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Abstract

本发明属于钙法漂粉精技术领域，具体涉及一种从钙法漂粉精废母液中回收次氯酸钙的系统及方法。一种从钙法漂粉精废母液中回收次氯酸钙的系统，包括调浆釜，调浆釜上分别连接有废母液管、氢氧化钙管和氯化钙管，调浆釜的出口通过管道连接有冷却结晶器，冷却结晶器通过管道连接有离心干燥机构。一种从钙法漂粉精废母液中回收次氯酸钙的方法，包括如下步骤：S1：分别向调浆釜中加入废母液、氢氧化钙和氯化钙，充分搅拌，得到混匀液；S2：对混匀液进行冷却结晶；S3：将结晶后的浆液送至离心机进行固液分离，得到滤饼；再进行干燥脱水，得到漂粉精。本发明提供了一种通过添加氯化钙和氢氧化钙从钙法漂粉精废母液中回收次氯酸钙的系统及方法。

Description

一种从钙法漂粉精废母液中回收次氯酸钙的系统及方法
技术领域
本发明属于钙法漂粉精技术领域，具体涉及一种从钙法漂粉精废母液中回收次氯酸钙的系统及方法。
背景技术
漂粉精主要成分是Ca(ClO)2，作为一种高效无机漂白剂和消毒剂，漂粉精具有稳定性强、无有毒残留和环保等优点，广泛应用于卫生防疫、泳池消毒、水产养殖业消毒、工业及生活用水处理等领域。生产漂粉精的工艺路线主要有两种，分别为钙法工艺和钠法工艺。钙法漂粉精的有效成分是3Ca(ClO)2·2Ca(OH)2·2H2O，通过Ca(OH)2和Cl2反应制备得到，废母液主要含10％Ca(ClO)2和20％CaCl2。
钙法漂粉精每吨产品要副产约6～8吨废母液，传统的废母液处理方式有两种：第一种方式是做为漂液出售给纺织造纸企业，但因其中含有氯化钙，用漂粉精废母液漂白的纸张和纺织品容易吸水返潮，品质较差；第二种方式是酸解后副产氯化钙，通过向母液中添加盐酸，使得Ca(ClO)2和盐酸反应，生产CaCl2和Cl2，Cl2送去碱洗塔，CaCl2溶液蒸发干燥后制备固体氯化钙，作为副产品外售。
但由于近年来环保政策收紧，规模小的造纸厂大幅倒闭，母液供大于求，市场萎缩严重；而酸解法需要消耗大量的盐酸和烧碱，废液处理带来额外费用使得漂粉精生产成本居高不下，在消毒漂白市场同类产品中竞争力弱。如何环保地低成本地处理废母液，是钙法漂粉精企业能否长期生存的关键问题。
钙法漂粉精产品中Ca(ClO)2含量60～65％，而每生产1吨漂粉精要副产6吨母液，因此母液带走的Ca(ClO)2量很大，以每产1吨漂粉精来估算：
漂粉精中Ca(ClO)2质量：1t×(60～65％)＝0.6～0.65t
废母液中Ca(ClO)2质量：1t×6t/t×(10％)＝0.6t
从计算结果上来看，母液中溶解的Ca(ClO)2占Ca(ClO)2量的45～50％，如能有效回收漂液中的Ca(ClO)2，既能降低原料消耗，减少废液排放，也能节约酸解工艺所消耗的盐酸烧碱量，大幅降低漂粉精企业的生产成本。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种通过添加氯化钙和氢氧化钙从钙法漂粉精废母液中回收次氯酸钙的系统及方法。
本发明所采用的技术方案为：
一种从钙法漂粉精废母液中回收次氯酸钙的系统，包括调浆釜，调浆釜上分别连接有用于加入废母液的废母液管、用于加入氢氧化钙的氢氧化钙管和用于加入氯化钙的氯化钙管，调浆釜的出口通过管道连接有冷却结晶器，冷却结晶器通过管道连接有离心干燥机构。
废母液送入调浆釜时，向调浆釜中加入氯化钙和氢氧化钙。根据Ca(ClO)2-CaCl2-Ca(OH)2-H2O四元系统溶解度曲线可知：CaCl2浓度越高，Ca(ClO)2溶解度越低，但CaCl2加入量不宜过多，过多会生成CaCl2·6H2O，使得滤饼中有效成分含量降低。Ca(OH)2浓度越高，Ca(ClO)2溶解度越低，且少量的Ca(OH)2颗粒可以充当晶种，可以加速结晶过程。向母液中加入固体CaCl2和石灰乳，调节CaCl2浓度至30～35％，Ca(OH)2至4～8％，充分搅拌，使溶液混合均匀。
得到适合氢氧化钙结晶的浓度后送至冷却结晶器，由外冷器将调浆后废母液冷却至10～15℃，结晶时间1～2h，在冷却结晶器内完成氯化钙晶体的生成和成长。至此，废母液中大部分的Ca(ClO)2被回收，母液中Ca(ClO)2浓度由10％降低至2～4％，生成的晶体主要成分为Ca(ClO)2·3H2O,还含有少量的Ca(ClO)2·4Ca(OH)2和Ca(ClO)2·2Ca(OH)2。将结晶后浆液进行离心干燥，可制得低品质漂粉精(有效氯约50～55％)。
作为本发明的优选方案，所述冷却结晶器上安装有轴流循环泵，轴流循环泵的进口位于冷却结晶器内液体上层，轴流循环泵的出口通过管道连接有外冷器，外冷器的出口通过管道与冷却结晶器连接。外冷器能对混匀液进行冷却，由轴流循环泵将冷却的混匀液重新抽回冷却结晶器内。混匀液在10～15℃时，可充分析出次氯酸钙晶体。
作为本发明的优选方案，所述冷却结晶器的溢流口连接将溢流澄清液排出界区的溢流管。溢流澄清液中含有氯化钙和氢氧化钙，将其排出。
作为本发明的优选方案，所述离心干燥机构包括离心机和干燥系统，离心机的进口通过管道与冷却结晶器连接，离心机的出口通过管道与干燥系统连接。将结晶后浆液送离心机进行固液分离，得到含水率20～25％的滤饼，滤饼有效氯约40～45％，回收的滤饼经干燥脱水后可制备低品质漂粉精(有效氯约50～55％)。
一种从钙法漂粉精废母液中回收次氯酸钙的方法，包括如下步骤：
S1：分别向调浆釜中加入废母液、氢氧化钙和氯化钙，充分搅拌，得到混匀液。根据Ca(ClO)2-CaCl2-Ca(OH)2-H2O四元系统溶解度曲线可知：CaCl2浓度越高，Ca(ClO)2溶解度越低，但CaCl2加入量不宜过多，过多会生成CaCl2·6H2O，使得滤饼中有效成分含量降低。Ca(OH)2浓度越高，Ca(ClO)2溶解度越低，且少量的Ca(OH)2颗粒可以充当晶种，可以加速结晶过程。向母液中加入固体CaCl2和石灰乳，充分搅拌，使溶液混合均匀。
S2：对混匀液进行冷却结晶。温度越低，Ca(ClO)2溶解度越低，但由于结晶反应是吸热反应，温度过低会影响结晶速度，增长结晶时间，使得设备利用率变小。本发明通过外冷器实现母液冷却到合适温度，待晶体长大后送至离心机。至此，废母液中大部分的Ca(ClO)2被回收，母液中Ca(ClO)2浓度由10％降低至2～4％，生成的晶体主要成分为Ca(ClO)2·3H2O,还含有少量的Ca(ClO)2·4Ca(OH)2和Ca(ClO)2·2Ca(OH)2。
S3：将结晶后的浆液送至离心机进行固液分离，得到滤饼；再进行干燥脱水，得到漂粉精。将结晶后浆液送离心机进行固液分离，得到含水率20～25％的滤饼，滤饼有效氯约40～45％，回收的滤饼经干燥脱水后可制备低品质漂粉精(有效氯约50～55％)。
作为本发明的优选方案，在步骤S1中，向母液中加入固体氯化钙和氢氧化钙时，调节氯化钙的浓度至30～35％，调节氢氧化钙的浓度至4～8％。通过添加氯化钙和氢氧化钙，使得次氯酸钙的溶解度降低，保证次氯酸钙能充分结晶。并且，氢氧化钙颗粒可作为晶中，进一步加速次氯酸钙的结晶过程。通过控制氯化钙的浓度至30～35％，避免了氯化钙加入过多时，生成CaCl2·6H2O的情况。
作为本发明的优选方案，在步骤S1中，对混匀液搅拌10～20min。在废母液中添加合适的氯化钙和氢氧化钙后，对液体进行充分搅拌，从而加速次氯酸钙结晶。
作为本发明的优选方案，在步骤S2中，将冷却结晶器的温度控制在10～15℃。温度越低，Ca(ClO)2溶解度越低，但由于结晶反应是吸热反应，温度过低会影响结晶速度，增长结晶时间，使得设备利用率变小。因此，将冷却结晶器内液体的温度控制在10～15℃，保证次氯酸钙充分结晶，且避免结晶速度过慢。
作为本发明的优选方案，在步骤S2中，使混匀液在冷却结晶器中结晶1～2h。通过外冷器实现母液冷却，结晶时间1h-2h，使晶体长大。
作为本发明的优选方案，在步骤S2中，冷却结晶器的溢流澄清液送出界区。
本发明的有益效果为：
1.本发明根据Ca(ClO)2-CaCl2-Ca(OH)2-H2O四元系统溶解性质及晶体组成，利用调浆釜在废母液中加入适量的CaCl2和Ca(OH)2，调配得到了适合次氯酸钙结晶的浓度。采用冷却结晶的方式，回收废母液中的次氯酸钙，使得调浆后废母液中的次氯酸钙结晶析出，再通过离心干燥制得有效氯约50～55％低品质漂粉精。本发明回收利用了废母液中的Ca(ClO)2，在原材料量相同的前提下，生产出了更多的漂粉精产品。
2.废母液中次氯酸钙浓度由10％降低到2～4％，可大幅降低废母液处理消耗的盐酸烧碱量。本发明能有效降低漂粉精生产成本，提高漂粉精企业的市场竞争力。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中，1-调浆釜；2-冷却结晶器；3-轴流循环泵；4-外冷器；5-离心机；6-干燥系统；11-废母液管；12-氢氧化钙管；13-氯化钙管。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
实施例1：
如图1所示，本实施例的从钙法漂粉精废母液中回收次氯酸钙的系统，包括调浆釜1，调浆釜1上分别连接有用于加入废母液的废母液管11、用于加入氢氧化钙的氢氧化钙管12和用于加入氯化钙的氯化钙管13，调浆釜1的出口通过管道连接有冷却结晶器2，冷却结晶器2通过管道连接有离心干燥机构。
废母液送入调浆釜1时，向调浆釜1中加入氯化钙和氢氧化钙。根据Ca(ClO)2-CaCl2-Ca(OH)2-H2O四元系统溶解度曲线可知：CaCl2浓度越高，Ca(ClO)2溶解度越低，但CaCl2加入量不宜过多，过多会生成CaCl2·6H2O，使得滤饼中有效成分含量降低。Ca(OH)2浓度越高，Ca(ClO)2溶解度越低，且少量的Ca(OH)2颗粒可以充当晶种，可以加速结晶过程。向母液中加入固体CaCl2和石灰乳，调节CaCl2浓度至30～35％，Ca(OH)2至4～8％，充分搅拌，使溶液混合均匀。
得到适合氢氧化钙结晶的浓度后送至冷却结晶器2，由外冷器4将调浆后废母液冷却至10～15℃，结晶时间1～2h，在冷却结晶器2内完成氯化钙晶体的生成和成长。至此，废母液中大部分的Ca(ClO)2被回收，母液中Ca(ClO)2浓度由10％降低至2～4％，生成的晶体主要成分为Ca(ClO)2·3H2O,还含有少量的Ca(ClO)2·4Ca(OH)2和Ca(ClO)2·2Ca(OH)2。将结晶后浆液进行离心干燥，可制得低品质漂粉精(有效氯约50～55％)。
本发明回收利用了废母液中的Ca(ClO)2，在原材料量相同的前提下，生产出了更多的漂粉精产品。
废母液中次氯酸钙浓度由10％降低到2～4％，可大幅降低废母液处理消耗的盐酸烧碱量。本发明能有效降低漂粉精生产成本，提高漂粉精企业的市场竞争力。
在对混匀液进行冷却结晶时，采用外冷器4对混匀液进行冷却。所述冷却结晶器2上安装有轴流循环泵3，轴流循环泵3的进口位于冷却结晶器2内液体上层，轴流循环泵3的出口通过管道连接有外冷器4，外冷器4的出口通过管道与冷却结晶器2连接。外冷器4能对混匀液进行冷却，由轴流循环泵3将冷却的混匀液重新抽回冷却结晶器2内。混匀液在10～15℃时，可充分析出次氯酸钙晶体。所述冷却结晶器的溢流口连接将溢流澄清液排出界区的溢流管。溢流澄清液中含有氯化钙和氢氧化钙，将其排出。
为了得到漂粉精，所述离心干燥机构包括离心机5和干燥系统6，离心机5的进口通过管道与冷却结晶器2连接，离心机5的出口通过管道与干燥系统6连接。将结晶后浆液送离心机5进行固液分离，得到含水率20～25％的滤饼，滤饼有效氯约40～45％，回收的滤饼经干燥脱水后可制备低品质漂粉精(有效氯约50～55％)。
实施例2：
如图1所示，本实施例的一种从钙法漂粉精废母液中回收次氯酸钙的方法，包括如下步骤：
S1：分别向调浆釜1中加入废母液、氢氧化钙和氯化钙，充分搅拌，得到混匀液。根据Ca(ClO)2-CaCl2-Ca(OH)2-H2O四元系统溶解度曲线可知：CaCl2浓度越高，Ca(ClO)2溶解度越低，但CaCl2加入量不宜过多，过多会生成CaCl2·6H2O，使得滤饼中有效成分含量降低。Ca(OH)2浓度越高，Ca(ClO)2溶解度越低，且少量的Ca(OH)2颗粒可以充当晶种，可以加速结晶过程。向母液中加入固体CaCl2和石灰乳，充分搅拌，使溶液混合均匀。
S2：对混匀液进行冷却结晶。温度越低，Ca(ClO)2溶解度越低，但由于结晶反应是吸热反应，温度过低会影响结晶速度，增长结晶时间，使得设备利用率变小。本发明通过外冷器4实现母液冷却到合适温度，待晶体长大后送至离心机5。至此，废母液中大部分的Ca(ClO)2被回收，母液中Ca(ClO)2浓度由10％降低至2～4％，生成的晶体主要成分为Ca(ClO)2·3H2O,还含有少量的Ca(ClO)2·4Ca(OH)2和Ca(ClO)2·2Ca(OH)2。
S3：将结晶后的浆液送至离心机5进行固液分离，得到滤饼；再进行干燥脱水，得到漂粉精。将结晶后浆液送离心机5进行固液分离，得到含水率20～25％的滤饼，滤饼有效氯约40～45％，回收的滤饼经干燥脱水后可制备低品质漂粉精(有效氯约50～55％)。
为了使次氯酸钙充分结晶且减少CaCl2·6H2O的生成，在步骤S1中，向母液中加入固体氯化钙和氢氧化钙时，调节氯化钙的浓度至30～35％，调节氢氧化钙的浓度至4～8％。对混匀液搅拌10～20min，加速次氯酸钙结晶。通过添加氯化钙和氢氧化钙，使得次氯酸钙的溶解度降低，保证次氯酸钙能充分结晶。并且，氢氧化钙颗粒可作为晶中，进一步加速次氯酸钙的结晶过程。通过控制氯化钙的浓度至30～35％，避免了氯化钙加入过多时，生成CaCl2·6H2O的情况。
在步骤S2中，将冷却结晶器2的温度控制在10～15℃。温度越低，Ca(ClO)2溶解度越低，但由于结晶反应是吸热反应，温度过低会影响结晶速度，增长结晶时间，使得设备利用率变小。因此，将冷却结晶器2内液体的温度控制在10～15℃，保证次氯酸钙充分结晶，且避免结晶速度过慢。在步骤S2中，使混匀液在冷却结晶器2中结晶1～2h。通过外冷器4实现母液冷却，结晶时间1～2h，使晶体长大。冷却结晶器2的溢流澄清液送出界区。
本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种从钙法漂粉精废母液中回收次氯酸钙的系统，其特征在于，包括调浆釜(1)，调浆釜(1)上分别连接有用于加入废母液的废母液管(11)、用于加入氢氧化钙的氢氧化钙管(12)和用于加入氯化钙的氯化钙管(13)，调浆釜(1)的出口通过管道连接有冷却结晶器(2)，冷却结晶器(2)通过管道连接有离心干燥机构。
2.根据权利要求1所述的一种从钙法漂粉精废母液中回收次氯酸钙的系统，其特征在于，所述冷却结晶器(2)上安装有轴流循环泵(3)，轴流循环泵(3)的进口位于冷却结晶器(2)内液体上层，轴流循环泵(3)的出口通过管道连接有外冷器(4)，外冷器(4)的出口通过管道与冷却结晶器(2)连接。
3.根据权利要求1所述的一种从钙法漂粉精废母液中回收次氯酸钙的系统，其特征在于，所述冷却结晶器(2)的溢流口连接将溢流澄清液排出界区的溢流管。
4.根据权利要求1所述的一种从钙法漂粉精废母液中回收次氯酸钙的系统，其特征在于，所述离心干燥机构包括离心机(5)和干燥系统(6)，离心机(5)的进口通过管道与冷却结晶器(2)连接，离心机(5)的出口通过管道与干燥系统(6)连接。
5.一种从钙法漂粉精废母液中回收次氯酸钙的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：分别向调浆釜(1)中加入废母液、氢氧化钙管(12)和氯化钙，充分搅拌，得到混匀液；
S2：对混匀液进行冷却结晶；
S3：将结晶后的浆液送至离心机(5)进行固液分离，得到滤饼；再进行干燥脱水，得到漂粉精。
6.根据权利要求5所述的一种从钙法漂粉精废母液中回收次氯酸钙的方法，其特征在于，在步骤S1中，向母液中加入固体氯化钙和氢氧化钙时，调节氯化钙的浓度至30～35％，调节氢氧化钙的浓度至4～8％。
7.根据权利要求6所述的一种从钙法漂粉精废母液中回收次氯酸钙的方法，其特征在于，在步骤S1中，对混匀液搅拌10～20min。
8.根据权利要求5所述的一种从钙法漂粉精废母液中回收次氯酸钙的方法，其特征在于，在步骤S2中，将冷却结晶器(2)的温度控制在10～15℃。
9.根据权利要求8所述的一种从钙法漂粉精废母液中回收次氯酸钙的方法，其特征在于，在步骤S2中，使混匀液在冷却结晶器(2)中结晶1～2h。
10.根据权利要求5所述的一种从钙法漂粉精废母液中回收次氯酸钙的方法，其特征在于，在步骤S2中，冷却结晶器(2)的溢流澄清液送出界区。
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