一种天然碱液生产烧碱和造纸填料碳酸钙的方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201010571937.6

申请日:

2010.12.03

公开号:

CN102079536A

公开日:

2011.06.01

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||著录事项变更IPC(主分类):C01F 11/18变更事项:发明人变更前:姚明顺 张志变更后:姚明顺 张志 唐卫平|||实质审查的生效IPC(主分类):C01F 11/18申请日:20101203|||公开

IPC分类号:

C01F11/18; C01D1/22

主分类号:

C01F11/18

申请人:

桐柏兴源化工有限公司

发明人:

姚明顺; 张志

地址:

474775 河南省南阳市桐柏县安棚镇

优先权:

专利代理机构:

郑州红元帅专利代理事务所(普通合伙) 41117

代理人:

庄振乾

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内容摘要

本发明提供一种天然碱液生产烧碱和造纸填料碳酸钙的方法,包括以下步骤:a.将天然碱液热分解,热解后的碱液与生石灰同时进行消化、苛化两个反应;b.消化后的溶液进入一级苛化反应器中继续苛化;c.苛化液进入沉降槽,固液分离,蒸发浓缩,获得烧碱产品,固体浆液进入二级苛化反应器,加入天然碱液,进行二次苛化;d.二次苛化液进入三个沉降槽,固液分离,获得碳酸钙浆料;e.碳酸钙进行碳酸化反应;f.产出的浆液进行碳酸钙颗粒均整及细化;g.均整后的碳酸钙浆液进行过滤,干燥脱水获得的碳酸钙产品,该方法最大限度的回收烧碱等可溶成分,同时提高了碳酸钙的产品质量,整个过程没有废水排放,为一个苛化法生产烧碱和碳酸钙的清洁工艺。

权利要求书

1: 一种天然碱液生产烧碱和造纸填料碳酸钙的方法, 其特征在于 : 采用以下步骤 : a. 首先将总碱在 150 ~ 180g/L 左右的天然碱液在热解塔中进行热分解, 分解温度 90 ~ 110℃, 利用热解后的碱液在石灰消化器中与含氧化钙量达到 90%以上的生石灰进行 消化、 苛化两个反应, 苛化率达到 75% ; b. 将步骤 a 得到消化后的溶液进入一级苛化反应器中继续苛化, 苛化温度 80 ~ 90℃, 苛化时间 2 小时, 苛化率达到 85%以上 ; c. 将步骤 b 得到的苛化液进入一级沉降槽, 进行固液分离, 液体进入精滤系统获得烧 碱精制液, 去蒸发浓缩, 获得所需的烧碱产品, 固体浆液进入二级苛化反应器, 加入天然碱 液, 进行二次苛化, 苛化温度 80 ~ 90℃, 苛化时间 2 小时, 苛化率达到 90%以上 ; d. 将步骤 c 中二次苛化液进入三个沉降槽, 进行三级固液分离, 同时三级沉降槽实现 逆流洗涤, 将其中的烧碱进行回收, 同时获得残余烧碱含量在 0.1mol/L 以下的碳酸钙浆 料; e. 将步骤 d 中沉降分离后的碳酸钙进入连续碳化塔中进行碳酸化反应, pH 减低至 11 以下, 其中所需的二氧化碳来自后续碳酸钙干燥器或其他燃料燃烧后经净化后的烟气, 其 二氧化碳含量在 10 ~ 15% ; f. 将步骤 e 产出的浆液进入均整机进行碳酸钙颗粒均整及细化的过程, 使得碳酸钙的 沉降体积提高到
2: 2ml/g 以上 ; g. 将步骤 f 均整后的碳酸钙浆液进入真空过滤机中过滤, 过滤后含水 30%的碳酸钙在 固体干燥器中干燥脱水, 后进入打散机打散, 获得高分散性的碳酸钙产品。

说明书


一种天然碱液生产烧碱和造纸填料碳酸钙的方法

    技术领域 本发明涉及一种天然碱液生产烧碱和造纸填料碳酸钙的方法, 属一种天然碱资源 高效利用, 环境友好的清洁工艺。
     背景技术 我国河南、 内蒙古和吉林等地分布有天然碱资源, 它可以根据组成的不同, 用适当 的加工方法制成纯碱、 烧碱、 小苏打等制品。 天然碱苛化法生产氢氧化钠是一个非常成熟的 工艺过程, 它利用天然碱液成本低的优势, 生产价格相对较高的烧碱。 但苛化法生产烧碱目 前存在着比较严重的环境问题, 每生产一吨烧碱, 副产 2 吨以上的苛化泥无法处理, 由于苛 化泥含有大量的烧碱、 纯碱和氢氧化钙等强碱性物质, 只能采取筑坝堆存的方式, 对环境造 成了巨大的威胁。
     苛化法制氢氧化钠的工艺过程普遍用在造纸黑液中碱的回收。 但在处理黑液问题 后, 苛化泥的处理又成为造纸行业面临的又一严峻问题。苛化法制烧碱和苛化泥的处理技 术进展主要包括三种方式 : 第一种是在苛化过程中严格控制石灰的质量、 控制苛化的反应 温度、 调控碳酸钙晶体的生长, 以获得合格的碳酸钙产品, 本方法要求苛化反应温度低, 反 应效率相对较低, 同时碳酸钙晶体颗粒小, 使得其所含烧碱等杂质难以洗涤干净 ; 第二种方 式是在控制石灰质量的同时, 其它工艺过程不变, 通过湿磨或者干磨的方式将碳酸钙进行 颗粒细化, 同时外购或石灰煅烧回收二氧化碳进行除碱。 本方法对现有工艺进行了修正, 目 前已有应用, 但成本相对较高。 第三种方法即是将副产的碳酸钙进行煅烧, 产出氧化钙循环 使用, 但本方法对设备要求较高, 同时燃料费用极高, 难以推广使用。
     发明内容
     本发明目的是提供了一种利用天然碱液苛化法生产烧碱和造纸填料碳酸钙的方 法。 该方法最大限度的回收烧碱等可溶成分, 同时提高了碳酸钙的产品质量, 整个过程没有 废水排放, 为一个苛化法生产烧碱和碳酸钙的清洁工艺。
     为了实现上述的目的, 本发明采用以下步骤 :
     a. 首先将总碱在 150 ~ 180g/L 左右的天然碱液在热解塔中进行热分解, 分解温度 90 ~ 110℃, 利用热解后的碱液在石灰消化器中与含氧化钙量达到 90%以上的生石灰进行 消化、 苛化两个反应, 苛化率达到 75% ;
     b. 将步骤 a 得到消化后的溶液进入一级苛化反应器中继续苛化, 苛化温度 80 ~ 90℃, 苛化时间 2 小时, 苛化率达到 85%以上 ;
     c. 将步骤 b 得到的苛化液进入一级沉降槽, 进行固液分离, 液体进入精滤系统获 得烧碱精制液, 去蒸发浓缩, 获得所需的烧碱产品, 固体浆液进入二级苛化反应器, 加入天 然碱液, 进行二次苛化, 苛化温度 80 ~ 90℃, 苛化时间 2 小时, 苛化率达到 90%以上 ;
     d. 将步骤 c 中二次苛化液进入三个沉降槽, 进行三级固液分离, 同时三级沉降槽 实现逆流洗涤, 将其中的烧碱进行回收, 同时获得残余烧碱含量在 0.1mol/L 以下的碳酸钙浆料 ; e. 将步骤 d 中沉降分离后的碳酸钙进入连续碳化塔中进行碳酸化反应, pH 减低至 11 以下, 其中所需的二氧化碳来自后续碳酸钙干燥器或其他燃料燃烧后经净化后的烟气, 其二氧化碳含量在 10 ~ 15% ;
     f. 将步骤 e 产出的浆液进入均整机进行碳酸钙颗粒均整及细化的过程, 使得碳酸 钙的沉降体积提高到 2.2ml/g 以上 ;
     g. 将步骤 f 均整后的碳酸钙浆液进入真空过滤机中过滤, 过滤后含水 30%的碳酸 钙在固体干燥器中干燥脱水, 后进入打散机打散, 获得高分散性的碳酸钙产品。
     本发明工艺主要先对天然碱液进行了预处理降低了石灰耗量, 采取逆流洗涤的方 式, 最大限度的回收烧碱等可溶成分, 同时提高了碳酸钙的产品质量, 采取烟气连续碳化的 方式降低了碳酸钙 pH 值, 利用均整机对碳酸钙的颗粒进行修饰, 提高碳酸钙的沉降体积, 液体回到沉降分离系统, 进入烧碱产品制备流程, 所制备出的碳酸钙产品中的碳酸钙含量 在 93%以上、 白度 90 以上、 pH 值 11 以下、 沉降体积 2.2ml/g 以上, 其他指标达到造纸填料 碳酸钙的要求。整个过程没有废水排放, 为一个苛化法生产烧碱和碳酸钙的清洁工艺。
     附图说明
     下面结合附图来详细说明本发明的实施例。 图 1 是本发明天然碱液生产烧碱和造纸填料碳酸钙流程图。具体实施方式
     实施例
     将 天 然 碱 液 ( 总 碱 160g/L, 碳 酸 氢 钠 含 量 100g/L)7m3/h 进 行 热 解, 热解温度 100℃, 使得溶液中 NaHCO350g/L, 然后与 1400kg/h 生石灰 (CaO 含量大于 90% ) 在消化器 进行混合, 反应转化率达到 76%, 然后进入苛化反应器, 加入 2m3/h 天然碱液, 反应后液体进 3 入一级沉降槽, 液固分离, 固体进入二级苛化反应器, 加入 1m /h 天然碱液, 反应转化率达到 90%, 然后进入三级沉降槽, 逆流洗涤, 最终获得 105g/L 的氢氧化钠溶液 11m3/h 作为产品。 洗涤后的碳酸钙中烧碱含量在 0.1mol/L, 然后进入连续碳化塔进行碳化, 二氧化碳来自盘 式干燥器的烟气, 二氧化碳浓度 13%, 将 pH 值减低至 10.8 左右, 进入均整机中均整, 使得 沉降体积大于 2.2ml/g 以上, 然后进行真空抽滤, 滤饼含水量在 30%, 进入盘式干燥器进行 干燥, 获得碳酸钙为 2250kg/h, 然后进行打散, 获得碳酸钙产品, 其中产品中碳酸钙含量大 于 93%, 白度大于 90, 沉降体积大于 2.2ml/g, 其他指标符合国家轻质碳酸钙合格品标准, 适应造纸行业填料的需要。

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1、10申请公布号CN102079536A43申请公布日20110601CN102079536ACN102079536A21申请号201010571937622申请日20101203C01F11/18200601C01D1/2220060171申请人桐柏兴源化工有限公司地址474775河南省南阳市桐柏县安棚镇72发明人姚明顺张志74专利代理机构郑州红元帅专利代理事务所普通合伙41117代理人庄振乾54发明名称一种天然碱液生产烧碱和造纸填料碳酸钙的方法57摘要本发明提供一种天然碱液生产烧碱和造纸填料碳酸钙的方法,包括以下步骤A将天然碱液热分解,热解后的碱液与生石灰同时进行消化、苛化两个反应;B消化后。

2、的溶液进入一级苛化反应器中继续苛化;C苛化液进入沉降槽,固液分离,蒸发浓缩,获得烧碱产品,固体浆液进入二级苛化反应器,加入天然碱液,进行二次苛化;D二次苛化液进入三个沉降槽,固液分离,获得碳酸钙浆料;E碳酸钙进行碳酸化反应;F产出的浆液进行碳酸钙颗粒均整及细化;G均整后的碳酸钙浆液进行过滤,干燥脱水获得的碳酸钙产品,该方法最大限度的回收烧碱等可溶成分,同时提高了碳酸钙的产品质量,整个过程没有废水排放,为一个苛化法生产烧碱和碳酸钙的清洁工艺。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书2页附图1页CN102079539A1/1页21一种天然碱液生产烧碱和造纸。

3、填料碳酸钙的方法,其特征在于采用以下步骤A首先将总碱在150180G/L左右的天然碱液在热解塔中进行热分解,分解温度90110,利用热解后的碱液在石灰消化器中与含氧化钙量达到90以上的生石灰进行消化、苛化两个反应,苛化率达到75;B将步骤A得到消化后的溶液进入一级苛化反应器中继续苛化,苛化温度8090,苛化时间2小时,苛化率达到85以上;C将步骤B得到的苛化液进入一级沉降槽,进行固液分离,液体进入精滤系统获得烧碱精制液,去蒸发浓缩,获得所需的烧碱产品,固体浆液进入二级苛化反应器,加入天然碱液,进行二次苛化,苛化温度8090,苛化时间2小时,苛化率达到90以上;D将步骤C中二次苛化液进入三个沉降。

4、槽,进行三级固液分离,同时三级沉降槽实现逆流洗涤,将其中的烧碱进行回收,同时获得残余烧碱含量在01MOL/L以下的碳酸钙浆料;E将步骤D中沉降分离后的碳酸钙进入连续碳化塔中进行碳酸化反应,PH减低至11以下,其中所需的二氧化碳来自后续碳酸钙干燥器或其他燃料燃烧后经净化后的烟气,其二氧化碳含量在1015;F将步骤E产出的浆液进入均整机进行碳酸钙颗粒均整及细化的过程,使得碳酸钙的沉降体积提高到22ML/G以上;G将步骤F均整后的碳酸钙浆液进入真空过滤机中过滤,过滤后含水30的碳酸钙在固体干燥器中干燥脱水,后进入打散机打散,获得高分散性的碳酸钙产品。权利要求书CN102079536ACN102079。

5、539A1/2页3一种天然碱液生产烧碱和造纸填料碳酸钙的方法技术领域0001本发明涉及一种天然碱液生产烧碱和造纸填料碳酸钙的方法,属一种天然碱资源高效利用,环境友好的清洁工艺。背景技术0002我国河南、内蒙古和吉林等地分布有天然碱资源,它可以根据组成的不同,用适当的加工方法制成纯碱、烧碱、小苏打等制品。天然碱苛化法生产氢氧化钠是一个非常成熟的工艺过程,它利用天然碱液成本低的优势,生产价格相对较高的烧碱。但苛化法生产烧碱目前存在着比较严重的环境问题,每生产一吨烧碱,副产2吨以上的苛化泥无法处理,由于苛化泥含有大量的烧碱、纯碱和氢氧化钙等强碱性物质,只能采取筑坝堆存的方式,对环境造成了巨大的威胁。。

6、0003苛化法制氢氧化钠的工艺过程普遍用在造纸黑液中碱的回收。但在处理黑液问题后,苛化泥的处理又成为造纸行业面临的又一严峻问题。苛化法制烧碱和苛化泥的处理技术进展主要包括三种方式第一种是在苛化过程中严格控制石灰的质量、控制苛化的反应温度、调控碳酸钙晶体的生长,以获得合格的碳酸钙产品,本方法要求苛化反应温度低,反应效率相对较低,同时碳酸钙晶体颗粒小,使得其所含烧碱等杂质难以洗涤干净;第二种方式是在控制石灰质量的同时,其它工艺过程不变,通过湿磨或者干磨的方式将碳酸钙进行颗粒细化,同时外购或石灰煅烧回收二氧化碳进行除碱。本方法对现有工艺进行了修正,目前已有应用,但成本相对较高。第三种方法即是将副产的。

7、碳酸钙进行煅烧,产出氧化钙循环使用,但本方法对设备要求较高,同时燃料费用极高,难以推广使用。发明内容0004本发明目的是提供了一种利用天然碱液苛化法生产烧碱和造纸填料碳酸钙的方法。该方法最大限度的回收烧碱等可溶成分,同时提高了碳酸钙的产品质量,整个过程没有废水排放,为一个苛化法生产烧碱和碳酸钙的清洁工艺。0005为了实现上述的目的,本发明采用以下步骤0006A首先将总碱在150180G/L左右的天然碱液在热解塔中进行热分解,分解温度90110,利用热解后的碱液在石灰消化器中与含氧化钙量达到90以上的生石灰进行消化、苛化两个反应,苛化率达到75;0007B将步骤A得到消化后的溶液进入一级苛化反应。

8、器中继续苛化,苛化温度8090,苛化时间2小时,苛化率达到85以上;0008C将步骤B得到的苛化液进入一级沉降槽,进行固液分离,液体进入精滤系统获得烧碱精制液,去蒸发浓缩,获得所需的烧碱产品,固体浆液进入二级苛化反应器,加入天然碱液,进行二次苛化,苛化温度8090,苛化时间2小时,苛化率达到90以上;0009D将步骤C中二次苛化液进入三个沉降槽,进行三级固液分离,同时三级沉降槽实现逆流洗涤,将其中的烧碱进行回收,同时获得残余烧碱含量在01MOL/L以下的碳酸钙说明书CN102079536ACN102079539A2/2页4浆料;0010E将步骤D中沉降分离后的碳酸钙进入连续碳化塔中进行碳酸化反。

9、应,PH减低至11以下,其中所需的二氧化碳来自后续碳酸钙干燥器或其他燃料燃烧后经净化后的烟气,其二氧化碳含量在1015;0011F将步骤E产出的浆液进入均整机进行碳酸钙颗粒均整及细化的过程,使得碳酸钙的沉降体积提高到22ML/G以上;0012G将步骤F均整后的碳酸钙浆液进入真空过滤机中过滤,过滤后含水30的碳酸钙在固体干燥器中干燥脱水,后进入打散机打散,获得高分散性的碳酸钙产品。0013本发明工艺主要先对天然碱液进行了预处理降低了石灰耗量,采取逆流洗涤的方式,最大限度的回收烧碱等可溶成分,同时提高了碳酸钙的产品质量,采取烟气连续碳化的方式降低了碳酸钙PH值,利用均整机对碳酸钙的颗粒进行修饰,提。

10、高碳酸钙的沉降体积,液体回到沉降分离系统,进入烧碱产品制备流程,所制备出的碳酸钙产品中的碳酸钙含量在93以上、白度90以上、PH值11以下、沉降体积22ML/G以上,其他指标达到造纸填料碳酸钙的要求。整个过程没有废水排放,为一个苛化法生产烧碱和碳酸钙的清洁工艺。附图说明0014下面结合附图来详细说明本发明的实施例。0015图1是本发明天然碱液生产烧碱和造纸填料碳酸钙流程图。具体实施方式0016实施例0017将天然碱液总碱160G/L,碳酸氢钠含量100G/L7M3/H进行热解,热解温度100,使得溶液中NAHCO350G/L,然后与1400KG/H生石灰CAO含量大于90在消化器进行混合,反应。

11、转化率达到76,然后进入苛化反应器,加入2M3/H天然碱液,反应后液体进入一级沉降槽,液固分离,固体进入二级苛化反应器,加入1M3/H天然碱液,反应转化率达到90,然后进入三级沉降槽,逆流洗涤,最终获得105G/L的氢氧化钠溶液11M3/H作为产品。洗涤后的碳酸钙中烧碱含量在01MOL/L,然后进入连续碳化塔进行碳化,二氧化碳来自盘式干燥器的烟气,二氧化碳浓度13,将PH值减低至108左右,进入均整机中均整,使得沉降体积大于22ML/G以上,然后进行真空抽滤,滤饼含水量在30,进入盘式干燥器进行干燥,获得碳酸钙为2250KG/H,然后进行打散,获得碳酸钙产品,其中产品中碳酸钙含量大于93,白度大于90,沉降体积大于22ML/G,其他指标符合国家轻质碳酸钙合格品标准,适应造纸行业填料的需要。说明书CN102079536ACN102079539A1/1页5说明书附图CN102079536A。

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