SE528693C2 - Förfarande och system för att tillverka utfällt kalciumkarbonat - Google Patents

Förfarande och system för att tillverka utfällt kalciumkarbonat

Info

Publication number
SE528693C2
SE528693C2 SE0401719A SE0401719A SE528693C2 SE 528693 C2 SE528693 C2 SE 528693C2 SE 0401719 A SE0401719 A SE 0401719A SE 0401719 A SE0401719 A SE 0401719A SE 528693 C2 SE528693 C2 SE 528693C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
reaction chamber
stream
chamber system
pressure
calcium carbonate
Prior art date
Application number
SE0401719A
Other languages
English (en)
Other versions
SE0401719D0 (sv
SE0401719L (sv
Inventor
Anders Gidner
Erik Mattsson
Fredrik Lundstroem
Gert Wass
Joergen Dahlin
Kim Carlsson
Lars Stenmark
Mats Larsson
Original Assignee
Chematur Eng Ab
Stora Enso Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chematur Eng Ab, Stora Enso Ab filed Critical Chematur Eng Ab
Priority to SE0401719A priority Critical patent/SE528693C2/sv
Publication of SE0401719D0 publication Critical patent/SE0401719D0/sv
Priority to PCT/SE2005/001017 priority patent/WO2006004503A1/en
Publication of SE0401719L publication Critical patent/SE0401719L/sv
Publication of SE528693C2 publication Critical patent/SE528693C2/sv

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/02Compounds of alkaline earth metals or magnesium
    • C09C1/021Calcium carbonates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F11/00Compounds of calcium, strontium, or barium
    • C01F11/18Carbonates
    • C01F11/181Preparation of calcium carbonate by carbonation of aqueous solutions and characterised by control of the carbonation conditions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/0081Composite particulate pigments or fillers, i.e. containing at least two solid phases, except those consisting of coated particles of one compound
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/06Treatment with inorganic compounds
    • C09C3/063Coating
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C5/00Other processes for obtaining cellulose, e.g. cooking cotton linters ; Processes characterised by the choice of cellulose-containing starting materials
    • D21C5/02Working-up waste paper
    • D21C5/025De-inking
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/63Inorganic compounds
    • D21H17/67Water-insoluble compounds, e.g. fillers, pigments
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/63Inorganic compounds
    • D21H17/67Water-insoluble compounds, e.g. fillers, pigments
    • D21H17/675Oxides, hydroxides or carbonates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/60Optical properties, e.g. expressed in CIELAB-values
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/54Improvements relating to the production of bulk chemicals using solvents, e.g. supercritical solvents or ionic liquids

Description

528 693 askpartiklarna. Detta resulterar i ett "återvunnet" PCC- pigment som innehåller en "kärna" av aska. Egenskaperna hos det återvunna PCC:t liknar oanvänd PCC, dvs. det är icke- slipande och ljust till färgen.
Olika vanliga förfaranden för att tillverka PCC beskrivs i t.ex. Manufacture of_precipitated calcium carbonate, J. Laine, Paperi ja Puu - Papper och trä, Nr. 11, s. 725, 1980, och i hänvisningar däri.
UPPFINNINGEN I SAMMANDRAG En begränsning hos de beskrivna förfarandena för att tillverka PCC är att de alla är tidskrävande beroende på långsamheten hos de innefattade kemiska reaktionerna.
En nackdel med förbränning av returpappersslam är att det ovan identifierade, patenterade förfarandet, för att omsluta förbränningsaskan i PCC, krävs för att överhuvudtaget kunna återanvända askan i papperstillverkningsprocessen.
Vidare måste stora mängder PCC skapas för att förbättra ljusheten hos förbränningsaskan. U.S. pat. nr. 5,759,258 nämner att andelen förbränningsaska kan utgöra uppemot cirka 50 procent av produktens vikt. I en typisk produkt komer andelen aska ligga mellan 5 och 30 procent, och företrädesvis mellan 10 och 25 procent. Således måste stora mängder PCC skapas för att återanvända askan som blir kvar efter förbränning av returpappersslam.
Dessutom är kanske inte förbränningsaskan lämplig för åter- användning ett stort antal gånger eftersom den är slipande och grå. PCC:t som utfälls på askan kan nötas av med tiden.
Enligt en första aspekt på föreliggande uppfinning tillverkas utfällt kalciumkarbonat i en högtrycksdel av ett system för överkritisk vattenoxidation (supercritical water oxidation, 528 693 SCWO). Trycket och temperaturen i en ström som innehåller oxiderbart material och vatten ökas för att nå ett överkritiskt tillstånd för vatten (dvs. ett tryck på [Ja åtminstone 22 Mæa och en temperatur på minst 374 °C) eller närheten därav. Strömmen fås att strömma i ett första reaktionskamarsystem i SCWO-systemet, varvid en oxidant, företrädesvis syre, tillsätts till det första reaktions- kammarsystemet så att det oxiderbara materialet i strömmen oxideras genom SCWO så att koldioxid och vatten bildas. Den oxiderade strömen fås sedan att lämna det första reaktionskamarsystemet.
Sedan fås den oxiderade strömmen att ströma in i ett andra reaktionskamarsystem, varvid kalk tillsätts till det andra reaktionskammarsystemet så att koldioxiden i den oxiderade strömmen och kalken reagerar så att utfällt kalciumkarbonat bildas. Trycket inuti det andra reaktionskammarsystemet hålls över atmosfäriskt tryck, t.ex. hålls över det tryck som krävs för att erhålla överkritiskt vatten, medan temperaturen kan vara lägre. Slutligen kan trycket i strömen minskas och de olika beståndsdelarna i strömmen separeras.
SCWO är ett effektivt förfarande för destruktion av organiskt material till koldioxid och vatten. Förfarandet kan användas för behandling av olika avloppsvatten och -slam. Produkterna, koldioxid och vatten, kan bägge användas i den efterföljande karbonatiseringsprocessen.
Kalken tillsätts företrädesvis som en uppslamning av kalciumhydroxid, också känd som kalkmjölk eller släckt kalk.
Uppslamningen av kalciumhydroxid reagerar med koldioxiden i strömmen så att PCC bildas. 528 693 Valfritt, om kalciumhydroxid tillsätts i stökiometriskt överskott, kan ytterligare koldioxid tillföras till strömmen med kalciumhydroxiden för att skapa större kvantiteter PCC.
Alternativt kan kalk tillsättas som torr, osläckt kalk, Ca0, som reagerar med vattnet så att en uppslamning av kalciumhydroxid bildas, och karbonatiseringsreaktionen utförs sedan såsom beskrivits ovan.
Det höga trycket har visat sig vara mycket fördelaktigt i termer av reaktionshastigheter. Försök i full skala har visat att insprutad kalciumhydroxid kan omvandlas till PCC snabbt och effektivt.
Närvaron av vatten och koldioxid vid högt tryck ger utmärkta möjligheter att relativt enkelt inkorporera ett system för tillverkning av PCC i systemet för SCWO. I princip behövs bara en kalkförsörjningskälla och ett reaktionskammarsystem läggas till SCWO-systemet för att åstadkoma ett kombinerat system för SCWO och tillverkning av PCC. Det höga trycket i reaktionskammarsystemet förkortar avsevärt reaktionstiden för karbonatiseringen, jämfört med vanliga lågtrycksprocesser.
Enligt en andra aspekt på föreliggande uppfinning tillämpas förfarandet för att tillverka utfällt kalciumkarbonat, enligt ovan, på en slamström som innehåller pappersfyllmedel. Den organiska delen av slammet oxideras genom SCWO, medan pappers- fyllmedlet som transporteras i strömen genom det första reaktionskammarsystemet förblir huvudsakligen icke-konverterat avseende kemisk sammansättning. Sedan transporteras pappers- fyllmedlet i strömen genom det andra reaktionskamarsystemet medan det bildade, utfällda kalciumkarbonatet åtminstone delvis fälls ut på det huvudsakligen icke-konverterade pappersfyllmedlet. Slutligen återvinns pappersfyllmedlet. 528 695 När slam, såsom t.ex. returpappersslam behandlas med SCWO kan väldigt ljust fyllmedel återvinnas, i vissa fall nästan lika ljust som nytt fyllmedel. Det återvunna fyllmedlets ljushet bestäms emellertid mer eller mindre av råmaterialet, dvs. kvaliteten på fyllmedlet i det återvunna pappret och mängd oorganiska föroreningar i råmaterialet eller erhållna i avfärgníngsprocessen.
Förfarandet enligt ovan ökar ljusheten hos fyllmedel återvunnet från slam genom SCWO. Ljusheten förbättras genom tillverkning av PCC i SCWO-processen, efter SCWO-reaktionen, men innan trycket reduceras till omgivande tryck. Förfarandet enligt föreliggande uppfinning använder sig av det höga koldioxidinnehållet och det höga trycket i avloppsvattnet från SCWO-processen, innan trycket sänks, för att snabbt och effektivt omvandla kalciumhydroxid till PCC.
Om en kalciumhydroxid med hög ljushet används är det bildade PCC:t ljusare än det återvunna fyllmedlet. Detta betyder att PCC:t kommer att öka den totala ljusheten hos blandningen av det bildade PCC:t och det återvunna fyllmedlet jämfört med ljusheten hos enbart âtervunnet fyllmedel. Den ökade ljusheten tros vara ett resultat av en kombination av blandningseffekt och utfällning av det tillverka kalciumkarbonatet på det mindre ljusa, återvunna fyllmedlet.
Enligt ytterligare aspekter på föreliggande uppfinning åstadkoms system för att tillverka PCC enligt de ovan identifierade förfarandena.
Dessa och andra syften uppnås medelst förfaranden och system enligt de bifogade patentkraven.
Ytterligare särdrag hos och fördelar med uppfinningen framgår nedan av den detaljerade beskrivningen tillsamans med de bifogade patentkraven och bifogad figur. 528 693 KORTFATTAD BESKRIVNING AV RITNINGARNA Fig. 1 är en schematisk representation av ett system för att tillverka utfällt kalciumkarbonat enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning.
DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER Med hänvisning till fig. 1 kommer ett system för tillverkning av utfällt kalciumkarbonat i ett SCWO-system att beskrivas.
En ström avloppsvatten som innehåller oxiderbart material samlas upp i en matningstank 11 utrustad med en blandare.
Matningstanken 11 är förbunden med en hjälppump 12 och en högtryckspump 13 för matning. Hjälppumpen 13 försörjer högtryckspumpen 13 för matning med ett konstant insugnings- tryck. Högtryckspumpen 13 för matning höjer matningstrycket till ett tryck som krävs för att vatten ska vara överkritiskt.
I föreliggande utföringsform höjer högtryckspumpen 13 för matning trycket i strömmen med avloppsvatten till cirka 250 bar och pumpar avloppsvattnet genom systemet.
Strömmen med avloppsvatten komer sedan in i en förvärmare 14, där det förvärms av utloppsströmmen från reaktorn. Sedan komer strömen med avloppsvatten in i en värmare 15, som höjer temperaturen i strömen med avloppsvatten till en temperatur som är lämplig för att påbörja oxidationen. I föreliggande utföringsform höjer värmaren 15 temperaturen i strömen till cirka 350-400 °C, varefter strömmen med avloppsvatten fås att strömma från ett inlopp 16a mot ett utlopp 16b i en SCWO-reaktor 16. Typiskt används värmaren 15 endast vid uppstartning av oxidationen. När den exoterma reaktionen har startat genereras tillräckligt med värme, och värmaren 15 kan förbigâs. 528 693 Syre från en försörjningstank 17 matas till SCWO-reaktorn 16 via en syrepump 18 och en syreförångare 19, varvid det oxiderbara materialet i strömmen med avloppsvatten oxideras genom överkritisk vattenoxidation så att koldioxid och vatten bildas. Oxidationsreaktionen alstrar värme, och som ett resultat därav ökar reaktortemperaturen, t.ex. till cirka 600 °C. Om innehållet organiskt material i strömmen med avlopps- vatten är för högt för fullständig oxidation utan att över- skrida SCWO-reaktorns maximala konstruktionstemperatur, kan en SCWO-reaktor med flera steg, valfritt med kylvattensförsörj- ning, användas.
Den oxiderade strömmen med avloppsvatten fås att lämna SCWO- reaktorn 16 genom dess utlopp 16b, och matas till förvärmaren 14 för att förvärma den inkommande strömen med avloppsvatten.
Värmen från reaktionen kan enkelt återvinnas i en ånggenerator som innefattar en ângkokare 20 och en kokvattenpump 21 inrättad att pumpa kokvatten till ångkokaren 20, i vilken en specificerad ångkvalitet kan genereras. Temperaturen i avloppsvattnet nedströms om ångkokaren 20 kan vara 150-230 °C.
Utloppsvattnet kyls sedan till sin slutliga utloppstemperatur i en avloppsvattenkylare 22. Den slutliga utloppstemperaturen kan vara 10-80 °C.
Det kylda utloppsvattnet fås att passera genom en valfri tryckreduceringsanordning 23, t.ex. tryckreduceringsspiraler, för att reducera trycket. Tryckregleringsvatten kan tillsättas före tryckreduceringsanordningen 23 för att styra trycket uppströms.
Avloppsvattnet fås sedan att strömma från ett inlopp 24a mot ett utlopp 24b i en PCC-reaktor 24. En uppslamning av kalciume hydroxid, även känt som kalkmjölk, matas från en försörjnings- 528 693 tank 25 till PCC-reaktorn 24 via en kalciumhydroxidpump 25, varvid koldioxiden i den oxiderade strömen med avloppsvatten och kalken reagerar så att PCC bildas. Temperaturen hos strömmen inuti PCC-reaktorn 24 kan vara vilken lämplig temperatur som helst, men är företrädesvis l0-80 °C. Trycket i strömmen inuti PCC-reaktorn 24 kan vara vilket lämpligt tryck som helst över atmosfäriskt tryck. Trycket kan vara ett tryck som är överkritiskt för vatten, t.ex. 230 bar, och i ett sådant fall kan tryckreduktionsanordningen 23 avvaras.
Den reagerade, utmatade strömen från PCC-reaktorn 24 fås att passera genom ytterligare en tryckreduktionsanordning 27, t.ex. tryckreduktionsspiraler, för att reducera trycket.
Tryckregleringsvatten kan tillsättas före tryckreducerings- anordningen 27 för att styra trycket uppströms.
Den reagerade strömen kommer sedan in i en gaslvätske- separator 28, som separerar eventuella gaser i den reagerade strömen, t.ex. spår av N, och icke-reagerad 0, och C02, från den flytande/fasta fasen som innefattar vattnet och PCC:t.
Det skall inses att i alternativa varianter av utföringsformen enligt ovan, anordnas PCC-rektorn 24 mellan ångkokaren 20 och utloppsvattenkylaren 22, mellan förvärmaren 14 och ångkokaren eller mellan SCWO-reaktorutloppet 16b och förvärmaren 14.
Temperaturen inuti PCC-reaktorn 24 komer då uppenbarligen vara högre.
På liknande vis kan kalken tillsättes till försörjningstanken som torr, osläckt kalk, som fås att reagera med vattnet däri så att kalciumhydroxid bildas, varefter kalciumhydroxiden pumpas till PCC-reaktorn 24. 528 693 Vidare, om stora mängder PCC ska tillverkas, kan ytterligare koldioxid tillföras till, t.ex. bubblas igenom, PCC-reaktorn 24! Företrädesvis tillsätts kalciumhydroxid i mängder upp till stökiometriska mängder för att bilda PCC enligt reaktionen C8.(0H)2 + CO, -) CaCOa (S) + H20.
Vidare kan PCC-reaktorn 24 vara en blandningsreaktor för kontinuerlig process som innefattar två blandningsreaktions- kamare i serie som beskrivs i den ovan identifierade artikeln Manufacture of precipitated calcium carbonate, J. Laine, Paperi ja Puu - Papper och trä, nr. ll, s. 725, 1980.
Innehållet i denna artikel, så väl som innehållet i den ovan identifierade U.S. pat. nr. 5,759,258 (MINERALS TECHNOLOGIES INC.) innefattas häri.
Reaktionsparametrarna för PCC-rektionsprocessen i PCC-reaktorn 24 styrs för att skapa PCC med en önskad kristallstorlek och morfologi.
Det skall observeras att reaktionen för att skapa PCC kan fortsätta efter det att strömmen har lämnat PCC-reaktorn 24.
PCC-reaktionen kan till exempel avslutas inuti gaslvätske- separatorn 28.
SCWO kan användas för att behandla returpappersslam för att återvinna pappersfyllmedel. Det återvunna pappersfyllmedlet har visat sig vara av god kvalitet, dvs. hög ljushet, se t.ex.
U.S. Patent Application Publication nr. US 2004/0020616 A1 (DAHLBLOM med flera.), och artiklarna Oxidation of deinking sludge in sqpercritical water, A. Gidner med flera., presenterad på Workshop, Managing pulp and paper process residues, 30-31 maj 2002, Barcelona, Spanien, och Oxidation of deinking sludge in supercritical Water, In practice, J. 528 695 Dahlin, Workshop, Managing pulp and paper PIOCGSS Iesíduesf -31 Maj 2002, Barcelona, Spanien, vilkas innehåll härmed innefattas häri.
De senare referenserna fastslår att medan det återvunna pappersfyllmedlet har tillräcklig kvalitet för återanvändning i tidningspapper, är fyllmedlet inte tillräckligt ljust för allmän användning i papper av högre kvalitet.
I en särskild utföringsform av föreliggande uppfinning är således strömen, som innehåller oxiderbart material och vatten, ett slam, t.ex. ett returpappersslam, som innehåller pappersfyllmedel, varvid den organiska delen oxideras genom SCWO, medan pappersfyllmedlet transporteras i strömen genom SCWO~reaktorn 16 och lämnas huvudsakligen icke-konverterat med avseende på kemisk samansättning. Med termen "huvudsakligen icke-konverterat" papppersfyllmedel i den föreliggande texten avses att pappersfyllmedlet huvudsakligen inte har kemiskt reagerat eller konverterats till annat kemiskt ämne.
Pappersfyllmedlet transporteras i strömmen genom PCC-reaktorn 24 medan PCC:t, som bildas däri delvis kan fällas ut på pappersfyllmedlet. Pappersfyllmedlet separeras tillsamans med det bildade PCC:t och vattnet i gas/vätskeseparatorn 28.
Slutligen kan pappersfyllmedlet och det bildade PCC:t separeras från vattnet och valfritt andra restprodukter.
Alternativt pumpas vattnet som innehåller det återvunna pappersfyllmedlet och det bildade PCC:t till en pappers- tillverkningsmaskin belägen i närheten av uppfinningens SCWO- system. Övertrycket i SCWO-systemet som orsakats av högtrycks- pumpen 13 kan användas till att transportera det återvunna pappersfyllmedlet och det bildade PCC:t till papperstillverk- ningsmaskinen. 523 e9s « 11 Valfritt, innan pappersfyllmedlet och det bildade PCC:t separeras från vattnet eller innan vattnet som innehåller pappersfyllmedlet och PCC:t pumpas till en papperstillverk- ningsmaskin, kan vattnet som innehåller pappersfyllmedlet och det bildade PCC:t pumpas genom en rengöringsanordning som separerar mörka partiklar, som bildats i SWCO-systemet eller fanns i det ursprungliga slamet, t.ex. med hjälp av olika sedimenteringshastigheter för de mörka partiklarna jämfört med de för det återvunna pappersfyllmedlet och det bildade PCC:t.
Det renade vattnet som innehåller det återvunna pappersfyll- medlet och det bildade PCC:t kan pumpas till ytterligare en reaktor till vilken koldioxid, t.ex. som separerats i gas/vätskeseparatorn 28, och kalk kan tillsättas för att åstadkomma en andra karbonatiseringsreaktion för att tillverka ytterligare PCC och erhålla en ännu ljusare slutprodukt.
Pappersfyllmedlet, vilket är ett oorganiskt material, innehåller talk, lera och/eller kalciumkarbonat. Det bildade PCC:t fås företrädesvis att åtminstone delvis fällas ut på pappersfyllmedlet. Mängden genererad kalciumhydroxid väljs beroende på slammet som används och de önskade egenskaperna hos den återvunna blandningen av papppersfyllmedel och bildat PCC .
Det bildade PCC:t kommer att öka den generella ljusheten hos blandningen av det bildade PCC:t och det återvunna pappers- fyllmedlet jämfört med ljusheten hos enbart återvunnet fyllmedel. Den ökade ljusheten tros vara resultatet av en kombination av blandningseffekt och utfällning av det skapade kalciumkarbonatet på det mindre ljusa återvunna fyllmedlet.
Tester har genomförts för att verifiera resultatet av föreliggande uppfinning. 528 693 12 Pappersfyllmedel som återvunnits från returpappersslam genom SCWO hade en ISO-ljushet på 76,6 %, utan att det hade skapats något PCC i SCWO-systemet. Medan PCC tillverkades vid överkritiskt tryck och vid en temperatur på cirka 20 °C ökade ljusheten hos slutprodukten huvudsakligen linjärt från en ISO- ljushet på 76,6 % till en ISO-ljushet på ca 80 % när PCC skapades i mängder upp till en mängd där det stod för 34 % av den totala mängden av slutprodukten (dvs. återvunnet fyllmedel och skapat PCC). När temperaturen höjdes till 65 °C, existerade fortfarande ökningen av ljushet, men var inte så kraftig som vid den lägre temperaturen.
I ett annat experiment tillverkades PCC i ett SCWO-system, som matades med en ström innehållande vatten och diesel. PCC tillverkades vid överkritiskt tryck och vid temperaturer varierande från cirka 20 °C till cirka 380 °C. Vid lägre temperaturer tillverkades PCC som hade en ISO-ljushet på över 90 %. Vid högre temperaturer (>300 °C) minskade ljusheten när temperaturen ökade. Även om uppfinningen har beskrivits med särskild hänvisning till specifika utföringsformer därav, ska utföringsformerna av uppfinningen som visats och beskrivits i detalj ses som före- dragna utföringsformer av densama. Det skall därför inses att olika ändringar och modifieringar kan tillgripas utan att avvika från uppfinningens andemening och skyddsomfång, såsom definieras av bifogade patentkrav.

Claims (19)

10 15 20 25 528 693 13 PATENTKRAV
1. Förfarande för tillverkning av utfällt kalciumkarbonat i ett högtryckssystem, k ä n n e t e c k n a t a v stegen att - trycket och temperaturen i en ström som innehåller oxiderbart material och vatten höjs, - nämnda ström fås att strömma från ett inlopp (l6a) mot ett utlopp (16b) i ett första reaktionskammarsystem (16) hos nämnda högtryckssystem, - oxidationsmedel tillsätts till nämnda första reaktions- kammarsystem och det oxiderbara materialet i nämnda ström oxideras genom överkritisk vattenoxidation så att koldioxid och vatten bildas i nämnda första rektionskamarsystem, - nämnda oxiderade ström fås att lämna nämnda första reaktionskammarsystem genom nämnda utlopp, - nämnda oxiderade ström fås att strömma från ett inlopp (24a) mot ett utlopp (24b) i ett andra reaktionskammarsystem (24) hos nämnda högtryckssystem, och - kalk tillsätts till nämnda andra reaktionskammarsystem, och koldioxiden i nämnda oxiderade ström fås att reagera med nämnda kalk så att utfällt kalciumkarbonat bildas i nämnda andra reaktionskammarsystem, medan trycket i nämnda andra reaktionskammarsystem hålls över atmosfäriskt tryck.
2. Förfarande enligt patentkrav 1 varvid trycket i nämnda oxiderade ström som fås att strömma från inloppet mot utloppet i det andra rektionskammarsystemet är ett tryck som är över det tryck som erfordras för att erhålla överkritiska villkor för vatten. 10 15 20 25 528 693 14
3. Förfarande enligt patentkrav 1, varvid tryflket i nämnda oxiderade ström som fås att strömma från inloppet mot utloppet i det andra rektionskammarsystemet är ett tryck som är under det tryck som erfordras för att erhålla överkritiska villkor för vatten.
4. Förfarande enligt något av patentkraven 1-3 innefattande steget att trycket i nämnda ström, efter bildandet av nämnda utfällda kalciumkarbonat, minskas.
5. Förfarande enligt patentkrav 4 varvid trycket i nämnda ström, efter bildandet av nämnda utfällda kalciumkarbonat, reduceras till atmosfäriskt tryck, eller till ett tryck något över atmosfäriskt tryck.
6. Förfarande enligt något av patentkraven 1-5, varvid temperaturen i nämnda oxiderade ström som fås att strömma från inloppet mot utloppet i det andra rektionskammarsystemet är mellan 5 °C och 600 °C, och hellre mellan 10 °C och 80 °C.
7. Förfarande enligt något av patentkraven 1-6, varvid nämnda kalk tillsätts till det andra reaktionskammarsystemet som en uppslamning av kalciumhydroxid.
8. Förfarande enligt något av patentkraven 1-7, varvid ytterligare koldioxid tillsätts till det andra reaktionskammarsystemet.
9. Förfarande enligt något av patentkraven l-8, varvid utfällt kalciumkarbonat även bildas nedströms om nämnda andra reaktionskammarsystem.
10. Förfarande enligt något av patentkraven 1-9, varvid kalciumhydroxid tillsätts till det andra reaktionskammar- systemet i mängder upp till stökiometriska mängder i 10 15 20 25 528 693 15 förhållande till mängderna koldioxid, för att bilda utfällt kalciumkarbonat genom reaktionen Ca(OH)2 + CO, -+ CaC03 (s) + H¿O
11. ll. Förfarande enligt något av patentkraven 1-10, varvid nämnda oxiderade ström fås att strömma genom åtminstone två reaktorkamare i nämnda andra reaktionskammarsystem, och nämnda kalk tillsätts till åtminstone två reaktorkammare i nämnda andra reaktionskammarsystem så att koldioxiden i nämnda oxiderade ström och nämnda kalk reagerar så att nämnda utfällda kalciumkarbonat bildas i nämnda åtminstone två reaktorkammare i nämnda andra reaktionskammarsystem.
12. Förfarande enligt något av patentkraven 1-ll, varvid reaktionsparametrar för nämnda andra reaktionskamarsystem styrs för att bilda nämnda utfällda kalciumkarbonat med en önskad kristallstorlek och morfologi.
13. Förfarande enligt något av patentkraven 1-12, varvid nämnda ström, som innehåller oxiderbart material och vatten, utgörs av ett slam innehållande ett pappersfyllmedel.
14. Förfarande enligt patentkrav 13, varvid - nämnda pappersfyllmedel transporteras i nämnda ström genom nämnda första reaktionskammarsystem under det att det förblir huvudsakligen icke-konverterat, - nämnda pappersfyllmedel transporteras i nämnda ström genom nämnda andra reaktionskammarsystem under det att nämnda utfällda kalciumkarbonat åtminstone delvis fälls ut på nämnda huvudsakligen icke-konverterade pappersfyllmedel, och - nämnda pappersfyllmedel återvinns. 10 15 20 25 528 693 16
15. Förfarande enligt patentkrav 13 eller 14, varvid nämnda utfällda kalciumkarbonat åtminstone delvis fås att fälla ut på nämnda huvudsakligen icke-konverterade pappersfyllmedel-
16. Förfarande enligt patentkrav 14 eller 15, varvid nämnda bildade utfällda kalciumkarbonat och nämnda huvudsakligen icke-konverterade pappersfyllmedel transporteras till en papperstillverkningsmaskin genom att nämnda tryck hålls över atmosfäriskt tryck.
17. Förfarande enligt något av patentkraven 14-16, varvid vikten hos nämnda bildade utfällda kalciumkarbonat är lägre än vikten hos nämnda huvudsakligen icke-konverterade pappersfyllmedel, hellre mindre än halva vikten av nämnda huvudsakligen icke-konverterade pappersfyllmedel, och allra helst mindre än en tredjedel av vikten av nämnda huvudsakligen icke-konverterade pappersfyllmedel.
18. Förfarande enligt något av patentkraven 13-17, varvid kalciumhydroxid tillsätts till det andra reaktionskammarsystemet i mängder mindre än stökiometriska mängder i förhållande till mängden koldioxid, för att bilda utfällt kalciumkarbonat genom reaktionen Ca(OH)2 + C02 -> CaCOB (s) + H20
19. Högtryckssystem för tillverkning av utfällt kalciumkarbonat, k ä n n e t e c k n a t a v - en pump (12, 13) och en värmaranordning (14, 15) inrättade att höja trycket och temperaturen i en ström som innehåller oxiderbart material och vatten, - ett första reaktionskammarsystem (16) innefattande ett inlopp (l6a) och ett utlopp (16b), där inloppet är inrättat 10 15 20 528 695 17 att ta emot nämnda ström som innehåller oxiderbart material och vatten, - ett tillförselsystem (17-19) för oxidationsmedel inrättat att tillsätta oxidationsmedel till nämnda första reaktions- kammarsystem för att oxidera det oxiderbara materialet i nämnda ström genom överkritisk vattenoxidation medan strömmen strömmar in nämnda första reaktionskammarsystem så att koldioxid och vatten bildas och utloppet är inrättat att mata ut nämnda oxiderade ström, - ett andra reaktionskammarsystem (24) innefattande ett inlopp (24a) och ett utlopp (24b), där inloppet (24a) hos nämnda andra reaktionskammarsystem (24) är inrättat att ta emot nämnda oxiderade ström, och - ett kalktillförselsystem (25-26) inrättat att tillsätta kalk till nämnda andra reaktionskammarsystem för att få koldioxiden i nämnda oxiderade ström att reagera med nämnda kalk så att utfällt kalciumkarbonat bildas medan strömmen strömmar i nämnda andra reaktionskammarsystem vid ett tryck över atmosfäriskt tryck, varvid utloppet hos nämnda andra reaktionskammarsystem är inrättat att mata ut nämnda utfällda kalciumkarbonat.
SE0401719A 2004-07-02 2004-07-02 Förfarande och system för att tillverka utfällt kalciumkarbonat SE528693C2 (sv)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0401719A SE528693C2 (sv) 2004-07-02 2004-07-02 Förfarande och system för att tillverka utfällt kalciumkarbonat
PCT/SE2005/001017 WO2006004503A1 (en) 2004-07-02 2005-06-28 Method and system for manufacturing precipitated calcium carbonate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0401719A SE528693C2 (sv) 2004-07-02 2004-07-02 Förfarande och system för att tillverka utfällt kalciumkarbonat

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE0401719D0 SE0401719D0 (sv) 2004-07-02
SE0401719L SE0401719L (sv) 2006-01-03
SE528693C2 true SE528693C2 (sv) 2007-01-23

Family

ID=32733744

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0401719A SE528693C2 (sv) 2004-07-02 2004-07-02 Förfarande och system för att tillverka utfällt kalciumkarbonat

Country Status (2)

Country Link
SE (1) SE528693C2 (sv)
WO (1) WO2006004503A1 (sv)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2528611B (en) * 2011-06-17 2016-03-30 Aerothermal Group Ltd Apparatus and process for treating waste
EP3026172A1 (en) * 2014-11-25 2016-06-01 UPM-Kymmene Corporation Method for treating a stream of a deinking plant and its use and product
CN108178177B (zh) * 2018-03-08 2019-11-08 蒋央芳 一种低团聚纳米碳酸钙的制备方法
CN109879567B (zh) * 2019-01-31 2020-06-19 西安交通大学 一种应对污泥超临界水氧化装置突发停电事故的系统及处理方法
JP2022537895A (ja) 2019-06-28 2022-08-31 バテル・メモリアル・インスティテュート 酸化プロセスによるpfasの破壊及び汚染された場所への輸送に適した装置
CN114616045A (zh) * 2019-08-26 2022-06-10 马来西亚国家石油公司 封存碳的方法
CN110591415A (zh) * 2019-10-11 2019-12-20 常熟市宏宇钙化物有限公司 一种抗团聚改性纳米碳酸钙的制备方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5759258A (en) * 1995-03-15 1998-06-02 Minerals Technologies Inc. Recycling of mineral fillers from the residue of a paper deinking plant
US6251356B1 (en) * 1999-07-21 2001-06-26 G. R. International, Inc. High speed manufacturing process for precipitated calcium carbonate employing sequential perssure carbonation
SE518051C2 (sv) * 2000-12-14 2002-08-20 Stora Kopparbergs Bergslags Ab Sätt att återvinna oorganiskt material ur avfärgningsslam

Also Published As

Publication number Publication date
SE0401719D0 (sv) 2004-07-02
SE0401719L (sv) 2006-01-03
WO2006004503A1 (en) 2006-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hermosilla et al. pH and particle structure effects on silica removal by coagulation
EP2483203B1 (en) Production of calcium carbonate
US5059407A (en) Liquid carbon dioxide injection in exothermic chemical reactions
RU2549856C2 (ru) Способ получения карбоната кальция
WO2006004503A1 (en) Method and system for manufacturing precipitated calcium carbonate
KR102629286B1 (ko) 1종 이상의 알칼리 토금속 탄산수소염을 포함하는 수용액의 제조를 위한 장치
AU2005288922A1 (en) Device and method for purifying waste water
US3419493A (en) Reclaiming water from textile mill waste waters
CN108602701A (zh) 用于制备包含至少一种碱土金属碳酸氢盐的水溶液的方法
JP5412805B2 (ja) アゾール系銅用防食剤含有水の処理方法
WO2012146324A1 (en) Method for treatment of sludge from water and wastewater treatment plants with chemical treatment
CN103466875B (zh) 一种烷基烯酮二聚体生产过程中产生的废盐水的处理方法
JP2007319816A (ja) 水処理装置及び水処理方法
KR100902632B1 (ko) 오폐수처리장치 및 이를 이용한 오폐수처리방법
FI121232B (sv) Förfarande och anordning för att snabba upp kontinuerlig framställning av utfällt kalciumkarbonat
TW201509828A (zh) 含生物難分解性有機物之水的處理方法及處理裝置
RU2571122C2 (ru) Способ получения диоксида хлора
JP2003236592A (ja) 有機性汚泥の処理方法
CN112119042A (zh) 将液体介质中的臭氧氧化分为三个单元操作用于工艺优化
US20200216337A1 (en) Sulfate removal of wet air oxidized spent caustic
EP4082975A1 (en) Oxidation of sulphur species
KR101962679B1 (ko) 이산화탄소 가스(탄산가스)를 이용한 알칼리성 폐수의 중화 및 연수화 시스템 및 그를 포함하는 알칼리성 폐수의 처리 방법
AU2008229997A1 (en) Method of Hydrothermal Treatment of Organic Contaminants of Alkaline Process Solutions
Rew Use of Sodium Aluminate as a Coagulant at Council Bluffs
JP2002159999A (ja) 有機性汚泥の処理方法

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed