CN113955955A - 一种解决高活性石灰消化过程中易结块问题的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于氢氧化钙生产技术领域，公开了一种解决高活性石灰消化过程中易结块问题的方法，将表面活性剂根据配比计量后，溶解于计量过的消化水中，所述表面活性剂总的加入量为氧化钙质量的0.01‰‑5%，所述表面活性剂选用水溶性、在强碱和高温状态下稳定、润湿性和渗透性较好的表面活性剂及其混合物。通过加入少量表面活性剂降低水的表面张力使水能够快速渗透到高活性氧化钙的内孔中，从而使氧化钙颗粒内表面和外表面同时发生消化反应，避免外表面先反应导致水分快速蒸发而使氧化钙颗粒结成硬块的现象发生，以解决高活性石灰干法消化时易结块变硬的问题，有利于高活性石灰在氢氧化钙生产中的应用。
Description
技术领域
本发明涉及氢氧化钙生产技术领域，更具体地说，涉及一种解决高活性石灰消化过程中易结块问题的方法。
背景技术
氢氧化钙生产主要采用干法消化工艺生产，以石灰（主要成分为氧化钙）和水为主要原料。石灰由石灰石经石灰窑煅烧分解得到，传统氢氧化钙主要使用普通立窑煅烧的石灰为原料，为保证石灰中的氧化钙含量较高（＞90%），通常需要对石灰石进行充分煅烧以使其充分分解，这也导致用于氢氧化钙生产的石灰活性较低，按YB/T 042-2014《冶金石灰》中的方法测试，一般活性度低于260。低活性度的石灰，除氧化钙含量高之外，还具有比表面积低、孔隙少等特点。
随着石灰产业的升级，双膛窑、回转窑等新型窑炉的应用越来越广泛，其生产所得到的氧化钙同时具备高活性度（＞320）和高氧化钙含量（大于92%）的特点，但在传统干法消化生产设备上使用高活性度石灰生产氢氧化钙时，在消化初始阶段会遇到氢氧化钙迅速结成硬块、导致搅拌电流急剧增大、甚至烧毁电机等问题，这也成为高活性石灰应用于工业氢氧化钙生产的一个重要障碍。
关于高活性石灰干法消化时易结块的问题尚未引起足够的重视，鲜有文献报道，随着未来高活性、高氧化钙含量石灰产量的迅速提升，使用这类石灰生产氢氧化钙必将成为氢氧化钙产业的发展趋势。因此，解决高活性石灰消化过程的结块问题，保证生产过程的平稳，对氢氧化钙产业的发展具有重要意义。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种解决高活性石灰消化过程中易结块问题的方法，以解决上述问题。
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种解决高活性石灰消化过程中易结块问题的方法，将表面活性剂根据配比计量后，溶解于计量过的消化水中，再将溶解了表面活性剂的消化水加入消化反应器中与石灰发生消化反应。
作为上述技术方案的进一步描述：所述表面活性剂总的加入量为氧化钙质量的0.01‰-5%。
作为上述技术方案的进一步描述：所述表面活性剂选用水溶性、在强碱和高温状态下稳定、润湿性和渗透性较好的表面活性剂及其混合物。
作为上述技术方案的进一步描述：所述表面活性剂总的加入量为氧化钙质量的0.02‰-2%。
作为上述技术方案的进一步描述：所述表面活性剂包括含氟碳（-CF2-，-CF3等）官能团的表面活性剂、有机硅表面活性剂、有机胺盐表面活性剂、磺酸盐表面活性剂、硫酸盐表面活性剂。
相比于现有技术，本发明的优点在于：
（1）本方案通过加入少量的表面活性剂，降低水的表面张力，可以解决高活性石灰干法消化时易结块变硬的问题，有利于高活性石灰在氢氧化钙生产中的应用。
（2）本方案的方法实施起来非常方便，不需调整水灰比等原有生产工艺，不会提高产物中的水分含量。
（3）本方法不会对氢氧化钙产品质量产生不良影响。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
一种解决高活性石灰消化过程中易结块问题的方法，将表面活性剂根据配比计量后，溶解于计量过的消化水中，然后将溶解了表面活性剂的消化水加入到消化反应装置中与石灰发生消化反应。向消化水中加入表面活性剂，通过降低水的表面张力使水能够快速渗透到高活性氧化钙的内孔中，从而使氧化钙颗粒内表面和外表面同时发生消化反应，避免外表面先反应导致水分快速蒸发而使氧化钙颗粒结成硬块的现象发生。
其中，表面活性剂总的加入量为氧化钙质量的0.01‰-5%，优选为0.02‰-2%。
进一步的，表面活性剂选用水溶性、在强碱和高温状态下稳定、润湿性和渗透性较好的表面活性剂及其混合物。
具体的，表面活性剂包括含氟碳（-CF2-，-CF3等）官能团的表面活性剂、有机硅表面活性剂、有机胺盐表面活性剂、磺酸盐表面活性剂、硫酸盐表面活性剂。其中，氟、硅类表面活性剂如杜邦公司生产的各类氟碳表面活性剂，FS520、DR4430、FS22、FS31等，聚醚改性有机硅氧烷表面活性剂如毕克公司的BYK-346等；有机胺盐、磺酸盐、硫酸盐等表面活性剂，如月桂基硫酸钠、烷基磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐、十二烷基苯磺酸钠（铵）、氯化十二烷基二甲基苄基铵、氯化十六烷基三甲基铵等。
需要说明的是，不同表面活性剂可以单独使用，也可以混合使用，依据表面活性剂的特点，通过复配能够更加有效地降低表面张力并降低表面活性剂的使用成本。
表面活性剂也可以与电解质（如NaCl等）复配使用，以提高表面活性剂的效果。
另外，除表面活性剂外，一些水溶性的有机物，比如甲醇、乙醇、乙二醇、二甘醇等加入到消化水中，也会起到降低水的表面张力的作用，但是这类有机物通常在降低表面张力方面效率不高，需要加入较多的量才会起到显著效果，而过多的加入量会导致生产成本的增高以及环保等问题。
一般氢氧化钙生产过程中出现硬块是在第一级消化，所以判断本发明的效果可以按一级消化时搅拌电流的大小来判断。同样的工艺条件下，搅拌电流比正常生产时超过30%则说明物料存在较为严重的结块现象，请参阅实施例1-4及对比例：
实施例1
在三级消化生产设备上按8t/h产能、使用活性度320的高活性石灰生产氢氧化钙，水灰质量比为0.5，向消化水中加入氧化钙质量0.01‰的氟碳表面活性剂FS31。该设备按上述产能和水灰比（水中不加任何助剂），采用普通活性度石灰（活性度约230）生产时一级消化器搅拌电流约为18A。在本实施例中，一级消化过程中最大电流升至20A左右，后迅速恢复至18A左右，二级三级消化电流正常，产品含水率低于0.5%。
实施例2
在三级消化生产设备上按8t/h产能、使用活性度360的高活性石灰生产氢氧化钙，水灰质量比为0.5，向消化水中加入氧化钙质量1%的月桂基磺酸钠。该设备按上述产能和水灰比（水中不加任何助剂），采用普通活性度石灰（活性度约230）生产时一级消化器搅拌电流约为18A。在本实施例中，一级消化过程中最大电流升至21A左右，后迅速恢复至18A左右，二级三级消化电流正常，产品含水率低于0.5%。
实施例3
在三级消化生产设备上按8t/h产能、使用活性度360的高活性石灰生产氢氧化钙，水灰质量比为0.5，向消化水中加入氧化钙质量0.01‰的氟碳表面活性剂FS22和1%的烷基磺酸钠。该设备按上述产能和水灰比（水中不加任何助剂），采用普通活性度石灰（活性度约230）生产时一级消化器搅拌电流约为18A。在本实施例中，一级消化过程中最大电流升至19A左右，后迅速恢复至18A左右，二级三级消化电流正常，产品含水率低于0.5%。
实施例4
在三级消化生产设备上按8t/h产能、使用活性度360的高活性石灰生产氢氧化钙，水灰质量比为0.5，向消化水中加入氧化钙质量1%的氯化十二烷基二甲基苄基铵和0.5%的十二烷基苯磺酸钠。该设备按上述产能和水灰比（水中不加任何助剂），采用普通活性度石灰（活性度约230）生产时一级消化器搅拌电流约为18A。在本实施例中，一级消化过程中最大电流升至21A左右，后迅速恢复至18A左右，二级三级消化电流正常，产品含水率低于0.5%。
对比例
在三级消化生产设备上按8t/h产能、使用活性度360的高活性石灰生产氢氧化钙，水灰质量比为0.5，水中不加入任何助剂。该设备按上述产能和水灰比，采用普通活性度石灰（活性度约230）生产时一级消化器搅拌电流约为18A。本对比例中，一级消化过程中最大电流升至30A左右，后逐步恢复至18A左右，二级三级消化电流正常，产品含水率低于0.5%。
对比发现，在使用高活性石灰干法消化生产氢氧化钙时，同样的工艺条件下，如果不加表面活性剂，一级消化电流会出现急剧升高，这一现象不利于生产过程的平稳进行，而加入适量表面活性剂后，可以起到明显地减少结块现象发生的效果，为高活性石灰用于氢氧化钙生产提供了技术上的保证。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种解决高活性石灰消化过程中易结块问题的方法，其特征在于：将表面活性剂根据配比计量后，溶解于计量过的消化水中，再将溶解了表面活性剂的消化水加入消化反应器中与石灰发生消化反应。
2.根据权利要求1所述的一种解决高活性石灰消化过程中易结块问题的方法，其特征在于：所述表面活性剂总的加入量为氧化钙质量的0.01‰-5%。
3.根据权利要求1所述的一种解决高活性石灰消化过程中易结块问题的方法，其特征在于：所述表面活性剂选用水溶性、在强碱和高温状态下稳定、润湿性和渗透性较好的表面活性剂及其混合物。
4.根据权利要求2所述的一种解决高活性石灰消化过程中易结块问题的方法，其特征在于：所述表面活性剂总的加入量为氧化钙质量的0.02‰-2%。
5.根据权利要求1所述的一种解决高活性石灰消化过程中易结块问题的方法，其特征在于：所述表面活性剂包括含氟碳（-CF2-，-CF3等）官能团的表面活性剂、有机硅表面活性剂、有机胺盐表面活性剂、磺酸盐表面活性剂、硫酸盐表面活性剂。
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