[发明专利]一种基于循环节能的硼砂生产工艺及装置

权利要求书

1.一种基于循环节能的硼砂生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将原料硼镁矿石粉送入流化床预反应器进行预反应，所述硼镁矿石粉中粒径≤75μm的部分在90％以上，预反应温度为185℃～195℃，预反应后的硼镁矿石粉送入直燃式旋流动态焙烧炉，直燃式旋流动态焙烧炉底部有天然气燃烧器，能够以1200℃～1300℃对进入的硼镁矿石粉进行焙烧，焙烧后生成含CO₂的焙烧尾气和熟硼镁矿石粉，熟硼镁矿石粉进入陈化仓陈化后，送入熟硼镁矿石粉料仓；

(2)将步骤(1)中的焙烧尾气进行固气分离，之后进行冷却，得到的固气分离和冷却后的焙烧尾气作为反应气与碳解浆液进行碳解反应，反应后得到含CO₂的碳解反应尾气和反应后的碳解浆液，反应后的碳解浆液进入压滤机压滤后得到滤渣和滤液，所述滤渣经洗涤、烘干后排放去渣场，进行固废处理，洗涤滤渣得到滤渣洗涤水；所述滤液进入结晶器内冷却结晶，析出硼砂晶体，形成晶浆，晶浆进入离心机分离成硼砂晶体和结晶母液，用水洗去硼砂晶体中的杂质后，得到湿硼砂、硼砂洗涤水，将湿硼砂烘干得到产品硼砂；

(3)将步骤(2)中的滤渣洗涤水和Na₂CO₃配成Na₂CO₃质量分数15％～20％的Na₂CO₃溶液，将步骤(2)中的碳解反应尾气冷却后通入所述Na₂CO₃溶液进行反应回收，得到含有NaHCO₃、Na₂CO₃的混合碱溶液和排放尾气；

所述步骤(2)中的碳解浆液由所述步骤(1)中的熟硼镁矿石粉、步骤(2)中的结晶母液和硼砂洗涤水、步骤(3)中的混合碱溶液配制而成；

所述步骤(1)中所有工艺和步骤(2)中的焙烧尾气固气分离工艺所使用的装置包括以下部件：硼镁矿石粉螺旋输料器、流化床预反应器、热源旋风分离器、进料预热旋风分离器、直燃式旋流动态焙烧炉、出料旋风分离器、陈化料仓、输料旋风分离器、输料袋式过滤器、熟硼镁矿石粉料仓、流化床预反应器排气袋式过滤器、流化床预反应器排气干式滤清器；

硼镁矿石粉螺旋输料器出料口连通流化床预反应器进料口，流化床预反应器下部的出料口、热源旋风分离器出料口、流化床预反应器排气袋式过滤器出料口连通进料预热旋风分离器出气口，热源旋风分离器出气口连通流化床预反应器底部进气口，流化床预反应器顶部出气口连通流化床预反应器排气袋式过滤器进料口，流化床预反应器排气袋式过滤器出气口连通流化床预反应器排气干式滤清器进气口，进料预热旋风分离器出气口连通热源旋风分离器进气口，进料预热旋风分离器出料口连通直燃式旋流动态焙烧炉进料口，直燃式旋流动态焙烧炉出料口连通出料旋风分离器进气口，出料旋风分离器出料口连通陈化料仓进料口，出料旋风分离器出气口连通进料预热旋风分离器进气口，陈化料仓出料口连通输料旋风分离器进气口，输料旋风分离器出料口连通熟硼镁矿粉料仓，输料旋风分离器出气口连通输料袋式过滤器进料口，输料袋式过滤器出料口连通熟硼镁矿粉料仓，输料袋式过滤器出气口连通直燃式旋流动态焙烧炉进气口；

所述步骤(1)中原料硼镁矿石粉通过硼镁矿石粉螺旋输料器进入流化床预反应器，物料停留时间为20分钟～25分钟；经过预反应的硼镁矿石粉从流化床预反应器下部出料口出料，进入进料预热旋风分离器进行加热和固气分离后，进料预热旋风分离器分离出的所有粉料进入直燃式旋流动态焙烧炉进行焙烧；焙烧后产生的熟硼镁矿石粉粉料和含CO₂的焙烧尾气进入出料旋风分离器进行固气分离，出料旋风分离器分离出的粉料进入陈化料仓陈化，通入新鲜冷空气将陈化料仓出来的粉料送入输料旋风分离器，输料旋风分离器分离出的粉料进入熟硼镁矿粉料仓，输料旋风分离器分离出的尾气进入输料袋式过滤器过滤，输料袋式过滤器过滤后的粉料进入熟硼镁矿粉料仓，过滤后得到的热空气作为助燃空气，助燃空气、天然气、冷空气一起通过直燃式旋流动态焙烧炉进气口进入直燃式旋流动态焙烧炉的天然气燃烧器进行燃烧；所述出料旋风分离器分离出的热尾气进入进料预热旋风分离器，对进入进料预热旋风分离器的所有粉料进行加热，从进料预热旋风分离器分离出的热尾气进入热源旋风分离器，热源旋风分离器分离出的热尾气从流化床预反应器的底部进气口进入，作为流化床预反应器内的热源，从流化床预反应器顶部排出的尾气经流化床预反应器排气袋式过滤器和流化床预反应器排气干式滤清器处理后，得到所述步骤(2)中的固气分离后的焙烧尾气；热源旋风分离器和流化床预反应器排气袋式过滤器分离出的粉料在重力作用下进入进料预热旋风分离器。