CN104261451A - 一种轻质碳酸钙的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轻质碳酸钙的生产方法，其工艺流程是：A、将预处理后的石灰石、燃料输送入石灰石煅烧窑煅烧、反应得到石灰及窑气；B、将步骤A中得到的窑气经窑气净化塔处理后，使窑气的温度降至35-40℃，含尘量≤100mg/Nm³，硫化物含量为0-0.5g/Nm³；C、将步骤B中得到的窑气，进一步压缩至0.15-0.35MPa。本发明解决了轻质碳酸钙生产工艺中小机群、小塔群、劳动强度大、生产环境差、作坊式生产，实现了规模化、自动化、机械化的生产，节省劳动力，达到节能、环保、结构调整的目的。

Description

一种轻质碳酸钙的生产方法

技术领域

本发明涉及一种碳酸钙的生产技术领域，尤其是涉及一种轻质碳酸钙的生产方法。

背景技术

目前，国内以石灰石为原料，经煅烧、窑气净化、压缩、石灰消化、石灰乳精制、碳化、脱水、干燥、筛分、包装等制造工序，所采用的设备陈旧，一般采用人工上料、人工出灰操作，窑气净化与压缩装置需要根据窑气压缩机台数选用，每台套包括1台惯性除尘器、1台喷淋除尘降温塔、1台泡沫除尘塔、1台干式除油塔、1台气液分离塔，共5台套组成窑气净化系统，形成小塔群窑气净化系统。碳化塔容量小，碳化时间长，气—液接触不均，产品质量不稳定。浆液增浓与脱水装置占地面积大、时间长；脱水能力小，实用设备台数多，形成小机群，且人工劳动强度大，温度较高，环境恶劣，粉碎分级设备容易损坏，操作繁琐，环境污染大。且产品敞开输送，粉尘大，易影响产品质量，污染环境，以及导致设备故障。

由此可见，现有的轻质碳酸钙生产工序同规格设备台数多，生产能力低，单系列年最大生产能力2万吨左右，年产5万吨一般需2-3系列并排装置，形成小窑群、小机群、小塔群，用工多，环境差，劳动强度大，占地面积大，能耗高，物耗大，不易实现PCL自动控制。淘汰单系列年产2万吨以下轻质碳酸钙产能的设备，发展一种新的轻质碳酸钙产能的方法和设备，是推动轻质碳酸钙企业调结构促发展的迫切需要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种轻质碳酸钙的生产方法，使其具有处理能力大，降低能耗、物耗，减轻劳动强度，改善操作环境，提高自动化程度，大大减少操作工人，提高单台设备的生产能力，保证产品质量稳定的优点。

为解决上述技术问题，本发明一种轻质碳酸钙的生产方法，其工艺流程是：

A、将预处理后的石灰石、燃料输送入石灰石煅烧窑煅烧、反应得到石灰及窑气；

B、将步骤A中得到的窑气经窑气净化塔处理后，使窑气的温度降至35-40℃，含尘量≤100mg/Nm³，硫化物含量为0-0.5g/Nm³；

C、将步骤B中得到的窑气，进一步压缩至0.15-0.35MPa；

D、同时，将步骤A中得到石灰通过石灰消化与精制装置进行消化反应，消化时所需的水量为石灰量的4-5倍，消化过程的温度保持≥90℃，得到浓度为10%-30%粗浆液，并将该粗浆液除渣、精制、调浓处理得到石灰乳；

E、将步骤D中的石灰乳与步骤C中的窑气，经串联的两个碳化塔分别经过两个阶段的碳酸化反应得到熟浆液；

F、将步骤E中的碳酸化产物经过增浓与脱水装置处理，得到含水量小于35%滤饼；

G、将步骤F中的所述滤饼干燥至含水分0.2%-0.5%的粉体，并将粉体分级；

H、将步骤G中的分级后粉体产品输送至产品仓库，并包装待销。

本发明的一个实施例中，所述步骤A中采用单台智能机械化立窑、麦尔兹窑、双梁窑或者回转窑。

本发明的一个实施例中，所述步骤A中的燃料采用粉状烟煤，天然气、焦炉气或者煤气。

本发明的一个实施例中，所述窑气净化塔采用单台套二塔串联净化系统，每塔采用MP膜喷射塔盘。

本发明的一个实施例中，所述步骤E中的碳化塔，其上部为喷雾段，下部为鼓泡段，内设可自净气体分布器。

本发明的一个实施例中，所述步骤E中，所述窑气由2#碳化塔底部进入，经2#碳化塔顶部引出，进入1#碳化塔底部，最终经1#碳化塔顶部放空；

所述石灰乳经1#碳化塔顶部进入经1#碳化塔底部引出，进入2#碳化塔顶部，最终由2#碳化塔底部放出。

本发明的一个实施例中，所述步骤F中所述增浓装置采用陶瓷膜过滤器。

本发明的一个实施例中，所述步骤F中所述脱水装置采用变频吊袋式离心机。

本发明的一个实施例中，所述步骤G中，采用排管式回转干燥机干燥所述滤饼。

本发明的一个实施例中，所述步骤H中，所述粉体产品采用密闭气流输送机输送所述粉体产品到产品仓库。

本发明轻质碳酸钙的生产方法，自动化水平高，总设备台数少，占地面积小，生产平稳，产品质量稳定，节能，消耗低，环保措施完备，工作环境好，劳动强度低，操作用工少，属绿色新工艺。

附图说明

图1发明的轻质碳酸钙的生产方法的实施例的示意图。

具体实施方式

实施例一

请配合参阅图1所示，本发明提供一种轻质碳酸钙的生产方法，其工艺流程是：

步骤A、将预处理后的石灰石、燃料输送入石灰石煅烧窑煅烧、反应得到石灰及窑气，石灰石煅烧窑采用单台智能机械化、微机控制的立窑，麦尔兹窑、双梁窑、回转窑等石灰石煅烧窑。可机械化上料、混料、密封入炉，自动连续出灰，密封筛灰，石灰机械输送分别入块灰仓及粉灰仓。其中，燃料可以采用粉状烟煤，天然气、焦炉气、煤气等气体燃料等，通过微机调控，窑气中CO₂浓度为30%-42%，石灰的煅烧过烧率为3%-6%。

步骤B、将步骤A中得到的窑气经窑气净化塔处理后，窑气净化塔采用单台套二塔串联净化系统，每塔采用MP膜喷射塔盘，第一塔分除尘、降温、脱硫段；第二塔分除细尘、脱油雾、气水分离段。单塔能力大，操作弹性宽，进气量加减各50%时，除尘效率不变。窑气冷却降温除尘，净化后窑气的灰尘含量为50-100mg/Nm³，气体温度30-50℃，硫化物为0-0.5g/Nm³。该窑气净化塔还可采用单塔新型洗气塔，泡沫塔、填料塔、多段组合塔等。

步骤C、将步骤B中得到的窑气，采用双台往复式窑气压缩机、罗茨风机、水环式真空压缩机等，进一步压缩至0.15-0.35MPa，供碳化用。

步骤D、同时，将步骤A中得到石灰通过石灰消化与精制装置进行消化反应，石灰石消化装置采用后排浆回转消化机，其具有生产能力大，化灰质量好，除渣便利等优点，消化时所需的热水水量为石灰量的4-5倍，消化过程的温度保持≥90℃，得到浓度为10%-30%粗浆液，并将该粗浆液除渣、精制、调浓处理得到石灰乳，并将该石灰乳送入石灰乳精制槽与调浓槽，供碳化用。

步骤E、将步骤D中的石灰乳与步骤C中得到的窑气，分别经串联的两个碳化塔分别经过两个阶段的碳酸化反应得到熟浆液，该碳化过程采用串联的连续碳化的新型碳化塔，内设可自净气体分布器。实际使用时，采用两组二个新型碳化塔串联的系统，连续碳化，微机控制，操作平稳，产品质量优。

具体的讲，将步骤C中的升压窑气由每组的2#碳化塔底部进入，与由上向下石灰乳逆流接触进行碳酸化反应，由2#碳化塔顶部引出的窑气再进入1#碳化塔底部，同由上向下石灰乳逆流接触进行碳酸化反应，反应完毕的尾气由1#碳化塔顶部引出放空。

同时，石灰乳经精制槽、调浓槽泵引入1#碳化塔的顶部，上部为喷雾段，下部为鼓泡段，同2#碳化塔来的窑气进行碳酸化反应，碳化液由1#碳化塔底引出入中间槽，再泵入2#碳化塔顶部入塔，上面为喷雾段，下部为鼓泡段，碳化达终点pH6-8时，生成的熟浆液由2#碳化塔底部排出进入陶瓷膜机组增浓。熟浆液增浓还可采用斜板沉降器、稠厚槽等。

步骤F、将步骤E中的碳酸化产物熟浆液经过增浓与脱水装置处理，增浓装置采用陶瓷膜过滤器，增浓速度快，清液质清，含固体物料甚微，清液可以直接回收利用，浓浆浓度可控，根据脱水机械要求，方便调控。

脱水装置采用吊袋式离心机、立式压滤机、卧式压滤机等，劳动强度小，自动化操作，环境好，节电约50%，脱水效率提高，脱水后滤饼含水量为25%-35%。

G、将步骤F中的滤饼干燥，干燥滤饼采用排管式回转干燥机、带式干燥机、带式串强力闪蒸干燥机、盘式干燥机、链层式干燥机、高效多层节能干燥炉等，生产能力大，节能效果明显。干燥热源采用蒸汽或导热油。将滤饼干燥至含水分0.2%-0.5%的粉体，粉体产品粉碎分级后，采用气流涡旋机组，粉碎分级使其达到产品粒度要求，粉碎时，采用气流涡旋机组粉碎机，在密闭系统进行，操作环境好，产品质量有保证。

步骤H、将步骤G中的分级后的粉体产品采用密闭气流输送机输送至产品仓库，并包装待销。因输送过程在管道内进行，不受外界环境污染，产品质量有保障，操作环境清洁无污染，输送距离可远可近，不受限制，易将生产现场同产品包装隔离开，产品输送到产品仓内可降低排气，易存易包装。

采用上述工艺流程方法，可实现单系列轻质碳酸钙生产装置年产5万吨轻质碳酸钙的目标。

实施例二

以实施例一的轻质碳酸钙的生产方法为例，采用上述方法的单系列年产5万吨轻质碳酸钙新装置。

1、煅烧装置

以石灰石为原料，采用单台200m³智能机械化煅烧立窑，经预处理石灰石、无烟煤分别经机械输送机送到配料仓，混合后送往煅烧窑顶密闭喂料装备，分点送入窑顶预热段，由上向下，预热、煅烧，石灰石分解：CaCO₃→CaO＋CO₂－Q，其中，CO₂沿着煅烧立窑向上，CaO沿着煅烧立窑向下，进入冷却段与窑底进入的空气换热，石灰降温后，由圆盘出料机排出窑外进行筛分，并输送到化灰机喂料仓内。

入窑空气经提高温度自下向上，与入窑煤接触燃烧：C＋O₂→CO₂＋Q，供石灰石碳酸钙分解热量，窑气经降温后，从窑顶引出，窑气经换热回收用于加热水体生成热水，该热水用于石灰的消化或工人洗澡用。窑气下一步进入窑气净化装置。

2、窑气净化与压缩装置

窑气净化装置采用DN2200 MP膜喷射塔，二净化塔串联操作。窑气经热水换热器加热水，本身温度降低后，进入MP膜喷射窑气净化塔，经MP膜喷射塔不同塔段，先后进行脱硫、降温、除尘、脱油、雾沫捕集等，使窑气温度降至35-40℃，含尘量≤100mg/Nm³，硫、油含量为0，不含雾滴，然后，窑气进入压缩机进行压缩。

窑气压缩选用二台套往复式压缩机，窑气经双台套压缩机升压至0.15-0.35MPa后，输送到碳化系统供碳化反应用。

3、石灰消化与精制装置

石灰消化采用一台套Φ1800×17200mm后排式回转消化机,石灰由石灰喂料仓经计量后，连续喂进单台后排式回转化灰机，并自动控制热水加入量，一般热水的加入量为石灰量的4-5倍，均匀自动连续加入，在化灰机中进行消化反应：CaO＋H₂O→Ca(OH)₂＋Q，使消化过程的温度保持在≥90℃，以获得细腻石灰乳。石灰乳经双层直线振动筛、双层圆盘振动筛、单层直线振动筛多级除渣，制取325目全通过精浆液，进入精浆槽、调浓槽，供碳化用。

4、碳化装置

碳化装置采用双组每组由1#、2#塔串联的Φ2400×19140mm新型碳化塔7，并采用连续碳化工艺，窑气由净化与压缩工序送入每组2#碳化塔底部同1#碳化塔来的石灰乳浆液逆流接触，进行第二阶段碳酸化反应：Ca(OH)₂＋CO₂→CaCO₃＋H₂O＋Q，气体从2#碳化塔顶引出，进入1#碳化塔底部同进入1#碳化塔顶部由消化精制工序送来的经调浓后的石灰乳接触，进行第一阶段碳酸化反应，反应后窑气中CO₂浓度降至3%-5%，碳化后的尾气从1#碳化塔塔顶部放空。石灰乳在1#碳化塔内的碳化率达到60%-80%，碳化后的浆液从1#碳化塔的塔底部进入中间槽，根据生产需要添加助剂，并调节温度后，由碳化泵送入2#碳化塔的塔顶部向下完成第二阶段的碳酸化反应，使石灰乳的碳化率达到98%-100%，产物从2#碳化塔底部放出进入陶瓷膜机组8，供给增浓与脱水装置。

5增浓与脱水装置

增浓与脱水装置采用2台套TC1600mm陶瓷膜过滤器8，将熟浆液增浓到20-24°Be″，清液回收利用。增浓后的浆液分别进入2组，每组由3台Φ1500mm单排吊袋式离心机组成，通过自动加料装置分别进入每组的1#、2#、3#离心机，脱水后滤饼含水25%-32%，由电动葫芦将脱水后滤饼吊袋到滤饼仓，自动定量后连续向干燥机喂料。

6、干燥装置

干燥装置采用Φ2800×22000mm一台套蒸汽排管回转干燥机进行干燥，干燥时使用蒸汽压力为0.4-0.8MPa，干燥后产品的含水量为0.2%-0.5%。

7、产品粉碎与分级装置

产品粉碎分级装置采用双台套ACM-120B气流涡旋机进行粉碎分级。保证产品细度325目全通过。

8、粉体输送与储存装置

粉体输送装置采用单台套双进料口气流输送机，输送能力13-18m³/h，输送当量长度30-500m，送料管直径Φ219mm。

产品储料仓选用2-3台组，由生产班制而定，每班1台组，方便每班计量、考核。

实施例三

请配合参阅图1所示，作为可变换的实施方式，实施例二中的单台200m³智能机械化立窑改为单台200m³智能机械化双樑窑，燃料由无烟煤改为焦炉气、天然气等。

图1中单台排管回转干燥机改为单台高效多层节能干燥炉，干燥热源改为燃烧炉，既采用烟煤为燃料在燃煤炉燃烧，高温烟道气顺序进入，并折返进入不同干燥层进行多层加热、对产品进行干燥。尾气温度降至80-100℃，排除干燥机经湿法除尘脱硫后放空；干燥潮气经水膜收尘回收低位热能及产品粉尘，达到节能环保。

其他工序不变。

实施例四

作为可变换的实施方式，请配合参阅图1所示，图1中单台200m³智能机械化立窑改为500-600t/d石灰回转煅烧窑，生产活性冶金灰、氢氧化钙、碳酸钙系列产品，煅烧燃料改为烟煤，经粉碎后达到60-80目，进行喷煤燃烧提供煅烧热源。

作为可变换的实施方式，图1中的双台往复式压缩机改为双台罗茨风机。

作为可变换的实施方式，图1中的双组新型碳化塔连续碳化改为双组4台套间歇碳化塔。每台碳化塔工艺尺寸Φ6000×6000mm。

作为可变换的实施方式，图1中的单台排管式回转干燥机改为双台套导热油加热盘式干燥机Φ300/24A。

其他工序不变。

   本发明轻质碳酸钙的生产方法，将石灰石经单台智能机械化立窑煅烧，窑气单台套新型洗涤塔净化、双台套压缩机压缩；石灰经单台后排式回转消化机消化，双台套串联碳化塔连续碳化，双台陶瓷膜增浓，双组吊袋式离心机脱水，单台排管式回转干燥机干燥，双组气流涡旋粉碎分级机打散分级，经气流输送至产品储仓，包装待销。本发明采用PCL系统控制，自动化水平高，总设备台数少，占地面积小，生产平稳，产品质量稳定，节能，消耗低，环保措施完备，工作环境好，劳动强度低，操作用工少，属绿色新工艺。

以上仅为本发明的较佳实施例，当不得以此限定本发明实施的技术范围，因此凡参考本发明的说明书内容所作的简单等效变化与修饰，皆应仍属本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种轻质碳酸钙的生产方法，其特征在于，其工艺流程是：

A、将预处理后的石灰石、燃料输送入石灰石煅烧窑煅烧、反应得到石灰及窑气；

B、将步骤A中得到的窑气经窑气净化塔处理后，使窑气的温度降至35-40℃，含尘量≤100mg/Nm³，硫化物含量为0-0.5g/Nm³；

C、将步骤B中得到的窑气，进一步压缩至0.15-0.35MPa；

D、同时，将步骤A中得到石灰通过石灰消化与精制装置进行消化反应，消化时所需的水量为石灰量的4-5倍，消化过程的温度保持≥90℃，得到浓度为10%-30%粗浆液，并将该粗浆液除渣、精制、调浓处理得到石灰乳；

E、将步骤D中的石灰乳与步骤C中的窑气，经串联的两个碳化塔分别经过两个阶段的碳酸化反应得到熟浆液；

F、将步骤E中的碳酸化产物经过增浓与脱水装置处理，得到含水量小于35%滤饼；

G、将步骤F中的所述滤饼干燥至含水分0.2%-0.5%的粉体，并将粉体分级；

H、将步骤G中的分级后粉体产品输送至产品仓库，并包装待销。

2.根据权利要求1所述的轻质碳酸钙的生产方法，其特征在于，

所述步骤A中采用单台智能机械化立窑、麦尔兹窑、双梁窑或者回转窑。

3.根据权利要求1所述的轻质碳酸钙的生产方法，其特征在于，所述步骤A中的燃料采用粉状烟煤，天然气、焦炉气或者煤气。

4.根据权利要求1所述的轻质碳酸钙的生产方法，其特征在于，所述窑气净化塔采用单台套二塔串联净化系统，每塔采用MP膜喷射塔盘。

5.根据权利要求1所述的轻质碳酸钙的生产方法，其特征在于，所述步骤E中的碳化塔，其上部为喷雾段，下部为鼓泡段，内设可自净气体分布器。

6.根据权利要求1所述的轻质碳酸钙的生产方法，其特征在于，

所述步骤E中，所述窑气由2#碳化塔底部进入，经2#碳化塔顶部引出，再进入1#碳化塔底部，最终经1#碳化塔顶部放空；

所述石灰乳经1#碳化塔顶部进入经1#碳化塔底部引出，再进入2#碳化塔顶部，产物最终由2#碳化塔底部放出。

7.根据权利要求1所述的轻质碳酸钙的生产方法，其特征在于，

所述步骤F中所述增浓装置采用陶瓷膜过滤器。

8.根据权利要求1所述的轻质碳酸钙的生产方法，其特征在于，

所述步骤F中所述脱水装置采用变频吊袋式离心机。

9.根据权利要求1所述的轻质碳酸钙的生产方法，其特征在于，

所述步骤G中，采用排管式回转干燥机干燥所述滤饼。

10.根据权利要求1所述的轻质碳酸钙的生产方法，其特征在于，

所述步骤H中，所述粉体产品采用密闭气流输送机输送所述粉体产品到产品仓库。