DE3110896A1 - Verfahren zum zerkleinen und aktivieren von kalkstein durch umsetzung mit kohlendioxyd - Google Patents

Verfahren zum zerkleinen und aktivieren von kalkstein durch umsetzung mit kohlendioxyd

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    • B01D53/46Removing components of defined structure
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    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
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Description

  • Verfahren zum Zerkleinern und Aktivieren von
  • Kalkstein durch Umsetzung mit-Kohlendioxid Die Verwendung von wäßrigen Kalksteinaufschläuimungen zum Auswaschen von Abgasen zur Entfernung von Schwefeldioxid ist weitverbreitet. Jedoch ist die Reaktionsfähigkeit des Kalksteins derart, daß ein unannehmbar hoher Anteil von Schwefeldioxid in dem ausgewaschenen Gas verbleibt.
  • Angesichts dieser verhältnismäßig geringen Reaktionsfähigkeit des Kalksteins ist es daher üblich, den Kalkstein zu calcinieren, d.h. Kohlendioxid auszutreiben-und ihn dadurch in Calciumoxid zu überführen. Wird das Calciumoxid in Wasser aufgeschlämmt), so bildet sich Calciumhydroxid, das in aufgeschlämmter Form auf eine Anzahl von Anwendungsgebieten Vorteile gegenüber Kalksteinaufschlämmungen bietet, insbesondere durch bessere Schwefeldioxidentfernung und vollständigere Ausnutzung des Waschmittels, d.h. größere prozentuale Umwandlung des Calciums in Calciumsulfit.
  • Das Calcinieren des Kalksteins ist jedoch energieaufwendig. Je Tonne erzeugten Calciumoxids werden gemäß t'Kirk-Othmer" 3440000 bis 10580000 kJ (3 1/4 bis 10 Million Btu) thermischer Energie benötigt. Während der letzten sechs Jahre haben sich die Kosten für Heizmaterial stark erhöht, was mit dazu beiträgt, daß die Aktivierung von Kalkstein auf weniger brennstoffverbrauchende Weise wünschenswert erscheint. -Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Aktivieren und Reduzieren der Teilchengröße von Kalkstein (Calciumcarbonat), das dadurch gekennzeichnet ist, daß man a) eine wäßrige Aufschlämmung des teilchenförmigen Calciumcarbonats herstellt, b) die wäßrige Aufschlämmung mit gasförmigem Kohlendioxid unter Druck in Kontakt bringt und c) den Druck der Aufschlämmung unter Erzeugung einer -Calciumcarbonataufschlämmung mit wesentlich verringerter Teilchengröße schlagartig erniedrigt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren führt zur Aktivierung von gepulvertem Calciumcarbonat durch Umsetzung mit Wasser und gasförmigem Kohlendioxid. Bei der Umsetzung, die mehrere Stunden bis zu ihrer Vervollständigung benötigt, wird der feste Kalkstein in eine instabile, feste Calciumverbindung umgewandelt, von der man annimmt, daß es sich um Calciumbicarbonat handelt *. Wenn der Druck auf diesen instabilen Feststoff plötzlich reduziert wird, wandelt er sich in seine ursprüngliche Zusammensetzung (Calciumcarbonat) um, jedoch fällt dieses Produkt in wesentlich feinerer Teilchengröße und mit größerer chemischer Reaktionsfähigkeit an. Die Wirkung kann auf die Bildung von gasförmigem Kohlendioxid innerhalb der Teilchen durch Zersetzen des Calciumbicarbonats Ca(flC03)2 zurückzuführen sein, wodurch die unelastischen Teilchen zersprengt werden.
  • Man nimmt an, daß die bei der Aktivierung gemäß der vorliegenden Erfindung beteiligten Reaktionen wie folgt ablaufen: * Nach J.Am.Chem.Soc. 38, 975 bis 983 (1916) soll es sich um Calciumbicarbonat handeln, jedoch unbestätigt durch chemische Analyse.
  • Das aktivierte Calciumcarbonat, das zur Beibehaltung seiner Aktivität vorzugsweise in Form einer Aufschlämmung vorliegt, kann anschließend zur Entfernung von Schwefeldioxid oder anderen sauren Gasen mit Abgas in Berührung gebracht werden.
  • In einer alternativen Durchführungsform des eirfindungsgemäßen Verfahrens wird das instabile feste Calciumbicarbonat durch Umsetzen mit Natriumsulfit oder Natriumsulfat, das einen Abgaswäscher verläßt, zuerst in Natriumhydrogencarbonat umgewandelt: Nach Abfiltrieren der Feststoffe (Calciumsulfit) wird das Filtrat erhitzt, um das Bicarbonat in Carbonat zu überführen, das mit SO, aus Abgasen reagieren kann.
  • Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Zeichnungen näher erläutert, worin F I G . 1 ein Phasendiagramm für das System CaO-H20-C02 bei 16 0C, F I G . 2 ein Fließschema für eine Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, das zum nassen Waschen von Abgas eingerichtet ist, F I G . 3 ein Fließschema für eine weitere Durchfüh rungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, das an ein "Doppelalkali"-Rauchgaswaschsystem angepaßt ist, und F I G . 4 ein Fließschema für eine weitere Durch führungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, das zum Waschen von Abgas eingerichtet ist, darstellen.
  • Aus wirtschaftlichen Gründen ist Kalkstein das bevorzugte Ausgangsmaterial. Kalkstein setzt sich hauptsächlich aus Erdalkalicarbonaten zusammen. Er kann Verunreinigungen, wie beispielsweise Ton, Sand, Phosphat oder Eisen, enthalten, jedoch wird er häufig in verhältnismäßig reiner Form gefunden. Kalkstein besteht hauptsächlich aus Calciumcarbonat (CaC'03), kann jedoch in variierenden Mengen bis zu etwa 45 Gew.-% Magnesiumcarbonat (MgCO3) enthalten. Wenn der Magnesiumcarbonat-Gehalt über-20% beträgt, wird der Kalkstein dolomitischer Kalkstein genannt. Kalkstein ist ein sedimentäres Material, bei dem man im allgemeinen an Kalkfelsen denkt, jedoch kann er auch in Form fossiler Ablagerungen, wie von Muscheln, Kreide, Coquina (Kalkstein aus den Schalen von Schalentieren) und Mergel vorliegen. Marmor ist kristallisierter Kalkstein. Wegen seiner ubiquitären Verbreitung und seinem verhältnismäßig leichten Abbau ist Kalkstein ein billiges Rohmaterial.
  • Demgemäß umfaßt der Ausdruck "Kalkstein" im vorliegenden Zusammenhang auch dolomitische Kalksteine, Marmor und andere calciumcarbonathaltigen Gesteine sedimentären Ursprungs einschließlich Muscheln, Kreide, Coquina und Mergel.
  • Natürlich können auch andere Formen von Calciumcarbonat einschließlich Calcit verwendet werden.
  • Das Ausgangsmaterial ist vorzugsweise mechanisch fein vermahlener Kalkstein. Je geringer die Korngröße ist, um so größer wird die Produktionsgeschwindigkeit für aktiviertes Calciumcarbonat (Verringerung der Verweilzeit im Druckkessel), jedoch ist feinteiliger Kalkstein kostspieliger in der Herstellung. Es eignen sich beispielsweise Korngrößen, die zu 100% unter 0,21 mm (70 mesh) liegen, bis zu solchen, die zur100% unter 0,074 mm (200 mesh) liegen.
  • Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß es eine sehr geringe Teilchengröße (wie die von Talkum) liefert, ohne daß ein Energieverbrauch für eine derartige Teilchenverringerung durch mechanisches Vermahlen erforderlich wäre.
  • Die Beschickung des Autoklaven in Form einer Kalksteinaufschlämmung wird in herkömmlicher Weise hergestellt, beispielsweise durch mechanisches Vermahlen, und enthält typischerweise 10 bis 30 Gew.-% Feststoffe. Die Feststoffkonzentration ist jedoch nicht#von besonderer Wichtigkeit und wird mindestens teilweise von der Fähigkeit des Rührers in dem Autoklaven, eine gerührte Suspension oder Aufschlämmung aufrechtzuerhalten, bestimmt.
  • Gewünschtenfalls kann ein herkömmliches Antischäummittel der Kalksteinaufschlämmung-Beschickung für den Autoklaven zugesetzt werden.
  • Es wurde auch gefunden, daß der Kalksteinaufschlämmung mit Vorteil Natriumcarbonat zugesetzt werden kann.
  • Es hat sich gezeigt, daß Natriumcarbonatmengen von nur-1 bis 21%, und darunter, bezogen auf das Gewicht des Kalksteins, die Bildung des instabilen Feststoffes in der Aufschlämmung signifikant beschleunigen.
  • Die Kalksteinaufschlämmung wird mit Kohlendioxid bei einer Temperatur und unter einem Druck in Berührung gebracht, bei denen die stabile feste Phase (siehe Fig. 1) in die instabile feste Form umgewandelt wird. Zweckmäßig liegt der Druck bei 16 bar (22cm psia) oder darüber und vorzugsweise bei 21 bar Überdruck (300 psig) oder darüber.
  • Es gibt keine bekannte theoretische Obergrenze für den Kohlendioxiddruck, vielmehr wird die obere Grenze lediglich durch praktische Erwägungen einschließlich der Druckauslegung der verwendeten Druckvorrichtungen bestimmt. Bei einem Kohlendioxiddruck oberhalb etwa 21 bar Überdruck (300 psig) kann der feste Kalkstein in seiner Gesamtheit in den instabilen Feststoff Calciumhydrogencarbonat umgewandelt werden, der eine Löslichkeit von eflva 0,3 Gew.-% aufweist. Somit beträgt die Ca++-Ionenkonzentration von Ca(HCO3)2 etwa 0,075 g/l gegenüber 0,11 g/l von Ca(OH)2.
  • Man nimmt an, daß sich-bei 16 0C die instabile Calciumbicarbonatphase erneut zu Carbonat zersetzt, wenn der Kohlendioxiddruck unter etwa 21 bar Überdruck (300 psig) verringert wird. Es wurde gefunden, daß fester Kalkstein eine wesentlich höhere Ca++ -lonenkonzentration in mit gasförmigem Kohlendioxid gesättigtem Wasser erzeugt als in kohlendioxidfreiem Wasser, wobei sich die Ca++-Konzentration mit dem Kohlendioxidpartialdruck erhöht.
  • Der Mindestübergangsdruck (Partialdruck von Kohlendioxid) bei 25 0C beträgt etwa 16 bar (225 psia) (etwa 17 bar Überdruck (240 psig)) und bei 16 0C etwa 21 bar-Überdruck (300 psig). Die Auflösungsgeschwindigkeit von Kalkstein in dem Autoklaven wird unzweifelhaft bei höheren Temperaturen erhöht. Höhere Temperaturen begünstigen die Umwandlung von Calciumcarbonat in die instabile feste Form, jedoch wird ein derartiger Anstieg teilweise wieder durch die Abnahme der Löslichkeit von Kohlendioxid in Wasser bei steigender Temperatur kompensiert. Aus diesem Grund und im Hinblick auf die wirtschaftlichen Belange wird Umgebungs-(oder Raum-)Temperatur bevorzugt.
  • Der Kohlendioxiddruck wird aufrechterhalten, bis mindestens ein beträchtlicher Anteil des teilchenförmigen Kalksteins in die instabile feste Form umgewandelt ist; an diesem Punkt verflacht sich der Kohlendioxiddruck in der Gasphase, wodurch angezeigt wird, daß wenig oder kein Kohlendioxid in die flüssige Phase absorbiert wird. Wenn nötig, muß Kohlendioxid der Gasphase zugesetzt werden, um den erwünschten Druck aufrechtzuerhalten.
  • Etwa nach Erreichen des Gleichgewichtes oder nach Erzielung einer beträchtlichen Umwandlung in die instabile Form wird die Aufschlämmung schlagartig auf einen beträchtlich niedrigeren Druck entspannt, wodurch die erwünschte Teilchengrößenverringerung hervorgerufen wird.
  • Durch den Ausdruck "schlagartig" wird etwa eine Sekunde oder weniger, vorzugsweise ein Bruchteil einer Sekunde bezeichnet. Dies kann in jeder zweckmäßigen Weise bewirkt werden; beispielsweise durch Hindurchleiten der unter Druck stehenden Aufschlämmung durch ein herkömmliches Druckminderungsventil. Während die Art der Entspannung für sich nicht von besonderer Bedeutung ist, ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren jedoch die Schlagartigkeit der Entspannung von großer Bedeutung.
  • Der Kohlendioxiddruck nach der Entspannung muß unter 21 bar Überdruck (300 psig) liegen; er ist im übrigen Jedoch nicht von entscheidender Bedeutung. Es ist nur wichtig, daß der Druckabfall beträchtlich ist und schlagartig erfolgt, wenngleich eine Verminderung des Druckes in mehreren Stufen, wobei jede dieser Verminderungen schlagartig erfolgt, bevorzugt sein kann, um di e die Arbeitsanforderungen für das erneute Unterdrucksetzen des aus der Aufschlämmung in Freiheit gesetzten Kohlendioxids zu verringern. In zweckmäßiger Weise kann der Druck auf etwa Atmosphärendruck erniedrigt werden.
  • Das erhaltene Calciumcarbonat ist im Gegensatz zu dem griesartigen vermahlenen Kalkstein ein feines Pulver, das Gesichtspuder ähnelt. Die Entspannung hat die Bildung einer Aufschlämmung der aktiven Form des Calciumcarbonats zur Folge, und diese Aufschlämmung kann anschließend so, wie sie ist, zur Entfernung von Schwefeloxid in einer herkömmlichen Naßwaschanlage verwendet werden. Alternativ kann das ausgefällte aktive Calciumcarbonat aus der Lösung, in der es gebildet worden ist, zum Aufbewahren und darauffolgenden Verbrauch abgetrennt werden. Es ist jedoch überraschenderweise gefunden worden, daß das ausgefällte Calciumcarbonat aktiver bleibt, wenn es nicht aus dem wäßrigen Medium abgetrennt und getrocknet wird.
  • In Fig. 1 ist ein theoretisches Phasendiagramm für ein CaO-H20-C02-System bei 16 0C gezeigt. In dem Phasendiagramm.ist die stabile feste Phase links von P1 Calciumhydroxid, diejenige zwischen P1 und P2 Calciumcarbonat und die rechts von P2 Calciumbicarbonat. - P2 ist der Übergangsdruck zwischen Calciumcarbonat und -bicarbonat.-Bei Drücken oberhalb P2 ist allein das Bicarbonat stabil. Aus J.Am.Chem.Soc. 38, 975 bis 983 (1916) ist P2 als 'etwa 15 atom" (220 psia bzw. 235 psig) bei 25 C bekannt. Fig. 1 ist aus der genannt#en Literaturstelle reproduziert und zeigt für P2 einen Wert von 19,96 atm (log. 1,3) bei 16 OC (295 bzw. etwa 300 psig).
  • Bei der in Fig. 2 erläuterten Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Aufschlämmung aus vermahlenem Kalkstein durch Rühren in Tank 1 gebildet, und dem Reaktor 2 zugeführt, wo sie mit Kohlendioxid umgesetzt wird, das bei 3 mit einem Überdruck von etwa 35 bar (500 psig) eingeblasen wird. Die unter Druck gesetzte Feststoffaufschlämmung wird anschließend unter schlagartiger Druckentspannung in einen weiteren Reaktor 4 überführt, indem das aktive Calciumcarbonat mit verringerter Teilchengröße gebildet wird. Diese aktivierte, entspannte Aufschlämmung, die gewünschtenfalls mit Wasser oder Waschflüssigkeit verdünnt ist, wird anschließend einem Rauchgaswäscher 5 zugeführt, damit sie dort Schwefeldioxid und andere saure Gase entfernen kann.
  • Eine weitere Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Fig. 3 dargestellt, wobei das Verfahren an das sog. Doppelalkali-Rauchgaswaschsystem angepaßt ist.
  • Bei dieser Durchführungsform wird eine Aufschlämmung$ feingemahlenem Kalkstein / in Tank 10 hergestellt und einem Reaktor 12 zugeführt, in dem es mit Kohlendioxid unter einem Überdruck von etwa 35 bar (500 psig) zu einer unter Druck stehenden Aufschlämmung 9 umgesetzt wird. Diese unter Druck stehende Aufschlämmung wird anschließend in einen Lösungsregenerator 14 überführt, in dem die starke reaktionsfähige instabile Calciumverbindung leicht. mit einer Natriumsulfitlösung 2 reagiert, die aus einem Rauchgaswäscher 14 stammt, wobei eine Aufschlämmung 3 gebildet wird, die Calciumsulfit in fester Form sowie gelöstes Natriumbicarbonat enthält. Die Aufschlämmung 3 wird anschließend in dem Druckminderungstank 18 entspannt und danach zur Entfernung der aus Calciumsulfit bestehenden Feststoffe in das Filter 20 geleitet. Die filtrierte Lösung 5 wird anschließend durch den Lösungserhitzer 22 erhitzt und im Tank 24 weiter entspannt, um das Natriumbicarbonat in Natriumcarbonat in Lösung 1 umzuwandeln, die dazu verwendet wird, das Rauchgas im Turm 16 zu waschen.
  • Noch eine andere Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Fig. 4 dargestellt; dabei wird Kalkstein durch ein Mahlwerk 20 vermahlen und mit Wasser vermischt, so daß eine Aufschlämmung gebildet wird, wie in den zuvor beschriebenen Durchführungsformen der Fall.
  • Gleichfalls ebenso wie dort wird die vermahlene Kalksteinaufschlämmung in einen gerührten Autoklaven 22 eingeleitet, in dem sie unter einem Überdruck von etwa 35 bar (500 psig) mit Kohlendioxid, das vom Kompressor 24 zugeführt wird, zu einer Aufschlämmung der instabilen Calciumverbindung umgesetzt wird. Die Aufschlämmung der instabilen Verbindung wird anschließend durch das Druckminderungsventil 26 in einen rotierenden Zerstäuber-28 und Sprühtrockner 30 injiziert. Bei dem Hindurchtritt durch das Druckminderungsventil 26 wird die Aufschlämmung auf annähernd Atmosphärendruck schlagartig entspannt, wodurch eine Blitzverdampfung unter Erzeugung eines stark reaktionsfähigen Aerosols erfolgt. Im Sprühtrockner 30 reagiert dieses Aerosol aus Calciumcarbonat mit Schwefeloxiden und anderen sauren Gasen, die in heißem Abgas enthalten sind, das durch den Sprühtrockner strömt. Das Wasser der Aufschlämmung wird im Sprühtrockner 30 verdampft; das erhaltene Trockenprodukt besteht hauptsächlich aus Calciumsulfit oder -sulfat - je nach dem Gehalt des Abgases an freiem Sauerstoff. Der Sprühtrockner 30, der bei dieser Durchführungsform verwendet wird, kann ein beliebiges Gerät sein, wie es in "Spray-dryer System Scrubs S02", Power, Januar 1979, Bd. 123, Nr. 1, S. 29-32 beschrieben ist.
  • Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Laborversuchen näher erläutert: Beispiele In einem Ansatz 1 wurden 60 cm3 einer wäßrigen Aufschlämmung, die 16 2/3% gewöhnlichen vermahlenen Kalkstein (Feinheit für landwirtschaftliche Zwecke, 7% Magnesiumcarbonat) enthielt, in eine Glaszelle für Absorptionsversuche mit einem Innendurchmesser von etwa 7 cm und einer scheibenförmigen Glasfritte in der Nähe des Bodens eingegossen. Durch die scheibenförmige Fritte wurde ein synthetisches Abgas mit einem Gehalt von 4600 ppm Schwefeldioxid und mit einer Geschwindigkeit von 0,566 m3/h (20 SCF/H) eingeleitet. In Abständen von 5, 10 und 15 min wurden Proben entnommen und auf ihren Schwefelgehalt analysiert. Die Ergebnisse sind in der unten stehenden Tabelle zusammengefaßt.
  • In Ansätzen 2, 3 und 4 wurde derselbe Kalkstein von landwirtschaftlichem Feinheitsgrad, wie er beim Ansatz 1 verwendet wurde, in einer Menge von 160 g in eine mit einem mit einer Geschwindigkeit von 500 UpM rotierenden Rührer mit sechs Rührblättern ausgestatteten 2-l-PaXr-Bombe einge-/ bracht. Weiter wurden 800 ml destilliertes Wasser in die Bombe eingebracht, wonach der Kopf der Bombe angebracht und ihr Inneres allmählich auf einen Druck von 30 mmHg evakuiert wurde. Danach wurde die Bombe unter einem Überdruck von 35 bar (500 psig) mit Kohlendioxid beschickt.
  • Von Zeit zu Zeit mußte weiteres Kohlendioxid eingebracht werden, da der Druck andauernd fiel. Nachdem der Druck schließlich praktisch einen Gleichgewichtswert erreicht hatte, wurde er schlagartig verringert, indem man die Aufschlämmung durch ein Druckminderungsventil blies, wonach 60 cm3 Aufschlämmungsproben abgenommen wurden. Bei Ansatz 2 wurde die Aufschlämmungsprobe bei Raumtemperatur getrocknet, drei Monate stehengelassen und erneut aufgeschlämmt (60 cm3). Diese Aufschlämmungsprobe wurde anschließend- in eine Glas zelle eingebracht, die gleich derjenigen war, die beim Ansatz 1verwendet wurde, und in der gleichen Weise unter Verwendung des gleichen synthetischen Abgases mit einem Gehalt von 4600 ppm S02 untersucht.
  • Im Ansatz 3 wurde die frisch hergestellte Probe getrocknet und unmittelbar erneut aufgeschlämmt, wonach sie in der oben beschriebenen Weise untersucht wurde.
  • Ansatz 4 war eine Wiederholung des Ansatzes 3, weil die Analyse der Probe, die nach 15 min genommen worden war, aus dem Rahmen zu fallen schien.
  • Bei Ansatz 5 wurde eine Probe von 60 cm einer weiteren frisch hergestellten Aufschlämmung unmittelbar ohne dazwischenliegenden Trocknungsschritt in die Glas zelle eingebracht. Die Aufschlämmungsprobe war in der gleichen Weise hergestellt worden, wie oben beschrieben, mit der einzigen Abweichung, daß ein üblicher landwirtschaftlicher Kalkstein mit einem Gehalt von 0,3 Gew.-oyO Magnesiumcarbonat verwendet wurde. Nach Behandlung in-der Pak -Bombe mit Kohlendioxid unter einem Überdruck von 35 bar (500 psig) in der oben beschriebenen- Weise wurde sie in der GlaszellE unter Verwendung des gleichen synthetischen Abgases ebenfalls in der oben beschriebenen Weise untersucht.
  • Ergebnisse der Reaktionsfähigkeitstests Ansatz Reagenz Zeit S-Aufnahme (min) Gew.-% 1 Kalkstein für 5 0,6 landwirtschaftliche Zwecke 10 0,7 (7% MgCO3) 15 0,7 2 Mit C02 behandelter Kalk- 5 0,6 stein f.landw. Zwecke 10 1,3 (7% MgC03) 15 1,8 3 Mit C02 behandelter Kalk- 5 0,6 stein f.landw. Zwecke 10 1,0 (7% MgCO3)-- 15 3,3 4 Mit C02 behandelter Kalkstein f.landw. Zwecke 15 1,8 (7% MgCO3) 5 Mit C02 behandelter Kalkstein f.landw. Zwecke 15 2,1 (0,3% MgC03) Die Ergebnisse für Ansatz 1 zeigen, daß gewöhnlicher vermahlener Kalkstein anfänglich Schwefeldioxid sehr langsam absorbiert und rasch gesättigt wird, Aus den Ergebnissen der Ansätze 2 bis 5 kann ersehen werden, daß die Behandlung mit Kohlendioxid nach dem erfindungsgemäßen Verfahren die Kapazität des vermahlenen Kalksteins hinsichtlich der Schwefeldioxidabsorption signifikant erhöht wird.
  • Das sehr feine aktivierte CalciuncP.rbonat, das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhalten wird, kann nicht nur zum Waschen von Abgas, wie oben beschrieben, verwendet werden, sondern eignet sich auch als Pigment sowie bei der Behandlung von Wasser, der Entschwefelung von Kohle und der Herstellung von calcinierter Soda.
  • Bekanntlich kann Kohle dadurch entschwefelt werden, daß man sie mit einer Natriumcarbonatlösung unter 1 bis 10 bar Luftdruck behandelt. Die erhaltene Lösung enthält Natriumsulfat. Eine Regenerierung erfordert eine Behandlung mit Kalk zur Ausfällung von Calciumsulfat sowie eine Versetzung mit Kohlensäure, um das Natriumhydroxid in das Natriumcarbonat zu überführen. Diese beiden Stufen könnten gleichzeitig in dem Kalksteinauflösungsreaktor gemäß der Erfindung ablaufen-.
  • Ein billiges Verfahren zur Herstellung von calcinierter Soda könnte die Umsetzung von Kalkstein und-Natrillmsulfatlösung in einem Kalksteinauflösungsreaktor sein.

Claims (11)

  1. Patentansprüche 1. Verfahren zur Aktivierung und Größenverringerung von teilchenförmigem Kalkstein (Calciumcarbonat), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß man a) aus dem teilchenförmigen Calciumcarbonat eine wäßrige Aufschlämmung bildet, b) die wäßrige Aufschlämmung mit gasförmigem Kohlendioxid unter Druck in Kontakt bringt undc) zur Erzeugung einer Aufschlämmung aus Calciumcarbonat mit wesentlich verringerter Teilchengröße den Druck über der Aufschlämmung schlagartig verringert.
  2. 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in Stufe b) einen Kohlendioxidüberdruck von mindestens 21 bar (300 psig) anwendet.
  3. 3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in Stufe b) einen Kohlendioxidüberdruck von mindestens 35 bar (500 psig) anwendet.
  4. 4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennz ei chriet daß man in Stufe b) einen Kohlerdioxidüberdruck von mindestens 56 bar (800 psig) anwendet.
  5. 5. Verfahren gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß man in Stufe c) den Druck der Aufschlämmung auf unter 21 bar Überdruck (300 psig) vermindert.
  6. 6. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man einen teilchenförmigen Kalkstein in Stufe a) einsetzt, der eine Teilchengröße von 0,210 mm oder darunter aufweist.
  7. 7. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in Stufe a) der Aufschlämmung Natriumcarbonat in einer Menge von 2% oder darunter, bezogen auf das Gewicht der Aufschlämmungsfeststoffe, zusetzt.
  8. 8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Entfernung von Schwefeloxiden aus einem diese enthaltenden Gasgemisch, dadurch gekennzeichnet, daß man außerdem d) das Gasgemisch mit der in Stufe c) erhaltenen Calciumcarbonataufschlämmung in Kontakt bringt.
  9. 9. Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man Gasgemisch und Aufschlämmung in einer Trocknungszone in Stufe d) miteinander in Kontakt bringt und dadurch praktisch die Gesamtmenge der wäßrigen Phase der Aufschlämmung unter Erzeugung eines trockenen Rückstandes verdampft.
  10. 10. Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzei cnnet daß man in Stulpe d) eine Aufschlämmung mit einem Gehalt an absorbierten Schwefeloxiden bildet und aus der Kontaktzone entfernt.
  11. 11. Verfahren zur Entfernung von Schwefeloxiden aus einem diese enthaltenden Gasgemisch, dadurch gekennzeichnet, daß man a) eine wäßrige Aufschlämmung aus teilchenförmigem Calciumcarbonat bildet, b) die wäßrige Aufschlämmung mit Kohlendioxidgas unter einem Druck in Kontakt bringt, der ausreicht, um einen beträchtlichen Anteil des Calciumcarbonats in eine instabile feste Form zu überführen, c) die Aufschlämmung aus Stufe b) mit einer. Lösung aus Natriumsulfit oder -sulfat unter Bildung festen Calciumsulfits oder -sulfats und von gelöstem Natriumbicarbonat in Kontakt bringt, d) das feste Calciumsulfit oder -sulfat aus der Natriumbicarbonatlösung abtrennt, e) zur Zersetzung des Natriumbicarbonats und Bildung einer Natriumcarbonatlösung den Druck verringert und f) das Gasgemisch mit der Natriumcarbonatlösung zur Entfernung von Schwefeloxiden durch Absorption in Form von gelöstem Natriumsulfit oder -sulfat in Kontakt bringt und mindestens einen Teil des gelösten Natriumsulfits oder -sulfats in Stufe'c) zurückführt.
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CN117623358A (zh) * 2023-11-21 2024-03-01 杭州正和纳米科技有限公司 高分散超细活性碳酸钙生产工艺及装置

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