(57)【要約】【課題】本発明は水酸化マグネシウムを高効率に製造する装置に関する。【解決手段】当該装置は、材料混合タンクと、圧力制御連鎖ユニットＡと、反応器と、圧力制御連鎖ユニットＢと、凝縮器と、両位三方弁と、材料貯蔵タンクと、圧力制御連鎖ユニットＣと、蒸気発生器とを含み、前記材料混合タンクの材料出口は圧力制御連鎖ユニットＡの一端にポンプを通じて連結され、圧力制御連鎖ユニットＡの他の一端は反応器の材料入口に連結され、反応器の材料出口は圧力制御連鎖ユニットＢの一端に連結され、圧力制御連鎖ユニットＢの他の一端は凝縮器の一端に連結され、凝縮器の他の一端は両位三方弁の第一インタフェースに連結され、両位三方弁の第二インタフェースは材料混合タンクの材料戻り口と連結し、両位三方弁の第三インタフェースは材料貯蔵タンクと連結し、反応器の蒸気入口は圧力制御連鎖ユニットＣの一端と連結し、圧力制御連鎖ユニットＣの他の一端は蒸気発生器と連結する。本発明の有益な効果は、高効率で快速に水酸化マグネシウムスラリーを製造することである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水酸化マグネシウムを高効率に製造する装置であって、材料混合タンク（１）と、圧力制御連鎖ユニットＡ（２）と、反応器（３）と、圧力制御連鎖ユニットＢ（４）と、凝縮器（５）と、両位三方弁（６）と、材料貯蔵タンク（７）と、圧力制御連鎖ユニットＣ（８）と、蒸気発生器（９）とを含み、
前記材料混合タンクの材料出口（１１）は圧力制御連鎖ユニットＡ（２）の一端とポンプを通じて連結し、圧力制御連鎖ユニットＡ（２）の他の一端は反応器の材料入口（３１）と連結し、反応器の材料出口（３２）は圧力制御連鎖ユニットＢ（４）の一端と連結し、圧力制御連鎖ユニットＢ（４）の他の一端は凝縮器（５）の一端と連結し、凝縮器（５）の他の一端は両位三方弁の第一インタフェース（６１）と連結し、両位三方弁の第二インタフェース（６２）は材料混合タンクの材料戻り口（１２）と連結し、両位三方弁の第三インタフェース（６３）は材料貯蔵タンク（７）と連結し、反応器の蒸気入口（３３）は圧力制御連鎖ユニットＣ（８）の一端と連結し、圧力制御連鎖ユニットＣ（８）の他の一端は蒸気発生器（９）と連結した、水酸化マグネシウムを高効率に製造する装置。
【請求項２】
前記圧力制御連鎖ユニットは、圧力センサーと電磁弁により構成される、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
水酸化マグネシウムを高効率に製造する製造方法であって、
酸化マグネシウムと水を材料混合タンク（１）に加えて均一に混合させて、酸化マグネシウムスラリーを得るステップを含み、
前記酸化マグネシウムは総重量の５〜１５％を占め、
酸化マグネシウムスラリーをポンプを通じて反応器（３）に加えて、蒸気発生器（９）を起動し、反応器（３）に蒸気を導入して反応器（３）を加熱し、圧力制御連鎖ユニットＡ（２）の圧力を０．２〜０．５ＭＰａに制御し、圧力制御連鎖ユニットＢ（４）の圧力を０．２〜０．５ＭＰａに制御し、圧力制御連鎖ユニットＣ（８）の圧力を０．２〜０．５ＭＰａに制御し、反応温度は９０〜１５０℃であり、反応中の液体を両位三方弁の第二インタフェース（６２）から材料混合タンク（１）に戻し、再び材料混合タンク（１）から反応器（３）に戻して循環回路を構成するステップと、
１０〜３５ｍｉｎ循環させてから両位三方弁の第二インタフェース（６２）を閉め、両位三方弁の第三インタフェース（６３）を起動し、反応後の液体を材料貯蔵タンク（７）に加えるステップと、
を更に含む、ことを特徴とする水酸化マグネシウムを高効率に製造する製造方法。
【請求項４】
前記酸化マグネシウムは総重量の１５％を占める、ことを特徴とする請求項３に記載の製造方法。
【請求項５】
前記圧力制御連鎖ユニットＡ（２）の圧力は０．３〜０．５ＭＰａである、ことを特徴とする請求項３に記載の製造方法。
【請求項６】
前記圧力制御連鎖ユニットＢ（４）の圧力は０．３〜０．５ＭＰａである、ことを特徴とする請求項３に記載の製造方法。
【請求項７】
前記圧力制御連鎖ユニットＣ（８）の圧力は０．３〜０．５ＭＰａである、ことを特徴とする請求項３に記載の製造方法。
【請求項８】
前記反応温度は１２０〜１５０℃である、ことを特徴とする請求項３に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水酸化マグネシウムを高効率に製造する製造方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水酸化マグネシウムはグリーン材料として、防火材料、農業、環境保護方面に広く応用されている。工業において、水酸化マグネシウムを取得する方法は一般的に以下の５種である。
１）石灰石とかん水を反応させて水酸化マグネシウムを製造する方法
２）水酸化ナトリウムとかん水或いはかん水塊を反応させて水酸化マグネシウムを製造する方法
３）か焼したマグネサイト或いはドロマイトとかん水或いはかん水塊を反応させて水酸化マグネシウムを製造する方法
４）アンモニア水とかん水或いはかん水塊を反応させて水酸化マグネシウムを製造する方法
５）酸化マグネシウムの水和により水酸化マグネシウムを製造する方法
この方法において、酸化マグネシウムは必ず軽焼製品を採用することにして、水和の活性を保証する。最も一般的に使われるのは、軽焼酸化マグネシウムを水和させて水酸化マグネシウムを製造する方法であり、水和は一般的に撹拌の条件下で完成する。そのうち、水和の条件は基本的に、水和温度が３０〜６０℃であり、酸化マグネシウムスラリーの濃度が５〜２０％（ｗ／ｗ）であり、水和時間が１〜２４ｈであり、水和率が６０〜８０％である。
【０００３】
以上のように、酸化マグネシウムの水和により水酸化マグネシウムを製造する技術分野において、比較的長い停留時間を必要とするため、従来の酸化マグネシウムの水和による水酸化マグネシウムの製造方法は、全部間歇式プロセスであって、反応容器の体積が比較的大きく、水和効率が高くなく、水和率が比較的低いという問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は圧力と温度を制御することによって、酸化マグネシウムと水蒸気を反応させ、水酸化マグネシウムスラリーを安定で、高効率に製造する目的を達成する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は水酸化マグネシウムを高効率に製造する装置を提供する。前記装置は、材料混合タンクと、圧力制御連鎖ユニットＡと、反応器と、圧力制御連鎖ユニットＢと、凝縮器と、両位三方弁（ｔｗｏ−ｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｔｒｅｅ  ｗａｙ  ｖａｌｖｅ）と、材料貯蔵タンクと、圧力制御連鎖ユニットＣと、蒸気発生器とを含み、前記材料混合タンクの材料出口は圧力制御連鎖ユニットＡの一端とポンプを通じて連結し、圧力制御連鎖ユニットＡの他の一端は反応器の材料入口と連結し、反応器の材料出口は圧力制御連鎖ユニットＢの一端と連結し、圧力制御連鎖ユニットＢの他の一端は凝縮器の一端と連結し、凝縮器の他の一端は両位三方弁の第一インタフェースと連結し、両位三方弁の第二インタフェースは材料混合タンクの材料戻り口と連結し、両位三方弁の第三インタフェースは材料貯蔵タンクと連結し、反応器の蒸気入口は圧力制御連鎖ユニットＣの一端と連結し、圧力制御連鎖ユニットＣの他の一端は蒸気発生器と連結する。
【０００６】
本発明に記載の圧力制御連鎖ユニットは、圧力センサーと電磁弁により構成されるのが好ましい。
【０００７】
従来技術において、水分子が酸化マグネシウム粒子の表面に吸着され、反応で生成された水酸化マグネシウムが、酸化マグネシウム粒子の表面に被覆されて、更なる水和反応の進行を妨害することが知られている。本発明の装置を用いた水酸化マグネシウムの製造においては、高圧蒸気が直接固体に接触して気固反応を発生し、酸化マグネシウム粒子の表面に生成された水酸化マグネシウムは迅速に剥離され、酸化マグネシウム粒子は持続的に水和され、冷却後水酸化マグネシウムスラリーを得ることができる。
【０００８】
本発明のもうひとつの目的は、水酸化マグネシウムを高効率に製造する製造方法を提供することであり、前記方法は下記のステップを含む。
【０００９】
酸化マグネシウムと水を材料混合タンクに加えて均一に混合させ、酸化マグネシウムスラリーを得るステップ１、
前記酸化マグネシウムは総重量の５〜１５％を占め、
酸化マグネシウムスラリーをポンプを通じて反応器に加えて、蒸気発生器を起動し、反応器に蒸気を導入して反応器を加熱し、圧力制御連鎖ユニットＡの圧力を０．２〜０．５ＭＰａに制御し、圧力制御連鎖ユニットＢの圧力を０．２〜０．５ＭＰａに制御し、圧力制御連鎖ユニットＣの圧力を０．２〜０．５ＭＰａに制御し、反応温度は９０〜１５０℃であり、反応中の液体を両位三方弁の第二インタフェースから材料混合タンクに戻し、再び材料混合タンクから反応器に戻し、循環回路を構成するステップ２、
１０〜３５ｍｉｎ循環させてから両位三方弁の第二インタフェースを閉め、両位三方弁の第三インタフェースを起動し、反応後の液体を材料貯蔵タンクに加えるステップ３。
【００１０】
前記ステップ２は、圧力制御連鎖ユニットＡによってフィード圧力を制御し、蒸気発生器により発生された蒸気は、圧力制御連鎖ユニットＣを通じて酸化マグネシウムスラリーと反応し、圧力制御連鎖ユニットＢによって反応時の水撃現象による圧力が激しく変化することを制御する。
【００１１】
前記酸化マグネシウムは総重量の１５％を占めるのが好ましい。
【００１２】
前記圧力制御連鎖ユニットＡの圧力は０．３〜０．５ＭＰａであるのが好ましい。
【００１３】
前記圧力制御連鎖ユニットＢの圧力は０．３〜０．５ＭＰａであるのが好ましい。
【００１４】
前記圧力制御連鎖ユニットＣの圧力は０．３〜０．５ＭＰａであるのが好ましい。
【００１５】
前記反応温度は１２０〜１５０℃であるのが好ましい。
【００１６】
優先の酸化マグネシウムの比例、圧力制御連鎖ユニットＡの圧力、圧力制御連鎖ユニットＢの圧力、圧力制御連鎖ユニットＣの圧力および反応温度は、水酸化マグネシウムの反応転化率を９０％以上に達させる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の有益な効果は以下の通りである。
１）水酸化マグネシウムの反応速度を向上させる。
２）水酸化マグネシウムを製造する反応転化率を向上させる。
３）反応器の体積を著しく縮小させる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】水酸化マグネシウムを高効率に製造する装置の構造概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
下記非制限性の実施例は、当業者がもっと全面的に本発明を理解するようにさせるが、いずれの方式も本発明を制限することはできない。
【実施例】
【００２０】
［実施例１］
本発明は水酸化マグネシウムを高効率に製造する装置を提供する。前記装置は、材料混合タンク１と、圧力制御連鎖ユニットＡ２と、反応器３と、圧力制御連鎖ユニットＢ４と、凝縮器５と、両位三方弁６と、材料貯蔵タンク７と、圧力制御連鎖ユニットＣ８と、蒸気発生器９と、を含み、前記材料混合タンクの材料出口１１は圧力制御連鎖ユニットＡ２の一端に圧力水ポンプを通じて連結され、圧力制御連鎖ユニットＡ２の他の一端は反応器の材料入口３１に連結され、反応器の材料出口３２は圧力制御連鎖ユニットＢ４の一端に連結され、圧力制御連鎖ユニットＢ４の他の一端は凝縮器５の一端に連結され、凝縮器５の他の一端は両位三方弁６の第一インタフェース６１に連結され、両位三方弁６の第二インタフェース６２は材料混合タンク１の材料戻り口１２に連結され、両位三方弁６の第三インタフェース６３は材料貯蔵タンク７に連結され、反応器３の蒸気入口３３は圧力制御連鎖ユニットＣ８の一端に連結され、圧力制御連鎖ユニットＣ８の他の一端は蒸気発生器９に連結され、前記圧力制御連鎖ユニットは、圧力センサーと電磁弁により構成される。
【００２１】
水酸化マグネシウムを高効率に製造する製造方法であって、前記方法は以下のステップを含む。
【００２２】
酸化マグネシウムと水を材料混合タンク１に加えて均一に混合させて、酸化マグネシウムスラリーを得るステップ、そのうち、前記酸化マグネシウムは総重量の５％を占め、
酸化マグネシウムスラリーをポンプを通じて反応器３に加えて、蒸気生成器９を起動し、反応器３に蒸気を導入して反応器３を加熱し、圧力制御連鎖ユニットＡ２の圧力を０．２〜０．３ＭＰａに制御し、圧力制御連鎖ユニットＢ４の圧力を０．２〜０．３ＭＰａに制御し、圧力制御連鎖ユニットＣ８の圧力を０．２〜０．３ＭＰａに制御し、反応温度は９０〜１２０℃であり、反応中の液体を両位三方弁６の第二インタフェース６２から材料混合タンク１に戻し、再び材料混合タンク１から反応器３に戻し、循環回路を構成し、そのうち循環流量は１．９５Ｌ／ｍｉｎであるステップ、
３５ｍｉｎ循環させてから両位三方弁６の第二インタフェース６２を閉め、両位三方弁６の第三インタフェース６３を起動し、反応後の液体を材料貯蔵タンク７に加えるステップ。
【００２３】
実施例１の試験結果は表１の通りである。
【００２４】
【表１】
2016521677.tif 000003
【００２５】
［実施例２］
実施例１との区別は以下の通りである。
【００２６】
水酸化マグネシウムを高効率に製造する製造方法であって、前記方法は以下のステップを含む。
【００２７】
酸化マグネシウムと水を材料混合タンク１に加えて均一に混合させて、酸化マグネシウムスラリーを得るステップ、そのうち前記酸化マグネシウムは総重量の５％を占め、
酸化マグネシウムスラリーをポンプを通じて反応器３に加えて、蒸気発生器９を起動し、反応器３に蒸気を導入して反応器３を加熱し、圧力制御連鎖ユニットＡ２の圧力を０．３〜０．５ＭＰａに制御し、圧力制御連鎖ユニットＢ４の圧力を０．３〜０．５ＭＰａに制御し、圧力制御連鎖ユニットＣ８の圧力を０．３〜０．５ＭＰａに制御し、反応温度は１２０〜１５０℃であり、反応中の液体を両位三方弁６の第二インタフェース６２から材料混合タンク１に戻して、再び材料混合タンク１から反応器３に戻し、循環回路を構成し、そのうち循環流量は１．５５Ｌ／ｍｉｎであるステップ、
３５ｍｉｎ循環させてから両位三方弁６の第二インタフェース６２を閉め、両位三方弁６の第三インタフェース６３を起動し、反応後の液体を材料貯蔵タンク７に加えるステップ。
【００２８】
実施例２の試験結果は表２の通りである。
【００２９】
【表２】
2016521677.tif 000004
【００３０】
［実施例３］
実施例１との区別は以下の通りである。
【００３１】
水酸化マグネシウムを高効率に製造する製造方法であって、前記方法は以下のステップを含む。
【００３２】
酸化マグネシウムと水を材料混合タンク１に加えて均一に混合させて、酸化マグネシウムスラリーを得るステップ、そのうち前記酸化マグネシウムは総重量の１０％を占め、
酸化マグネシウムスラリーをポンプと通じて反応器３に加えて、蒸気発生器９を起動し、反応器３に蒸気を導入して反応器３を加熱し、圧力制御連鎖ユニットＡ２の圧力を０．２〜０．３ＭＰａに制御し、圧力制御連鎖ユニットＢ４の圧力を０．２〜０．３ＭＰａに制御し、圧力制御連鎖ユニットＣ８の圧力を０．２〜０．３ＭＰａに制御し、反応温度は９０〜１２０℃であり、反応中の液体を両位三方弁６の第二インタフェース６２から材料混合タンク１に戻して、再び材料混合タンク１から反応器３に戻し、循環回路を構成し、そのうち循環流量は１．２Ｌ／ｍｉｎであるステップ、
３５ｍｉｎ循環してから両位三方弁６の第二インタフェース６２を閉め、両位三方弁６の第三インタフェース６３を起動し、反応後の液体を材料貯蔵タンク７に加えるステップ。
【００３３】
実施例３の試験結果は表３の通りである。
【００３４】
【表３】
2016521677.tif 000005
【００３５】
［実施例４］
実施例１との区別は以下の通りである。
【００３６】
水酸化マグネシウムを高効率に製造する製造方法であって、前記方法は以下のステップを含む。
【００３７】
酸化マグネシウムと水を材料混合タンク１に加えて均一に混合させて、酸化マグネシウムスラリーを得るステップ、そのうち前記酸化マグネシウムは総重量の１０％を占め、
酸化マグネシウムスラリーをポンプを通じて反応器３に加えて、蒸気発生器９を起動し、反応器３に蒸気を導入して反応器３を加熱し、圧力制御連鎖ユニットＡ２の圧力を０．３〜０．５ＭＰａに制御し、圧力制御連鎖ユニットＢ４の圧力を０．３〜０．５ＭＰａに制御し、圧力制御連鎖ユニットＣ８の圧力を０．３〜０．５ＭＰａに制御し、反応温度は１２０〜１５０℃であり、反応中の液体を両位三方弁６の第二インタフェース６２から材料混合タンク１に戻し、再び材料混合タンク１から反応器３に戻し、循環回路を構成し、そのうち循環流量は２．９Ｌ／ｍｉｎであるステップ、
３５ｍｉｎ循環してから両位三方弁６の第二インタフェース６２を閉め、両位三方弁６の第三インタフェース６３を起動し、反応後の液体を材料貯蔵タンク７に加えるステップ。
【００３８】
実施例４の試験結果は表４の通りである。
【００３９】
【表４】
2016521677.tif 000006
【００４０】
［実施例５］
実施例１との区別は以下の通りである。
【００４１】
水酸化マグネシウムを高効率に製造する製造方法であって、前記方法は以下のステップを含む。
【００４２】
酸化マグネシウムと水を材料混合タンク１に加えて均一に混合させ、酸化マグネシウムスラリーを得るステップ、そのうち前記酸化マグネシウムは総重量の１５％を占め、
酸化マグネシウムスラリーをポンプを通じて反応器３に加えて、蒸気発生器９を起動し、反応器３に蒸気を導入して反応器３を加熱し、圧力制御連鎖ユニットＡ２の圧力を０．２〜０．３ＭＰａに制御し、圧力制御連鎖ユニットＢ４の圧力を０．２〜０．３ＭＰａに制御し、圧力制御連鎖ユニットＣ８の圧力を０．２〜０．３ＭＰａに制御し、反応温度は９０〜１２０℃であり、反応中の液体を両位三方弁６の第二インタフェース６２から材料混合タンク１に戻して、再び材料混合タンク１から反応器３に戻し、循環回路を構成し、そのうち循環流量は３．１Ｌ／ｍｉｎであるステップ、
３５ｍｉｎ循環してから両位三方弁６の第二インタフェース６２を閉め、両位三方弁６の第三インタフェース６３を起動し、反応後の液体を材料貯蔵タンク７に加えるステップ。
【００４３】
実施例５の試験結果は表５の通りである。
【００４４】
【表５】
2016521677.tif 000007
【００４５】
［実施例６］
実施例１との区別は以下の通りである。
【００４６】
水酸化マグネシウムを高効率に製造する製造方法であって、前記方法は以下のステップを含む。
【００４７】
酸化マグネシウムと水を材料混合タンク１に加えて均一に混合させて、酸化マグネシウムスラリーを得るステップ、そのうち前記酸化マグネシウムは総重量の１５％を占め、
酸化マグネシウムスラリーをポンプを通じて反応器３に加えて、蒸気発生器９を起動し、反応器３に蒸気を導入して反応器３を加熱し、圧力制御連鎖ユニットＡ２の圧力を０．３〜０．５ＭＰａに制御し、圧力制御連鎖ユニットＢ４の圧力を０．３〜０．５ＭＰａに制御し、圧力制御連鎖ユニットＣ８の圧力を０．３〜０．５ＭＰａに制御し、反応温度は１２０〜１５０℃であり、反応中の液体を両位三方弁６の第二インタフェース６２から材料混合タンク１に戻して、再び材料混合タンク１から反応器３に戻し、循環回路を構成し、そのうち循環流量が２．７５Ｌ／ｍｉｎであるステップ、
３５ｍｉｎ循環させてから両位三方弁６の第二インタフェース６２を閉め、両位三方弁６の第三インタフェース６３を起動し、反応後の液体を材料貯蔵タンク７に加えるステップ。
【００４８】
実施例６の試験結果は表６の通りである。
【００４９】
【表６】
2016521677.tif 000008
【００５０】
試験結果
１）発明の水酸化マグネシウムを製造する方法を用いる場合、１０ｍｉｎ間反応した時、反応転化率は安定に向かい、１０ｍｉｎ後の反応転化率は時間に従う変化が比較的に小さい。
２）酸化マグネシウムの重量パーセント濃度が１０〜１５％である場合、１０ｍｉｎ間反応した時、反応転化率は８０〜９０％に達した。
【００５１】
[対比例１]
ジャーテスト（ｊａｒ−ｔｅｓｔ）を用い、本発明の試験と比較する。
【００５２】
対比例１の試験条件は表７の通りである。
【００５３】
【表７】
2016521677.tif 000009
【００５４】
対比例１の試験結果は表８の通りである。
【００５５】
【表８】
2016521677.tif 000010
【００５６】
結論
ジャーテストは水和時間が１２０ｍｉｎの時、酸化マグネシウムの反応転化率は７７．７％だけであったが、本発明の製造方法は同じ反応温度で、１０ｍｉｎ間反応した時８０％以上の反応転化率を得た。従って、従来方法と比べ、本発明は快速で、高効率な著しい優勢を有し、同時に反応速度が短縮するため、本発明の装置は従来装置と比べて床面積が著しく減少する。
【符号の説明】
【００５７】
１  材料混合タンク
２  圧力制御連鎖ユニットＡ
３  反応器
４  圧力制御連鎖ユニットＢ
５  凝縮器
６  両位三方弁
７  材料貯蔵タンク
８  圧力制御連鎖ユニットＣ
９  蒸気発生器
１１  材料混合タンクの材料出口
１２  材料混合タンクの材料戻り口
３１  反応器の材料入口  
３２  反応器の材料出口  
３３  反応器の蒸気入口  
６１  両位三方弁の第一インタフェース  
６２  両位三方弁の第二インタフェース  
６３  両位三方弁の第三インタフェース
【図１】
2016521677.tif 000011
【国際調査報告】
2016521677.tif 000012
2016521677.tif 000013
2016521677.tif 000014
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