[其他]碳酸錳熱解制取二氧化錳的方法和設備

在審

• 申請號: 101987000000333
• 申請日: 1987-01-12
• 公開（公告）號: CN1003369B
• 公開（公告）日: 1989-02-22
• 發明（設計）人: 湛曙永;陳漢民;楊新典;趙艷艷;張漢雄
• 申請（專利權）人: 湖南省冶金規劃設計院;衡陽錳制品廠
• 代理公司: 湖南專利事務所
• 代理人: 秦為義;張妮妮

一種用合成含水碳酸錳為原料熱解制取二氧化錳的方法和設備。碳酸錳在回轉窯中的熱解氧化反應采用間接加熱連繼焙燒，參與反應的物料和氣體以及加熱介質三者均同向流動，控制入窯物料水分，使其在窯中預熱段產生蒸氣，同時調節入窯空氣量，以形成含濕含氧的反應氣體，無須按一般方法通入蒸汽和氧氣，所設計的回轉窯是雙層夾套結構的筒體，以通過夾套中的熱空氣為焙燒加熱介質，采用密閉循環低溫加熱方式，因此熱效率高，能耗低，設備簡單，所制得活性好的ｒ型二氧化錳，其轉化率達８０～８５％。

本發明屬于一種用碳酸錳熱解制取二氧化錳的方法和設備。

以碳酸錳熱解氧化制取二氧化錳的方法，最初用于工業生產時，是將碳酸錳置于各種類型的爐窯中，在空氣中進行焙燒，其結果反應效果差，二氧化錳轉化率低。如果將溫度控制在300℃以下時，反應不充分，轉化率只有20%;如果將溫度提高至300～400℃時，轉化率也才達到60%左右。但以上兩種情況所制得的二氧化錳的晶型皆為r型，活性好。如果再將溫度升高，當超過400℃時，轉化率雖有所增加，但晶型開始轉變為β型，活性下降，影響產品質量。當溫度達到500℃時，晶型完全轉變為β型，活性更差。為此，過去曾先后采用各種方法予以改進。例如，在碳酸錳焙燒過程中通入蒸汽或通入蒸汽和氧氣，使熱解氧化反應在含濕或含濕富氧的氣體中進行。又如，將碳酸錳加熱分解后，再加水重新焙燒;或先在含蒸汽的空氣中焙燒，再在含蒸汽的氧氣中焙燒;進行兩段熱解氧化反應過程。

日本專利昭50-21995號，提出在焙燒溫度為280°～400℃，空氣中的蒸汽含量在10～80%范圍內，碳酸錳經長時間處理，二氧化錳含量可達80%，晶型為γ型。

西德專利DE-3036962號，所敘述的二氧化錳制造方法，其特點是將碳酸錳先在溫度275°～375℃及含蒸汽量15～85%的空氣中焙燒，然后再在含蒸汽15～85%的氧氣中進行焙燒，可以制得活性好，含量為80%或更高的二氧化錳。

以上各種方法，雖然都提高了二氧化錳的轉化率，但均須添加蒸汽和氧氣，因此相應地增加了設備費用和生產成本。除此以外，上述的碳酸錳熱解氧化的焙燒溫度須控制在300°～400℃之間。因此，所需溫度低，而且可利用的溫差小，如果采取通常的燒煤或燒油直接加熱方式，則燃燒溫度高，而實際應用的溫度低，且余熱利用困難。以致熱效率低，能耗大，溫度也較難控制。

本發明的目的在于克服上述生產工藝中的缺點，提出一種使其在熱解氧化反應過程中，無須加入蒸汽和氧氣，同樣可以達到較高的二氧化錳轉化率，并且在焙燒加熱過程中，采用低溫熱源，同時充分利用余熱，提高熱效率，降低能耗。

本發明是以合成含水碳酸錳為原料，置于回轉窯中進行焙燒，經熱解氧化后，獲得質量高、活性好的γ型二氧化錳。

本發明的工藝方法其特點是：（1）采取間接焙燒方式，將用于焙燒的加熱氣體和參與熱解氧化反應的氣體分開，兩者互不接觸，各行其道，成為獨立的密閉循環系統。（2）采取加熱氣體、反應氣體與被加熱的物料均同一方向流動，使其在焙燒過程中形成預熱、反應、干燥三個階段。（3）焙燒物料采用含水碳酸錳，使其在預熱段蒸發為水蒸汽，并調節碳酸錳的含水量在10～50%范圍內，以控制反應氣體中所需的蒸汽含量。（4）反應氣體中所需的含氧量約為化學計算量的120～140%，采取調節窯內空氣吸入量來控制。

當焙燒過程中，回轉窯的入口溫度控制在400℃左右。以保證開始窯頭預熱段的溫度較高（400～375℃），使碳酸錳中含水量可以較快地蒸發為水蒸汽，迅速形成反應所需的含濕氣體;而窯內中部反應段的溫度適中（375～325℃），符合于碳酸錳熱解氧化的所需溫度;最后窯尾干燥段的溫度較低（325～300℃），既可滿足脫水干燥，又不致因溫度過高而使已形成的γ型二氧化錳改變晶型，從而保證了產品質量。以上充分體現了在回轉窯焙燒反應過程中，采取參與反應的物料和氣體以及加熱介質三者同向流動的優越性。