一种碳化设备和使用该碳化设备进行碳化的方法技术

公开了一种碳化设备，其包括：储存罐，其储存碳化对象溶液；液滴喷雾装置，其将储存罐中的碳化对象溶液喷雾成液滴；碳化反应罐，其安装有液滴喷雾装置并填充有预定压力下的碳化气体，通过液滴喷雾的碳化对象溶液与填充的碳化气体之间的碳化反应来提供浆料；碳化气体供应装置，其向碳化反应罐中供应碳化气体以使碳化气体在碳化反应罐中维持在预定的压力下；以及浆料排出装置，其从碳化反应罐排出浆料以使碳化反应罐中形成的浆料维持在预定的水平内，还公开了使用该碳化设备进行碳化的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
公开了。
技术介绍
通常，碳化技术用于从石灰石原矿中沉淀出碳酸钙功能粉末，沉淀碳酸钙通过以下方式制得:煅烧石灰石以提供生石灰，将生石灰水合以制得氢氧化钙浆料，向该浆料中充入二氧化碳制得溶液形式的碳酸钙，并使其再沉淀。常规的碳化如下进行:将二氧化碳充气器插入碳化对象溶液(carbonation subject solution)中，以小气泡形式充入二氧化碳以使充入的气泡在穿过溶液时溶解并转化为碳酸根离子。但充气器的喷嘴经常被沉积在其入口处的碳酸根离子堵塞，二氧化碳被过度消耗，在高容量工业过程中难以实现连续方法，且由于该反应在二氧化碳气泡穿过溶液的短时间内发生，因而反应效率下降。
技术实现思路
技术问题本专利技术的一个方面可以避免碳化反应期间碳化气体(如二氧化碳)喷嘴的堵塞，并且可以通过消耗碳化反应所需量的碳化气体来抑制碳化气体的过度消耗。另外，可以提供一种碳化设备以实现连续的高容量方法，并且加快了碳化气体溶解速度从而提高碳化效率。例如，当对盐水中含有的锂(Li)进行回收时，在盐水中作为杂质存在的钙、镁等可被碳化和提取。另外，当作为氢氧化锂而回收的锂被转化为碳酸锂时，可以采用一个实施方案的碳化设备。技术方案本专利技术的一个方面提供了一种碳化设备，其包括:储存罐，其储存碳化对象溶液；液滴喷雾装置，其对储存罐中的碳化对象溶液进行液滴喷雾；碳化反应罐，其包括液滴喷雾装置并填充有碳化气体，该碳化气体具有预定的压力，用所述填充的碳化气体对液滴喷雾的碳化对象溶液进行碳化以制得浆料；碳化气体供应装置，其向碳化反应罐中供应碳化气体以使碳化气体在碳化反应罐中维持在预定的压力下；以及浆料排出装置，其从碳化反应罐排出在碳化反应罐中形成的浆料以使浆料量维持在预定的水平内。从碳化反应罐排出在碳化反应罐中形成的浆料以使浆料量维持在预定的水平内的浆料排出装置包括:液位测量装置，其产生信号以确定浆料量是否超出碳化反应罐中预定的水平；以及浆料出口，其通过接收该信号而排出碳化反应罐中的浆料。所述装置还可包括碱溶液输入装置，其安装于碳化反应罐中并控制在碳化反应罐中形成的浆料的PH值。液滴喷雾装置通过压力推动碳化对象溶液，并使碳化对象溶液经过喷嘴形成液滴。所述液滴可具有约80 μ m至约200 μ m的颗粒直径。碳化气体供应装置可包括:压力测量装置，其测量碳化反应罐内部的压力；碳化气体供应阀门，当测得的压力低于设定的压力时，其向碳化反应罐供应碳化气体，直至碳化反应罐内的压力达到设定的压力；以及压力控制阀门，当测得的压力高于设定的压力时，其释放碳化气体。还可包括安全阀门以保障安全，当碳化反应罐内的压力过度增加时，安全阀门快速降低内部压力。碳化反应罐内的压力可在室压至约10巴的范围内。碳化反应罐内的液滴自由下落，且自由下落距离可被设计为大于或等于约3米。碳化反应罐可由PVC、PE或高强度混凝土制成。碳化反应罐可由涂覆了 TEFL0N(四氟乙烯)或氨基甲酸乙酯(urethane)的不锈钢材料制成。还可包括真空泵，其通过在向碳化反应罐内注入碳化气体前移出碳化反应罐内的空气而形成真空。碱溶液输入装置可包括:pH测量装置，其测量碳化反应罐内的pH ;碱溶液输入泵，其根据测得的PH将碱溶液输入至碳化反应罐内；以及碱溶液输入喷嘴，其连接至碱溶液输入泵并将碱溶液输入至碳化反应罐内。 通过接收液位测量装置产生的信号来排出碳化反应罐中的浆料的排出装置可以是安装于碳化反应罐内的旋转卸料阀门(rotary dump valve)。根据本专利技术的另一个实施方案，提供一种碳化方法，其使用盐水作为碳化设备的碳化对象溶液来碳化盐水中的阳离子。盐水中的阳离子可以是钙离子。盐水中的阳离子可以是镁离子。盐水中的阳离子可以是锂离子。根据本专利技术的另一个实施方案，提供一种碳化方法，其包括:提供多个碳化设备，并提供其中的第一碳化设备和第二碳化设备；采用第一碳化设备碳化盐水中的钙；在用第一碳化设备碳化盐水中的钙之后，采用第二碳化设备碳化该盐水中残留的镁。有益效果一个实施方案的碳化设备可以避免碳化反应期间碳化气体喷嘴的堵塞，并且可以通过消耗碳化反应所需量的碳化气体来抑制碳化气体的过度消耗。另外，碳化效率可通过实现连续的大容量方法和加快碳化气体的溶解速度而提闻。例如，当对盐水中含有的锂(Li)进行回收时，在盐水中作为杂质存在的钙、镁等可被碳化和提取。甚至当作为氢氧化锂而回收的锂被转化为碳酸锂时，也可以采用一个实施方案的碳化设备。【附图说明】图1为示出了根据一个实施方案的碳化设备的整体结构的示意图。〈符号说明〉1:储存iip2:碳化反应罐3:液滴喷雾装置4:高压泵5:液滴喷雾嘴6:碳化气体储存罐7:碳化气体供应装置8:压力测量装置9:碳化气体供应阀门10:压力控制阀门11:安全阀门12:pH测量装置13:碱溶液输入泵 14:碱溶液输入喷嘴15:浆料搅拌装置16:液位测量装置17:旋转卸料阀门18:真空阀门专利技术的实施方式相关申请的相互参引本申请要求2012年I月6日向韩国知识产权局提交的第10-2012-0002181号韩国专利申请的优先权，该申请全文以引用的方式纳入本说明书。下文将详细描述本专利技术的示例性实施方案。然而，这些实施方案仅仅是示例性的，本专利技术不限于此。本专利技术的一个实施方案可以提供一种碳化设备，其包括:储存罐，其储存碳化对象溶液；液滴喷雾装置，其对储存罐中的碳化对象溶液进行液滴喷雾；碳化反应罐，其安装有液滴喷雾装置并填充碳化气体，该碳化气体具有预定的压力，通过经液滴喷雾的碳化对象溶液与填充的碳化气体的碳化反应而提供浆料；碳化气体供应装置，其向碳化反应罐中供应碳化气体以使碳化气体在碳化反应罐中维持在恒定的压力下；以及浆料排出装置，其从碳化反应罐排出在碳化反应罐中形成的浆料以使浆料量维持在预定的水平内。碳化气体的实例可以是二氧化碳源或二氧化碳本身。图1为示出了一个实施方案的碳化设备的整体结构的示意图。在下文中，将参照图1进行描述。一个实施方案的碳化设备可以包括储存罐1，其储存并供应碳化对象溶液，且该储存罐I可通过一个溶液输送管与液滴喷雾装置3连接，所述液滴喷雾装置3安装在碳化反应罐2中。液滴喷雾装置3可包括高压泵4和液滴喷雾嘴5，例如，液滴喷雾嘴5的下部可伸进碳化反应罐2的上部并安装于其上。在这种情况下，可以根据容量提供多个液滴喷雾嘴5。当提供多个液滴喷雾嘴5时，可调节液滴喷雾角度以避免不同的液滴喷雾嘴5喷出的液滴之间的干扰，且液滴与罐壁表面的接触可被最小化以提闻碳化反应效率。另外，液滴喷雾装置3可通过调节高压泵4的压力和液滴喷雾嘴5的口径而使液滴直径在约80 μ m至约200 μ m的范围内变化。通过改变颗粒直径，碳化反应可以得到控制。在碳化反应罐2中可提供碳化气体供应装置7。作为一个实例，碳化气体供应装置7可安装于碳化反应罐2上。碳化气体供应装置7可包括压力测量装置8，用于测量碳化反应罐2中的碳化气体压力；碳化气体供应阀门9 ;以及压力控制阀门10，用于释放过多的压力以控制罐中的压力。压力测量装置8是用于测量罐中的碳化气体压力并控制碳化气体供应阀门9和压力控制阀门10的装置，且可通过在碳化反应罐2的远离液滴喷雾嘴5的中间部位安装压力测量传感器，使由喷雾液滴压力引起的干扰最小化。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳化设备，其包括：储存罐，其储存碳化对象溶液；液滴喷雾装置，其对储存罐中的碳化对象溶液进行液滴喷雾；碳化反应罐，其安装有液滴喷雾装置并填充有预定压力下的碳化气体，通过经液滴喷雾的碳化对象溶液与填充的碳化气体的碳化反应来提供浆料；碳化气体供应装置，其向碳化反应罐中供应碳化气体以使碳化反应罐中的碳化气体维持在预定的压力下；以及浆料排出装置，其从碳化反应罐排出浆料以使碳化反应罐中形成的浆料维持在预定的水平内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.01.06 KR 10-2012-00021811.一种碳化设备，其包括: 储存罐，其储存碳化对象溶液； 液滴喷雾装置，其对储存罐中的碳化对象溶液进行液滴喷雾； 碳化反应罐，其安装有液滴喷雾装置并填充有预定压力下的碳化气体，通过经液滴喷雾的碳化对象溶液与填充的碳化气体的碳化反应来提供浆料； 碳化气体供应装置，其向碳化反应罐中供应碳化气体以使碳化反应罐中的碳化气体维持在预定的压力下；以及 浆料排出装置，其从碳化反应罐排出浆料以使碳化反应罐中形成的浆料维持在预定的水平内。2.权利要求1的碳化设备，其中 从碳化反应罐排出在碳化反应罐中形成的浆料以使浆料量维持在预定的水平内的浆料排出装置包括: 液位测量装置，其产生信号以确定碳化反应罐中形成的浆料量是否超出预定的水平；以及 出口装置，其通过接 收所产生的信号而排出碳化反应罐内部的浆料。3.权利要求1的碳化设备，还包括碱溶液输入装置，其安装于碳化反应罐中并调节在碳化反应罐中形成的浆料的pH。4.权利要求1的碳化设备，其中液滴喷雾装置通过压力推动碳化对象溶液，并使碳化对象溶液经过喷嘴形成液滴。5.权利要求1的碳化设备,其中液滴具有约80μ m至约200 μ m的颗粒直径。6.权利要求1的碳化设备，其中碳化气体供应装置包括: 压力测量装置，其测量碳化反应罐中的压力； 碳化气体供应阀门，当测得的压力低于预定的压力时，其向碳化反应罐供应碳化气体，直至碳化反应罐内的压力达到预定的压力；以及 压力控制阀门，当测得的压力高于预定的压力时，其释放碳化气体。7.权利要求1的碳化设...

【专利技术属性】
技术研发人员：全雄，李任昌，金畿永，韩基天，朴运炅，丁基忆，宋昌浩，
申请(专利权)人：POSCO公司，浦项产业科学研究院，株式会社MPPLY，
类型：发明
国别省市：韩国;KR