器为回转干燥器外，其他步骤均与实施例1中相同。
[0058] 综上所述，本实用新型中的二氧化碳回收利用系统对硼泥碳化法制备轻质碳酸镁过程中产生的二氧化碳进行回收利用，可大大降低整个工艺中所需的二氧化碳，同时解决二氧化碳排放造成的环境污染，减少产品的生产成本，提高企业竞争力。
[0059]
申请人
声明，本实用新型通过上述实施例来说明本
发明的详细方法，但本实用新型并不局限于上述详细方法，即不意味着本实用新型必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本实用新型的任何改进，对本实用新型产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。
