EA012518B1

EA012518B1 - Способ измельчения вещества

Info

Publication number: EA012518B1
Application number: EA200870110A
Authority: EA
Inventors: Марк Тийссен; Максим Франк
Original assignee: Солвей (Сосьете Аноним)
Priority date: 2005-12-23
Filing date: 2006-12-19
Publication date: 2009-10-30
Also published as: AR058632A1; HK1199007A1; BRPI0620422B8; CN103922367A; CA2632944A1; EA200870110A1; FR2895286A1; JP2009520587A; FR2895286B1; CN101346311A; US7909272B2; ES2547644T3; EP1966087B1; CN103922367B; CA2632944C; US20080265069A1; BRPI0620422A2; CY1117060T1; JP5400390B2; HUE027709T2

Abstract

Способ измельчения вещества, выбранного из карбоната натрия, бикарбоната натрия и сесквикарбоната натрия или троны, в котором чистящее средство введено в мельницу для получения порошка со средним диаметром менее 100 мкм и препятствования образованию плотных отложений в мельнице.

Description

Изобретение относится к измельчению веществ, выбранных из карбоната натрия, бикарбоната натрия, сесквикарбоната натрия или троны, для непрерывного производства тонких порошков.

Изобретение нацелено более конкретно на предотвращение образования плотного отложения в установках, применяемых для измельчения таких веществ и/или для обработки порошков, полученных при измельчении.

Вещества, такие как карбонат натрия, бикарбонат натрия и сесквикарбонат натрия или трона, обычно применяют в виде тонких порошков, например в виде реагентов для очистки дымовых газов. Когда реагент вводят в дымовой газ, он должен быстро реагировать с примесями, которые он содержит, чтобы получить желаемую эффективность. Известно, что тонкие порошки, имеющие средний размер частиц менее 100 мкм, преимущественно 50 мкм, содержат большую поверхность для контакта с очищаемым дымовым газом и реагируют более быстро. Поэтому они являются предпочтительными.

Получение таких тонких порошков требует интенсивного измельчения исходных веществ, предпочтительно посредством ударных мельниц.

Однако в мельницах наблюдается образование плотных отложений, в специфических мельницах ударного воздействия, когда их применяют для получения порошков, например порошка бикарбоната натрия, диаметр которого меньше 100 мкм. Понимается, что термин плотное отложение означает накопление измельченного материала, прилипшего к стенке мельницы и/или оборудования для обработки измельченного порошка. Образование плотного отложения также наблюдается в установках для обработки таких тонких порошков бикарбоната натрия, особенно в сортировочных установках по размеру частиц, расположенных на выходе из мельниц, или в пневматических установках, применяемых для транспортировки измельченного порошка в силос или на промышленный завод. Плотное отложение в мельницах и установках обработки порошка, очевидно, представляет недостаток, поскольку оно вынуждает периодически останавливать измельчающие и обрабатывающие установки для того, чтобы их очистить и удалить из них плотное отложение.

ΌΕ 10357426 раскрывает способ измельчения, в котором триметилолпропан (ТМП) вводят в мельницу.

Однако авторы изобретения обнаружили, что ТМП может загрязнять измельченный бикарбонат, и его присутствие в полученном бикарбонате может представлять собой проблемы при определенных применениях.

Цель изобретения состоит в том, чтобы исправить вышеуказанные недостатки, с которыми сталкиваются, при измельчении или обработке порошков бикарбоната натрия.

Более конкретно, объектом изобретения является обеспечение способом измельчения вещества, выбранного из карбоната натрия, бикарбоната натрия и сесквикарбоната натрия или троны, до состояния порошка с размером частиц менее 100 мкм, в котором предотвращено образование плотного отложения в мельнице и установках для обработки, на выходе из последней, предотвращен ускоренный износ мельницы и сокращены риски загрязнения получаемого продукта.

Следовательно, изобретение относится к способу измельчения вещества, выбранного из карбоната натрия, бикарбоната натрия и сесквикарбоната натрия или троны, в котором чистящее средство смешивают с веществом, и смесь вводят в мельницу, для получения порошка со средним диаметром менее 100 мкм и препятствования образованию плотных отложений в мельнице, способ, характеризуемый тем, что чистящее средство выбрано из цеолитов, доломита, гидроксикарбоната магния, извести, углеводородов, талька, жирных кислот и жирных кислых солей.

В способе согласно изобретению выражение карбонат натрия неизменно обозначает безводный монокарбонат натрия (Ыа₂СО₃) или гидратированный монокарбонат натрия, особенно моногидрат карбоната натрия (Ыа₂СО₃-Н₂О), гептагидрат карбоната натрия (Ыа₂СО₃-7Н₂О) или декагидрат карбонат натрия (ЖСОз-ЮЩО).

Средний диаметр порошка определен посредством уравнения

в котором п₁ обозначает частоту (по массе) частиц диаметра Л₁. Эти параметры размера частиц определены посредством способа анализа лазерного рассеивания с применением измерительного прибора ΜΑ8ΤΕΚ.8ΙΖΕΚ. 8, произведенного Ма1уегп, примененного в мокром режиме с аксессуаром М8 17 ΌΙΡ 2012.

В предпочтительном свойстве изобретения измельчение выполняют в ударной мельнице. В пределах контекста настоящего изобретения ударные мельницы являются мельницами, в которых измельчаемый материал подвергается ударному воздействию движущихся механических частей, которые дают эффект фрагментирования частиц материала. Ударные мельницы хорошо известны в области техники тонкого измельчения. В частности, они включают (в следующем неисчерпывающем списке): молотковые мельницы, шпиндельные мельницы, истирательные мельницы, шаровые мельницы и дезинтеграторы. Молотковые мельницы являются предпочтительными. Молотковые мельницы, производимые Сгтбтд Тее1то1още5 апб 8ук1ет 8РБ. (модель МО), Ой1ста 2000 8РБ (модель Κ.ΤΜ) или Нокока^а А1рше АС

- 1 012518 (модель АРР) являются наиболее подходящими.

Согласно существенному свойству изобретения чистящее средство смешивают с измельчаемым веществом. В пределах контекста изобретения термин чистящее средство имеет общее определение и относится к материалу, способному к удалению плотных отложений карбоната натрия, бикарбоната натрия и/или сесквикарбоната натрия или троны, присутствующих в промышленной установке, главным образом металлической установке. Такие вещества, например известь, известны способностью очищать мельницы, содержащие плотные отложения. До изобретения их периодически вводили в мельницу, когда появлялись недопустимые плотные отложения. Согласно изобретению чистящее средство предпочтительно вводят в мельницу непрерывно во время ее работы, и это предотвращает появление плотных отложений. Удивительно, на эффективность измельчения это не влияет. Часто она даже повышается, в частности, когда измельчаемое вещество является бикарбонатом натрия, в том смысле, что производительность мельницы увеличивается.

В способе согласно изобретению чистящее средство добавляют к и смешивают с веществом перед и/или во время измельчения. Предпочтительно добавлять его перед измельчением.

В способе согласно изобретению вещество, подвергающееся измельчению, обычно находится в состоянии твердых гранул. Размер частиц указанного вещества не важен для определения изобретения, но на практике он определяет самый подходящий выбор мельницы. Необходимо избегать слишком крупных размеров частиц, чтобы снизить стоимость измельчения. Также необходимо избегать слишком тонких размеров частицы для того, чтобы избежать постепенного склеивания частиц вещества во время его хранения. На практике рекомендовано выбирать размер частиц вещества, характеризуемый средним диаметром Ό,,,. более чем в два раза большим, предпочтительно в 5-10 раз, по сравнению со средним диаметром получаемого порошка. Особенно рекомендуемые размеры частиц представляют средний диаметр О_т от 150 до 250 мкм.

В способе согласно изобретению чистящее средство включает по меньшей мере одну композицию, выбранную из определенных абразивов, углеводородов и жирных кислот или жирных кислых солей.

Когда чистящее средство включает твердый абразив, абразив выбирают из силикатов, оксидов металлов группы 2а, гидроксидов металлов группы 2а, металлических солей, и, в частности, солей металлов группы 2а, зольной пыли (зола, уносимая газообразными продуктами сгорания, в частности, при сгорании бытовых отходов), целлюлозы и крахмала. Цеолиты, кварц, доломит, гидроксикарбонат магния, известь, хлорид натрия, хлорид цинка, сульфат натрия и фторид кальция являются предпочтительными. Цеолиты, доломит, гидроксикарбонат магния и известь являются особенно предпочтительными. Было замечено, что такие вещества, хотя и будучи абразивами, не повреждают размольное оборудование истиранием.

В одном способе осуществления способа согласно изобретению, который является особенно преимущественным, чистящее средство включает углеводород, в качестве горючего, жирную кислоту или соль жирной кислоты, выбранные из стеариновой кислоты, стеарата кальция, стеарата магния и мыл, таких как мыла Марселя. Мыла и, в частности, стеараты, являются предпочтительными.

Чистящее средство может включать несколько из вышеуказанных веществ. Преимущественно оно состоит полностью из одного или более из этих веществ.

В способе согласно изобретению чистящее средство должно быть применено, по меньшей мере, в количестве, достаточном для препятствования образованию плотных отложений в мельнице и, возможно, гарантирования удаления из нее плотных отложений, если бы в ней содержались плотные отложения. На практике количество применяемого чистящего средства зависит от выбранного чистящего средства и условий работы мельницы (пропускная способность, температура и т.д.). В каждом отдельном случае оно должно быть определено посредством обычных испытаний. В целом, замечено, что, в большинстве случаев, желательно чистящее средство применять в количестве по массе большем 0,05 (предпочтительно по меньшей мере 0,1) мас.ч. на 100 мас.ч. измельчаемого вещества. Хотя в принципе нет никакого верхнего предела для количества применяемого чистящего средства, однако на практике не стоит применять слишком большое количество, по причинам стоимости. На практике, таким образом, рекомендовано, чтобы количество применяемого чистящего средства не превышало 20 (предпочтительно 10) мас. ч. на 100 мас.ч. измельчаемого вещества. Количества, варьирующие в пределах от 0,2 до 7 мас.ч. на 100 мас. ч. указанного вещества, являются предпочтительными.

Если чистящее средство выбрано из твердых абразивов, рекомендуемое количество для их применения варьирует в пределах от 0,5 до 10 (предпочтительно 1 до 5) мас.ч. на 100 мас.ч. веществ, подвергаемых измельчению. Если чистящее средство выбрано из жирных кислот или солей жирных кислых, рекомендуемое количество для их применения варьирует в пределах от 0,15 до 1,0 (предпочтительно 0,2 до 0,5) мас.ч. на 100 мас.ч. веществ, подвергаемых измельчению.

Способ согласно изобретению предотвращает появление плотных отложений на мельнице и, таким образом, увеличивает ее емкость. Также замечено, в частности, когда чистящее средство является жирной кислотой или солью жирной кислоты, такой как стеараты, что размер частиц получаемого измельченного продукта является более постоянным.

Способ согласно изобретению особенно применим для изготовления карбоната натрия (как безвод

- 2 012518 ного, так и в форме гидрата), бикарбоната натрия и сесквикарбоната натрия или порошков троны, которые предназначены для очищения дымовых газов, загрязненных летучими кислыми соединениями (особенно хлористым водородом). Также замечено, что присутствие чистящего средства согласно изобретению в порошке, предназначенном для очистки дымового газа, не ослабляет его эффективность. Это наблюдение особенно полезно в случае солей жирных кислот.

Следовательно, изобретение также относится к способу очистки дымового газа, загрязненного летучим кислым соединением, в котором реагент, выбранный из карбоната натрия, бикарбоната натрия и сесквикарбоната натрия или троны, подвергают измельчительному действию для того, чтобы уменьшить его до состояния порошка со средним диаметром менее 50 мкм, и указанный порошок вводят в дымовой газ, способ очистки, характеризующийся тем, что измельчение выполняют посредством способа измельчения согласно изобретению, как определено выше.

В области техники хорошо известно очищение дымовых газов таким образом, чтобы удалить летучие кислые соединения посредством порошкового реагента, выбранного из безводных и гидратированных карбонатов натрия, бикарбонатов натрия и сесквикарбонатов натрия или троны. Это было описано в документе ЕР 0740577В1 [8ОЬУАУ (8оае1е Апопуте)].

Способ очистки согласно изобретению особенно применим для очистки дымовых газов, загрязненных хлористым водородом, особенно дымовых газов, производимых установками для сжигания бытовых и муниципальных отходов и установками для сжигания опасных отходов. Было замечено, что присутствие чистящего средства согласно изобретению, особенно стеаратов, в реагенте, гарантирует лучшее диспергирование последнего в газовом потоке. Это повышает эффективность очистки.

При осуществлении способа очистки согласно изобретению порошок, собранный после измельчения, обычно подвергается классификации по размерам частиц перед его введением в дымовой газ, сказанное введение обычно выполняется посредством механического нагнетателя.

Функцией классификации по размерам частиц является разделение порошка на класс полезных размеров частиц (предполагаемых для ввода в дымовой газ) и на один или более классов более тонких или более крутых размеров частиц, вводимых в дымовой газ.

Классификация по размерам частиц может быть выполнена посредством любого подходящего известного классификатора, например набора сит или прибора для отмучивания.

Нагнетатель должен быть разработан для перемещения порошка в потоке воздуха. В целом он имеет центробежный тип. В способе согласно изобретению нагнетатель может быть расположен на входе или на выходе от классификации по размерам частиц. Обычно он располагается на выходе из измельчения.

В способе очистки согласно изобретению измельчение и классификация преимущественно отрегулированы так, чтобы порошок, вводимый в дымовой газ, имел размер частиц, характеризующийся средним диаметром Э_т менее 50 мкм и наклоном размера частиц менее 5, наклон размеров частиц определяют по уравнению в котором Ό₉₀ (и Ό₁₀) представляют, соответственно, диаметр, для которого 90 и 10%, соответственно, частиц порошка (выраженных по массе), имеют диаметр менее Э₉₀ и Ό₁₀, соответственно. Эти параметры размеров частиц определяют посредством способа анализа лазерного рассеивания с применением измерительного прибора, такого как те, которые описаны выше. Предпочтительные размеры частицы для порошка, вводимого в дымовой газ, соответствуют среднему диаметру частиц 10-30 мкм и наклону размера частиц 1-3. Дополнительная информация относительно оптимальных параметров размера частиц может быть получена из доступного ЕР 0740577 В1, указанного выше [8ОЬУАУ (8оае1е Апопуте)].

Классификаторы размера частицы и нагнетатели, применяемые в способе очистки согласно изобретению, подвергаются риску постепенно покрыться частицами порошка реагента, что является недостатком.

Как следствие, изобретение также относится к способу препятствования плотному покрытию отложениями установки для обработки порошка со средним диаметром менее 50 мкм, выбранного из карбоната натрия, бикарбоната натрия и сесквикарбоната натрия или троны, указанный способ характеризуется тем, что чистящее средство, применяемое и предпочтительное в способе измельчения согласно изобретению, смешивают с указанным порошком.

Изобретение также относится к способу удаления, в установке для обработки порошка, плотных отложений, выбранных из карбоната натрия, бикарбоната натрия и сесквикарбоната натрия или троны, способ характеризуется тем, что чистящее средство, применяемое и предпочтительное в способе измельчения согласно изобретению, вводят в установку.

Способы согласно изобретению для препятствования образованию плотных отложений и для удаления плотных отложений, соответственно, применимы для установок для обработки реагентов, применяемых в способе очистка дымового газа согласно изобретению, определенном выше. Он особенно применим к установкам, которые включают классификатор по размерам частиц для обработки указанного

- 3 012518 реагента и механический нагнетатель для введения его в очищаемый дымовой газ.

Следующие примеры служат для иллюстрирования изобретения.

В этих примерах ТЕС 0/50 бикарбонат [от 8ОБУАУ(8оае1е Апопуте)], имеющий средний диаметр частиц приблизительно 200 мкм, был применен в качестве исходного вещества.

Пример 1 (не согласно изобретению).

В этом примере вышеуказанный бикарбонат натрия измельчали, как таковой, в молотковой мельнице марки ΑΕΡΙΝΕ модели 100 υΡΖ, оборудованной шпиндельными дисками, при следующих условиях:

скорость вращения ротора мельницы: 15000 об/мин;

норма подачи вещества: 3 кг/ч.

Измельчение было отрегулировано таким образом, чтобы получить в результате порошок бикарбоната натрия со средним диаметром частиц приблизительно 10 мкм.

Через 6 ч работы на роторе и статоре мельницы наблюдали толстый слой плотного отложения. Снижение нормы измельчения до 1 кг/ч не изменило вид плотных отложений.

Пример 2 (согласно изобретению).

В этом примере зольную пыль смешивали с 0/50 В1САК бикарбонат натрия в количестве 5 на 100 мас.ч. бикарбоната. Смесь была получена в лабораторном блендере Бобще. Полученную гомогенную смесь измельчали при тех же самых условиях, как и в примере 1.

Через 6 ч работы никакого существенного плотного отложения не было обнаружено на роторе и на статоре мельницы.

Пример 3 (согласно изобретению).

Испытание примера 2 было повторено с применением лекарственного талька в качестве чистящего средства.

Пример 4 (согласно изобретению).

Испытание примера 2 было повторено, за исключением того, что 0,2% стеарат кальция было применено в качестве чистящего средства.

Через 6 ч работы никакого существенного плотного отложения не было обнаружено на роторе и на статоре мельницы. Это качество работы поддерживалось после того, как норма измельчения была увеличена до 6 кг/ч.

Claims

1. Способ измельчения вещества, выбранного из карбоната натрия, бикарбоната натрия, сесквикарбоната натрия или троны, в котором чистящее средство, препятствующее образованию плотных отложений в мельнице, смешивают с веществом и смесь вводят в мельницу для получения порошка со средним диаметром менее 100 мкм, отличающийся тем, что чистящее средство содержит по крайней мере одну композицию, выбранную из цеолитов, доломита, гидроксикарбоната магния, извести, хлорида натрия, хлорида цинка, сульфата натрия, фторида кальция, углеводородов, талька, жирных кислот и солей жирных кислот.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что чистящее средство содержит жирную кислоту или соль жирной кислоты.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что жирная кислота или соль жирной кислоты выбрана из стеарата кальция, стеарата магния и мыл.

4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что порошок имеет средний диаметр менее 75 мкм.

5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что чистящее средство применяется в количестве от 0,2 до 7 мас.ч. на 100 мас.ч. вещества.

6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что вещество используется в виде гранул со средним диаметром более чем в два раза большим, чем диаметр получаемого порошка.

7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что мельница представляет собой ударную мельницу.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что ударная мельница представляет собой молотковую мельницу.

9. Способ очистки дымового газа, загрязненного летучим кислым соединением, в котором реагент, выбранный из карбоната натрия, бикарбоната натрия, сесквикарбоната натрия или троны, подвергают измельчению для уменьшения его до состояния порошка со средним диаметром менее 50 мкм и указанный порошок вводят в дымовой газ, отличающийся тем, что измельчение выполняют посредством способа по любому из пп.1-8.