一种清洁静态连续自动化煅烧生产氧化铬绿的方法与流程

文档序号：14165711阅读：472来源：国知局

本发明涉及一种氧化铬绿的生产方法，具体涉及一种清洁静态连续自动化煅烧生产氧化铬绿的方法及系统。

背景技术：

氧化铬绿，又称为三氧化二铬，其化学式为cr2o3，是铬盐行业四大产品之一，广泛应用于油漆、颜料、耐火材料、催化剂以及鞣革和印染等各个重要的经济领域，并且新用途不断增加，如橡胶塑料、伪装涂料、电子行业、研磨抛光等领域。目前，氧化铬绿市场需求量在10万吨/年以上，并且市场需求量呈逐年增长趋势。氧化铬绿生产主要有铬酐热分解、硫酸铵-重铬酸钠热分解和以氢氧化铬为原料热分解等工艺。以上生产工艺均采用反射炉或回转窑等传统煅烧设备，以煤粉或天然气提供热源，温度控制在950～1100℃下动态明焰煅烧，经室外冷却、粉碎、筛分、包装等工序生产氧化铬绿。其煅烧工艺存在以下严重问题：(1)氧化铬绿产品含量低、杂质高，无法满足高端市场需求，其附加值低。(2)产生温室气体co2。以煤粉或天然气为热源，将产生大量的温室废气co2，若按年产1000吨氧化铬绿计算，co2年排放量达到约100万立方米以上。(3)环境污染严重。其全程物料不仅未密闭且采用人工动态输送，还需经粉碎、筛分等工序，其生产过程必将产生大量含铬粉尘，存在着极大地安全环保风险。(4)自动化程度低，员工作业环境差。其全程物料需人工运输、窑炉煅烧需人工观察、翻料、测温等操作，员工作业环境极差，给员工职业卫生健康带来严重的危害。

在已公开的“一种氧化铬绿连续煅烧法生产系统技术方案”(专利号：201620658994)和“一种间歇式颜料级氧化铬绿生产系统技术方案”(专利号：201620659016)等专利均未彻底解决上述问题和难点。针对上述问题和难点，本实用新型专利技术提供了一种氧化铬绿清洁静态连续自动化煅烧生产技术，本技术以氢氧化铬为原料，经螺旋输送至装料机，料钵与装料机无缝链接，经装料机计量装料至料钵；料钵经滚筒输送至辊道窑，以电加热方式提供热源，于窑炉内实现烘干、煅烧、冷却等，烧成的氧化铬绿以真空吸料方式，密闭输送至料仓，料仓内氧化铬绿直接进入包装系统。其氧化铬绿产品主含量≥99.5％，钠、铁、硫、碳等杂质均＜0.001％，色泽亮绿，粒度分布均在1～10μm，无需粉碎。本技术以匣钵为载体，以辊道窑为煅烧设备，以真空吸料方式出料，以滚筒输送为纽带，形成“装料-辊道窑-出料-装料”闭路循环，以此实现物料静态输送和静态煅烧。不仅工艺流程短，氧化铬绿品质高，而且实现全程dcs自动化操作，极大地降低了人工用工成本约20％；还从根源上杜绝粉尘产生源，极大地降低了安全环保风险系数，改善了员工作业环境，确保了员工职业卫生健康。

技术实现要素：

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种清洁静态连续自动化煅烧生产氧化铬绿的系统，包括：

用于输送原料氢氧化铬的螺旋输送机；

装料机，其位于螺旋输送机出料端；

滚筒输送机；

用于盛装原料氢氧化铬的料钵，其放置在滚筒输送机上，且所述料钵的初始位置位于所述装料机的下料口；

用于将料钵内的原料氢氧化钠进行煅烧的辊道窑，其设置在所述滚筒输送机的输送线上；

用于将料钵内的煅烧产物输送至包装料仓的真空吸料机，其位于所述辊道窑的输送下游；

其中，所述真空吸料机将煅烧产物输送至包装料仓后，料钵继续由滚筒输送机输送至装料机位置进行循环煅烧操作。

优选的是，所述螺旋输送机采用密闭的螺旋式输送机；所述辊道窑为电热辊道窑。

优选的是，所述装料机上设置有计量装置。

优选的是，所述料钵为高铝、莫来石或刚玉料钵中的任意一种；所述料钵的形状为长方体、正方体或圆形中的任意一种。

优选的是，所述辊道窑的窑体上设置有保温单元，所述保温单元包括：铺设在窑体外壁上的硅质保温材料层；不锈钢层，其连接在窑体上且与硅质保温材料层之间形成容纳空腔，所述不锈钢层的顶部设置有压紧装置，所述压紧装置上连接有压紧板；所述压紧板设置在容纳空腔内；所述硅质保温材料层上依次铺设有硅酸铝纤维毯层、石墨保温板、纳米隔热板和高温陶瓷纤维板，且所述高温陶瓷纤维板位于压紧板的下方。

优选的是，所述压紧板包括两层不锈钢板和夹在两层不锈钢板间的气凝胶保温毯组成。

优选的是，所述压紧装置为气缸、电缸、液压缸中的任意一种。

本发明还提供一种采用上述的清洁静态连续自动化煅烧生产氧化铬绿的系统生产氧化铬绿的方法，包括以下步骤：

步骤一、通过螺旋机输送机将原料氢氧化铬输送至装料机，使位于滚筒输送机的料钵平铺于装料机的下料口，经装料机计量后装于料钵中；

步骤二、通过滚筒输送机将装有氢氧化铬的料钵输送至辊道窑，于窑炉内经预热、煅烧、冷却阶段，以电加热提供热源，控制煅烧温度950～1200℃，恒温0.5～4h；冷却阶段以循环水为冷却介质，出窑料钵温度＜35℃；

步骤三、将辊道窑输送出的料钵通过滚筒输送机输送至真空吸料机位置，将真空吸料机的吸管定位于料钵中，真空吸料机将煅烧得到的氧化铬绿输送至包装系统；料钵继续由滚筒输送机输送至装料机位置进行循环煅烧操作。

优选的是，所述原料氢氧化铬经装料机计量后经过以下处理过程：将计量后的原料氢氧化铬中加体积比为1：3的丙酮和水配制成质量分数为40～60％的氢氧化钠溶液，然后将氢氧化钠溶液超声雾化为雾化物，将雾化物通过载气通入料钵中，料钵采用盖体盖合，然后将料钵输送至输送至辊道窑进行煅烧；所述盖体上设置有微纳气孔；所述盖体为高铝、莫来石或刚玉盖体中的任意一种；所述料钵内设置有螺旋形物料通道。

优选的是，所述超声雾化的功率为5～8kw，频率为1.8～2.4mhz，雾化速率为50～80kg/h；所述载气为惰性气体，载气流速为1～5l/min。

本发明至少包括以下有益效果：本发明以料钵盛装物料为载体，以滚筒输送方式，结合辊道窑煅烧设备的特点，以此实现氧化铬绿清洁静态连续化煅烧生产。不仅成功制备出高品质的氧化铬绿，其主含量≥99.5％，钠、铁、硫、碳等杂质均＜0.001％，色泽亮绿，粒径分布均在1-10μm，无需粉碎；而且通过改变辊道窑高温段温度和恒温时间，可获得不同品质的氧化铬绿，以此满足不同行业或客户的需求；还实现了全程物料静态、密闭输送，从根源上杜绝了含铬粉尘的产生，从而大大地降低了安全环保风险，改善了员工作业环境，确保了员工职业健康安全。实现了全程dcs自动化操作，极大地降低了人力成本约20％。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明：

图1为本发明氧化铬绿清洁化连续煅烧生产技术工艺流程图；

图2为本发明氧化铬绿清洁化连续煅烧生产系统的结构示意图；

图3为本发明所述辊道窑的保温单元的结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

图1～2示出了一种清洁静态连续自动化煅烧生产氧化铬绿的系统，包括：

用于输送原料氢氧化铬的螺旋输送机(未示出)；装料机2，其位于螺旋输送机1出料端；滚筒输送机3；用于盛装原料氢氧化铬的料钵4，其放置在滚筒输送机3上，且所述料钵4的初始位置位于所述装料机2的下料口；

用于将料钵4内的原料氢氧化钠进行煅烧的辊道窑5，其设置在所述滚筒输送机3的输送线上；

用于将料钵内的煅烧产物输送至包装料仓的真空吸料机6，其位于所述辊道窑5的输送下游；

其中，所述真空吸料机6将煅烧产物输送至包装料仓后，料钵4继续由滚筒输送机3输送至装料机2位置进行循环煅烧操作。

采用这种技术方案，以料钵盛装物料为载体，以滚筒输送方式，结合辊道窑煅烧设备的特点，以此实现氧化铬绿清洁静态连续化煅烧生产，采用螺旋输送机将原料氢氧化铬输送至装料机，料钵放置在滚筒输送机上，装料机将原料氢氧化钠装入料钵中，通过滚筒输送机将装有氢氧化铬的料钵输送至辊道窑，于窑炉内煅烧，出料，将辊道窑输送出的料钵通过滚筒输送机输送至真空吸料机位置，将真空吸料机的吸管61定位于料钵中，真空吸料机将煅烧得到的氧化铬绿输送至包装系统；料钵继续由滚筒输送机输送至装料机位置进行循环煅烧操作。该技术方案实现了全程物料静态、密闭输送，从根源上杜绝了含铬粉尘的产生，从而大大地降低了安全环保风险，改善了员工作业环境，确保了员工职业健康安全。自动化操作过程可通过现有的dcs系统进行控制，极大地降低了人力成本约20％。

在上述技术方案中，所述螺旋输送机采用密闭的螺旋式输送机；其目的不仅可实现物料密闭输送，杜绝粉尘产生和物料污染；还可调节物料流量，确保下工序装料机进料物料量的稳定。所述辊道窑为电热辊道窑，采取滚筒输送方式，将物料于辊道窑内实现预热、煅烧、冷却等煅烧生产工艺，其高温煅烧温度控制在950～1200℃，高温恒温0.5～4h；以循环水为冷却介质，出窑料钵中物料温度＜35℃；全程采用dcs自动化控制。其目的不仅减少含铬粉尘的产生，还有利于三氧化二铬在高温阶段晶体形成，以提高氧化铬绿的色泽、粒径、晶型等品质。

在上述技术方案中，所述装料机上设置有计量装置，所述装料机是一种集计量、装于一体的装料设备，其目的在于准确计量，每个料钵装料量均匀，确保经高温煅烧后的氧化铬绿品质均一。

在上述技术方案中，所述料钵为高铝、莫来石或刚玉料钵中的任意一种；所述料钵的形状为长方体、正方体或圆形中的任意一种。将氢氧化铬物料装于料钵中，采用滚筒输送方式，以此真正实现物料静态输送和静态煅烧。其料钵材质可为高铝、莫来石或刚玉等耐高温材料的匣钵；根据装料和出料方式，其料钵形状可为长方体、正方体或圆形；尺寸大小可根据产能设计适当调整。

在上述技术方案中，如图3所示，所述辊道窑5的窑体50上设置有保温单元，所述保温单元包括：铺设在窑体外壁上的硅质保温材料层51；不锈钢层52，其连接在窑体50上且与硅质保温材料层51之间形成容纳空腔53，所述不锈钢层52的顶部设置有压紧装置54，所述压紧装置54上连接有压紧板55；所述压紧板55设置在容纳空腔53内；所述硅质保温材料层51上依次铺设有硅酸铝纤维毯层56、石墨保温板57、纳米隔热板58和高温陶瓷纤维板59，且所述高温陶瓷纤维板59位于压紧板55的下方。采用这种方式，通过压紧装置的压紧板将硅酸铝纤维毯层、石墨保温板、纳米隔热板和高温陶瓷纤维板压合在硅质保温材料层上，本发明的保温单元在硅质保温材料层的外侧铺设覆盖硅酸铝纤维毯层、石墨保温板、纳米隔热板和高温陶瓷纤维板，使得传统结构的保温层向外传导的热量经过硅质保温材料层的传导后有相当一部分被硅酸铝纤维毯层、石墨保温板、纳米隔热板和高温陶瓷纤维板隔绝，向外辐射的热量大为减少，使得硅质保温材料层的温度与传统结构的保温层的外表面的温度相比有较大的提高。以烧成带最高的温度是1200℃为例，不加本发明的保温单元时，其窑体外表面的温度约为50℃至80℃，设置了本发明的保温单元后，该保温单元外表面的温度则升高为500～600℃左右，保温单元的温度梯度则大为降低，从而其中的热应力也下降较多，保温单元的裂缝的出现也随之大为减少。

在上述技术方案中，所述压紧板55包括两层不锈钢板551和夹在两层不锈钢板间的气凝胶保温毯552组成；传统结构的窑体保温层在使用一段时间后，会随着陶瓷辊道窑的温度变化而热胀冷缩，从而产生一定的微小的裂缝，这些缝隙的存在会引起空气的流动，而影响保温效果。本发明中采用保温单元以及具有气凝胶保温毯的压紧板，则可以将上述的缝隙覆盖起来，使其与外界空间相隔绝，并且使得热量分布较为均匀。

在上述技术方案中，所述压紧装置54为气缸、电缸、液压缸中的任意一种，采用这种方式，气缸、电缸或液压缸的伸缩轴541连接压紧板55，通过控制气缸、电缸或液压缸将硅酸铝纤维毯层、石墨保温板、纳米隔热板和高温陶瓷纤维板压合在硅质保温材料层上，一方面提高了辊道窑的保温效果，另一方面方便压合保温单元，在保温单元老化后也方便拆卸。

本发明的系统中，如图1所示，料钵以滚筒输送机为传送，经辊道窑干燥、煅烧、冷却等制备合格氧化铬绿，再经真空吸料机吸料进入包装系统，然后空料钵再次输送至装料机，以此形成“装料-煅烧-出料-装料”的料钵闭路循环，从而实现物料静态输送和静态煅烧。

实施例1：