通过碳酸钙晶群回收苛性碱溶液制造技术

将一部分碳酸盐转化为氢氧化物的技术，包括：接收包含0.1M(每升溶液中的摩尔数)～4.0M氢氧化物和0.1M～4.1M碳酸盐的碱性碳酸盐溶液；在消化工序中，使生石灰(CaO)与碳酸盐含量低的液体反应以生成主要包含消石灰(Ca(OH)2)的浆料；以及在流化床反应结晶器中使Ca(OH)2浆料与碱性碳酸盐溶液反应以生长体积为0.0005mm3～5mm3的碳酸钙(CaCO3)晶群。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种从碳酸盐溶液中回收苛性碱溶液的方法。
技术介绍
工业上的硫酸盐法制浆(Kraftprocess)使用木材并将其转化为具有多种用途的 木浆。通常，该工艺包括在化学物质中烧煮木肩，该化学物质主要包含氢氧化钠和硫化钠的 混合物，在制浆工业上通常称其为白液。在烧煮工序之后，将经过烧煮的木材从液体中分 离，得到的液体通常称为黑液，其根据木材的种类而具有多种化学组成。该黑液在通常被称 为苛性碱回收工艺或者化学回收工艺的工艺中由黑液转化回白液。 常规的苛性碱回收工艺的第一步是从制浆工艺中浓缩黑液。经过浓缩的黑液被送 至回收锅炉中用来：（1)回收关键化合物如碳酸钠、硫化物等；（2)燃烧该黑液中的有机物 质；以及(3)回收能量，该能量可以用于整个制浆装置和造纸装置、或输出装置外。一般将该 回收锅炉的熔煮物（smelt)与来自于苛性碱回收工艺的通常被称为稀液的溶液混合，得到 的该稀液与该锅炉熔煮物的混合物通常被称为绿液，该绿液通常含有碳酸钠、氢氧化钠、硫 氢化钠且可以含有其它化合物如亚硫酸钠、硫代硫酸钠和其它工艺或非工艺杂质。 将绿液与来自于下游煅烧炉的氧化钙、CaO、固体(通常被称为生石灰或煅石灰)加 入通常被称为消化器或石灰消化器的搅拌槽反应器中。该消化器中发生反应(1)和反应(2) 这两个反应。首先，通过反应(1)，CaO与绿液中的水反应而生成氢氧化钙(Ca(0H)2)，通常被 称为消石灰（slakedlime)、熟石灰(hydratedlime)、建筑石灰(builders'lime)、酸洗石 灰(picklinglime)或消石灰(Chuna)。CaO(s)+H2〇(aq)-Ca(OH)2(s) (1) 氢氧化钙一生成就开始通过反应（2)与绿液中的碳酸钠反应生成固体碳酸钙 (CaC03)〇 反应(1)和反应(2)通常分别被称为消化反应和苛化反应;且只要含水的碳酸盐一 与生石灰混合，这两个反应就会同时发生。 苛化反应主要在消化器中发生。通常，将来自于消化器的组分加入一系列通常被 称为苛化器的搅拌槽中，反应在这些搅拌槽中能够进行至接近完全。得到的溶液被称为未 澄清白液，且在其他化学物质中含有尺寸在15m左右的被称为石灰渣（1imemud)的悬浮 CaC03颗粒。 然后，通常先利用澄清槽和加压过滤器将石灰渣从白液中去除。用于此步骤的典 型过滤设备包括加压管式过滤器和加压盘式过滤器。所得到的澄清白液返回制浆工序以烧 煮更多的木肩，而石灰渣则被送去在煅烧前进行进一步的洗涤和过滤。煅烧指的是将石灰 渣(CaC03)转化为生石灰(CaO): CaC03(s)-CaO(s)+C〇2(g) (3) 产生的废气典型地是经过净化后排入大气，而所生成的CaO则回到消化器中与绿 液反应。 常规的苛性碱回收工艺中的石灰渣会既会污堵煅烧炉也会污堵任何下游气体处 理设备。旋转窑显示出能够耐受由石灰渣和引起的污垢，并且能够连续运行而只需要进行 少量的停工清洁和维护。因此，旋转窑是现今用于煅烧石灰渣的煅烧炉中最常用的类型，且 旋转窑的热废气通常被用来干燥即将进入煅烧炉的会污堵任何其它类型设备的石灰渣。旋 转窑是一种大型、昂贵、难以操作的设备，且排入大气的废气中仍然含有大量的导致总热效 率在40%左右的高位热。常规苛性碱回收工艺的煅烧段中的诸多挑战是石灰渣的细颗粒粒 径及其污堵高温固体处理设备的倾向所致的直接结果。
技术实现思路
在总体实施方式中，一种用于将一部分碳酸盐转化为氢氧化物的方法包括:接收 包含0.1M(每升溶液中的摩尔数)~4.0M氢氧化物和0.1M~4.1M碳酸盐的碱性碳酸盐溶液； 在消化工序中，使生石灰（CaO)与碳酸盐含量低的液体反应以生成主要包含消石灰（Ca (〇H)2)的浆料；以及在流化床反应结晶器中使Ca(0H)2浆料与碱性碳酸盐溶液反应以生长体 积为〇 · 〇〇〇5mm3~5mm3的碳酸f丐(CaC〇3)晶群。 可与该总体实施方式相结合的第一方面还包括调整Ca⑶3晶群；以及煅烷烃过调 整的CaC03晶群以生成CaO和二氧化碳(C02)。 在可与任何前述方面相结合的第二方面中，对CaC03晶群的调整包括:洗涤CaC03晶 群；以及干燥经过洗涤的CaC03晶群。 可与任何前述方面相结合的第三方面还包括:通过洗涤部分去除含有碱金属、硫、 硅、铁、铜、镁、硼、络、铺、镉、钼、钒、锌或磷中的一种或多种的化合物。 在可与任何前述方面相结合的第四方面中，对经过洗涤的CaC03晶群的干燥包括： 捕获来自于热源的热量；以及供给捕获的热量以在20°C~500°C的温度范围内干燥经过洗 涤的CaC03晶群。 在可与任何前述方面相结合的第五方面中，热源包括水蒸汽再压缩工艺或对经过 调整的CaC03晶群的煅烧中的至少一种。 在可与任何前述方面相结合的第六方面中，对经过调整的CaC03晶群的煅烧包括： 在旋转窑、鼓泡流化床、循环流化床、闪速煅烧炉或竖窑中的一种或多种装置中煅烷烃过调 整的CaC03晶群。 在可与任何前述方面相结合的第七方面中，对经过调整的CaC03晶群的煅烧包括： 在易受含有碱金属、硫、铜、镁、硼、铬、锑、镉、钼、钒、锌、磷、铁或硅中的一种或多种的化合 物影响的装置中煅烧CaC03晶群。 在可与任何前述方面相结合的第八方面中，对经过调整的CaC03晶群的煅烧包括： 在1OOPa~1OOOkPa的表压下煅烷烃过调整的CaC03晶群。 可与任何前述方面相结合的第九方面还包括:捕获来自于煅烧的废气；净化所捕 获的废气；以及压缩经过净化的废气。 可与任何前述方面相结合的第十方面还包括:为工业工艺去除至少一部分所生成 的热量。 在可与任何前述方面相结合的第十一方面中，煅烷烃过调整的Ca⑶3晶群以生成 CaO和C02包括:煅烷烃过调整的Ca⑶3晶群以生成CaO、C02以及存在于固体产物或废气中的 热量。可与任何前述方面相结合的第十二方面还包括：由该热量来发电；利用该热量来 提高材料进入煅烧炉前的温度;利用该热量来干燥CaC03晶群；以及将该热量输送至本方法 或其它工业工艺所使用的其它装置。在可与任何前述方面相结合的第十三方面中，Ca(0H)2浆料包括Ca(0H)2和水，其固 体含量的范围是2重量％~5重量％ ;5重量％~10重量％ ; 10重量％~40重量％ ;或40重 量％~100重量％。 在可与任何前述方面相结合的第十四方面中，碳酸盐含量低的液体包含水、以及 存在于水中的一定量的碳酸盐，其量相对于每1摩尔输送至消化工序的CaO为小于0.1摩尔。 在可与任何前述方面相结合的第十五方面中，大部分CaC03晶群为以下球体的等 效体积:大小或直径在0.1mm~2mm范围内的球体(体积在0.0005mm3~5mm3之间）；大小或直 径在0 · 5mm~1 · 5mm范围内的球体(体积在0.06mm3~1 · 8mm3之间）；或者大小或直径在0· 8mm 至1.2mm范围内的球体(体积在0.2mm3~0.9mm3之间）。 可与任何前述方面相结合的第十六方面还包括:通过使烃与来自于空气分离单元 (ASU)的基本上不含氮气的氧气燃烧来向煅烧供给热量，该氧气中含有小于10摩尔％的氮 气；以及从ASU生成第二物流，该第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将一部分碳酸盐转化为氢氧化物的方法，所述方法包括：接收包含0.1M(每升溶液中的摩尔数)～4.0M氢氧化物和0.1M～4.1M碳酸盐的碱性碳酸盐溶液；在消化工序中，使生石灰(CaO)与碳酸盐含量低的液体反应以生成主要包含消石灰(Ca(OH)2)的浆料；以及在流化床反应结晶器中使Ca(OH)2浆料与碱性碳酸盐溶液反应以生长体积为0.0005mm3～5mm3的碳酸钙(CaCO3)晶群。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·R·海德尔，J·A·里奇，A·P·S·凯恩斯，D·W·凯斯，
申请(专利权)人：碳工程合伙有限公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA