用鍋爐煙道氣生產(chǎn)輕質(zhì)碳酸鈣的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用鍋爐煙道氣生產(chǎn)輕質(zhì)碳酸鈣的方法，包括如下步驟：收集鍋爐煙道氣，通過凈化除塵器除去煙氣雜質(zhì)；通過碳酸氫鈉過飽和溶液脫硫；通過一含辛化硅膠作為吸附劑的吸附塔，經(jīng)變壓吸附步驟獲得純化的鍋爐煙道氣；將所述純化的鍋爐煙道氣通入氫氧化鈣水漿料中進(jìn)行碳化步驟，獲得含輕質(zhì)碳酸鈣的漿料。本發(fā)明通過將鍋爐煙道氣經(jīng)過凈化富集后用于碳化法合成輕質(zhì)碳酸鈣，所制得的輕鈣用于造紙?zhí)盍匣蛟旒埻坎碱伭希饕糜阢~板紙、涂布白板紙、白卡紙的涂布顏料，以代替價(jià)格昂貴的進(jìn)口高嶺土及煅燒高嶺土，生產(chǎn)出的紙張的白度高、油墨吸收性好，生產(chǎn)成本低。凈化后除去二氧化硫等有害氣體，達(dá)到清潔生產(chǎn)的目的。
【專利說明】用鍋爐煙道氣生產(chǎn)輕質(zhì)碳酸鈣的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及ー種碳酸鈣生產(chǎn)技術(shù)，尤其涉及采用鍋爐煙道氣中的ニ氧化碳碳化法合成輕質(zhì)碳酸鈣的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鍋爐煙道氣中主要含有大量的氮?dú)?、ニ氧化碳和少量的一氧化碳、ニ氧化硫及微量的有害氣體和煙塵等物質(zhì)。CN1085188A公開了ー種エ業(yè)煙氣用于生產(chǎn)輕質(zhì)碳酸鈣的エ藝，其在煙道氣進(jìn)行凈化除塵后，不用分離直接與石灰水反應(yīng)生產(chǎn)碳酸鈣沉淀，顯然，由于其中二氧化硫會(huì)和石灰水中的氫氧化鈣發(fā)生反應(yīng)生成亞硫酸鈣沉淀，導(dǎo)致輕鈣產(chǎn)物的純度不高，并且會(huì)影響后續(xù)的應(yīng)用效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種用鍋爐煙道氣生產(chǎn)輕質(zhì)碳酸鈣的方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷。
[0004]本發(fā)明所述的用鍋爐煙道氣生產(chǎn)輕質(zhì)碳酸鈣的方法，包括如下步驟:收集鍋爐煙道氣，通過凈化除塵器除去煙氣雜質(zhì)；通過碳酸氫鈉過飽和溶液脫硫；通過ー含辛化硅膠作為吸附劑的吸附塔，經(jīng)變壓吸附步驟獲得純化的鍋爐煙道氣；將所述純化的鍋爐煙道氣通入氫氧化鈣水漿料中進(jìn)行碳化步驟，獲得含輕質(zhì)碳酸鈣的漿料。
[0005]其中，辛化硅膠優(yōu)選粒徑l_3mm，堆積密度0.79-0.8g/ml,比表面積750_800m2/g ；
[0006]所述純化的鍋爐煙道氣中二氧化碳體積濃度達(dá)到30-70% ；
`[0007]所述變壓吸附步驟包括:吸附步驟和解吸步驟，所述吸附步驟的吸附壓カ控制在
0.8-1.2MPa，所述解吸步驟是首先從吸附塔出ロ方向減壓至0.4-0.5MPa，排出廢氣，然后從吸附塔進(jìn)ロ方向減壓至-0.02-0.0lMPa，獲得所述純化的鍋爐煙道氣。
[0008]所述碳化步驟包括:
[0009]在重量濃度為5-25%的氫氧化鈣水漿料中加入分散劑，然后將漿料送入研磨設(shè)備研磨，同時(shí)從研磨設(shè)備底部通入所述純化的鍋爐煙道氣進(jìn)行碳化，使研磨和碳化同時(shí)進(jìn)行；碳化溫度為10-70°C，碳化至氫氧化鈣漿料的pH為6.5-7.5，獲得含輕質(zhì)碳酸鈣的漿料；
[0010]所述分散劑選自磷酸酯鹽、聚丙烯酸鈉、三こ醇胺、焦磷酸鈉、多聚磷酸鈉或六偏磷酸鈉中的ー種或兩種以上，分散劑的加入重量為氫氧化鈣的0.1-5%。
[0011]所述磷酸酯鹽為磷酸酯的銨鹽、鈉鹽或鉀鹽；
[0012]磷酸酯鹽的疏水基團(tuán)為含6-18個(gè)碳原子的碳?xì)浣Y(jié)構(gòu)；
[0013]所述的研磨設(shè)備可以是砂磨機(jī)或攪拌磨，研磨設(shè)備可以一臺(tái)或兩臺(tái)以上串聯(lián)使用。
[0014]得到的輕質(zhì)碳酸鈣的平均粒徑為0.2—2.0 μ m，其中顆粒粒徑小于2 μ m的顆粒占總顆粒數(shù)的60—100%。[0015]本發(fā)明通過將鍋爐煙道氣經(jīng)過浄化富集后用于碳化法合成輕質(zhì)碳酸鈣，所制得的輕鈣用于造紙?zhí)盍匣蛟旒埻坎碱喠?，主要用于銅板紙、涂布白板紙、白卡紙的涂布顏料，以代替價(jià)格昂貴的進(jìn)ロ高嶺土及煅燒高嶺土，生產(chǎn)出的紙張的白度高、油墨吸收性好，生產(chǎn)成本低。本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)在于:超細(xì)碳酸鈣平均粒徑0.2--0.8μπι，粒徑小、粒度分布窄，晶形規(guī)則，可提高紙的光澤度、油墨吸收性等。浄化后除去ニ氧化硫等有害氣體，達(dá)到清潔生產(chǎn)的目的。
[0016]本發(fā)明所制得的輕質(zhì)碳酸鈣漿料直接用于涂布而不需烘干，可節(jié)約成本，避免超細(xì)顆粒在干燥過程中的團(tuán)絮問題。
【具體實(shí)施方式】
[0017]實(shí)施例中，組分的用量均為重量份。
[0018]實(shí)施例1
[0019]鍋爐煙道氣的凈化純化:
[0020]收集鍋爐煙道氣，通過凈化除塵器除去煙氣雜質(zhì)，浄化除塵器中可設(shè)置多層過濾板以吸附除去在煙道氣中的固體微小顆粒物；初步凈化后的煙道氣再通過碳酸氫鈉過飽和溶液脫硫，煙道氣中含 有的少量ニ氧化硫氣體和碳酸氫鈉反應(yīng)從而被去除，同時(shí)反應(yīng)生成的ニ氧化碳又可以提高ニ氧化碳濃度；接著通過ー個(gè)含辛化硅膠作為吸附劑的吸附塔，經(jīng)變壓吸附步驟獲得純化的鍋爐煙道氣，所述變壓吸附步驟包括:吸附步驟和解吸步驟，所述吸附步驟的吸附壓カ控制在0.8-1.2MPa，所述解吸步驟是首先從吸附塔出口方向減壓至
0.4-0.5MPa，排出廢氣，然后從吸附塔進(jìn)ロ方向減壓至-0.02-0.0lMPa，獲得所述純化的鍋爐煙道氣。；將所述純化的鍋爐煙道氣通入氫氧化鈣水漿料中進(jìn)行碳化步驟，獲得含輕質(zhì)碳酸鈣的漿料。其中，辛化硅膠粒徑l_3mm，堆積密度0.79-0.8g/ml,比表面積750_800m2/g。得到的純化的鍋爐煙道氣中二氧化碳體積濃度達(dá)到30-70%。通過變壓吸附步驟，一方面ニ氧化碳?xì)怏w的純度得到一定提高，另ー方面可以進(jìn)一歩去除其中的有害氣體，包括ニ氧化硫、一氧化碳等等，得到?jīng)坊磨搜趸細(xì)怏w。
[0021]氫氧化鈣漿料的碳化:
[0022]在重量濃度為20%的氫氧化鈣(平均粒徑為10 μ m)水漿料中，加入為超細(xì)氫氧化鈣干重的1%的含12個(gè)碳原子的磷酸酯銨鹽，同時(shí)加入為氫氧化鈣干重的0.3%的聚丙烯酸鈉，將氫氧化鈣漿料用氣動(dòng)隔膜泵送入5臺(tái)串聯(lián)的80升的立式砂磨機(jī)，進(jìn)料流量為8升/分鐘。同時(shí)從每臺(tái)砂磨機(jī)底部通純化的鍋爐煙道氣，流量為50升/分鐘，開啟砂磨機(jī)，使研磨和碳化同時(shí)進(jìn)行。出第5臺(tái)砂磨機(jī)的衆(zhòng)料完全碳化好,衆(zhòng)料的pH為6.7,碳化溫度為45°C,得到的超細(xì)碳酸鈣的平均粒徑為0.4 μ m，其中小于2 μ m的顆粒占總顆粒數(shù)的99%。
[0023]實(shí)施例2
[0024]鍋爐煙道氣的凈化純化:同實(shí)施例1。
[0025]在重量濃度為5%的氫氧化鈣(平均粒徑為5 μ m)水漿料中，加入為氫氧化鈣干重的0.8%的聚丙烯酸鈉，將氫氧化鈣漿料用氣動(dòng)隔膜泵送入兩臺(tái)串聯(lián)的300升立式砂磨機(jī)，進(jìn)料流量為15升/分鐘。同時(shí)從每臺(tái)砂磨機(jī)底部通純化的鍋爐煙道氣，流量為90升/分鐘，開啟砂磨機(jī)，使研磨和碳化同時(shí)進(jìn)行。出第二臺(tái)砂磨機(jī)的漿料完全碳化好，漿料的pH為
7.0，碳化溫度為70°C，得到的超細(xì)碳酸鈣的平均粒徑為0.5 μ m，其中小于2 μ m的顆粒占總顆粒數(shù)的98%。
[0026]實(shí)施例3
[0027]鍋爐煙道氣的凈化純化:同實(shí)施例1。
[0028]在重量濃度為25%的普通氫氧化鈣(平均粒徑為5 μ m)水漿料中，加入為氫氧化鈣干重的2%的含14個(gè)碳原子的磷酸酯鉀鹽，將氫氧化鈣漿料送入一臺(tái)3立方米的攪拌磨中，從攪拌磨底部通純化的鍋爐煙道氣，開啟攪拌磨，以80轉(zhuǎn)/分鐘攪拌研磨碳化8小時(shí)，水漿料的pH為6.7，碳化溫度為30°C，混合氣體氣體流量為300升/分鐘。得到的超細(xì)碳酸鈣的平均粒徑為0.5 μ m，其中小于2 μ m的顆粒占總顆粒數(shù)的93%。
[0029]實(shí)施例4
[0030]鍋爐煙道氣的凈化純化:同實(shí)施例1。
[0031 ] 在重量濃度為14%的普通氫氧化鈣(平均粒徑為5 μ m)水漿料中，加入為氫氧化鈣干重的1.5%的含10個(gè)碳原子的磷酸酯鉀鹽，同時(shí)加入為氫氧化鈣干重的0.5%的三こ醇胺，將氫氧化鈣漿料送入一臺(tái)3立方米的攪拌磨中，從攪拌磨底部通純化的鍋爐煙道氣，開啟攪拌磨，以80轉(zhuǎn)/分鐘攪拌研磨碳化6小時(shí)，水漿料的pH為6.5，碳化溫度為60°C，混合氣體氣體流量為400升/分鐘。得到的超細(xì)碳酸鈣的平均粒徑為0.3 μ m，其中小于2 μ m的顆粒占總顆粒數(shù)的97%。
[0032]實(shí)施例測(cè)試
[0033]在銅版卡紙面涂配方中，使用上述實(shí)施例制備得到的輕質(zhì)碳酸鈣樣品代替部分的美國(guó)瓷土及煅燒高嶺土，考察涂布紙樣的物理指標(biāo)和印刷適性等性能變化情況。面涂實(shí)驗(yàn)采用帶中涂的白卡紙，使用線性涂布棒進(jìn)行面涂，涂布量10g/m2 ;與原配方的涂布紙樣進(jìn)行對(duì)比。涂布?jí)汗鈼l件:分 別取上述涂布紙樣用小型壓光機(jī)硬壓光兩次(0.3Mpa, 90°C)。
[0034]表1面涂面涂配方
[0035]
編號(hào)
\對(duì)比樣實(shí)施例1 實(shí)施例2 實(shí)施例3 實(shí)施例4
—質(zhì)量配比％ \
GCC-95 g2828282828
超細(xì) PCCg/50505050
美國(guó)土 g388888
鍛燒土 g288888
塑性顏料g66666
[0036]表2涂布紙樣檢測(cè)數(shù)據(jù)
[0037]
【權(quán)利要求】
1.用鍋爐煙道氣生產(chǎn)輕質(zhì)碳酸鈣的方法，其特征在于，包括如下步驟:收集鍋爐煙道氣，通過凈化除塵器除去煙氣雜質(zhì)；通過碳酸氫鈉過飽和溶液脫硫；通過ー含辛化硅膠作為吸附劑的吸附塔，經(jīng)變壓吸附步驟獲得純化的鍋爐煙道氣；將所述純化的鍋爐煙道氣通入氫氧化鈣水漿料中進(jìn)行碳化步驟，獲得含輕質(zhì)碳酸鈣的漿料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在干，所述辛化硅膠的粒徑l_3mm，堆積密度.0.79-0.8g/ml,比表面積 750_800m2/g。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述變壓吸附步驟包括:吸附步驟和解吸步驟，所述吸附步驟的吸附壓カ控制在0.8-1.2MPa，所述解吸步驟是首先從吸附塔出口方向減壓至0.4-0.5MPa，排出廢氣，然后從吸附塔進(jìn)ロ方向減壓至-0.02-0.0lMPa，獲得所述純化的鍋爐煙道氣。
4.根 據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述純化的鍋爐煙道氣中二氧化碳體積濃度達(dá)到30-70%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述碳化步驟包括:在重量濃度為5-25%的氫氧化鈣水漿料中加入分散劑，然后將漿料送入研磨設(shè)備研磨，同時(shí)從研磨設(shè)備底部通入所述純化的鍋爐煙道氣進(jìn)行碳化，使研磨和碳化同時(shí)進(jìn)行；碳化溫度為10-70°C，碳化至氫氧化鈣漿料的pH為6.5-7.5，獲得含輕質(zhì)碳酸鈣的漿料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述分散劑選自磷酸酯鹽、聚丙烯酸鈉、三こ醇胺、焦磷酸鈉、多聚磷酸鈉或六偏磷酸鈉中的ー種或兩種以上，分散劑的加入重量為氫氧化鈣的0.1-5%。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述磷酸酯鹽為磷酸酯的銨鹽、鈉鹽或鉀鹽。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，磷酸酯鹽的疏水基團(tuán)為含6-18個(gè)碳原子的碳?xì)浣Y(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述的研磨設(shè)備可以是砂磨機(jī)或攪拌磨，研磨設(shè)備可以一臺(tái)或兩臺(tái)以上串聯(lián)使用。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，得到的輕質(zhì)碳酸鈣的平均粒徑為.0.2-2.0 μ m，其中顆粒粒徑小于2 μ m的顆粒占總顆粒數(shù)的60—100%。
【文檔編號(hào)】C01F11/18GK103449494SQ201310380276
【公開日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月27日
【發(fā)明者】施曉旦, 田雨, 田久旺, 鄭小群 申請(qǐng)人:上海東升新材料有限公司