氨碱法制碱工业碳-钙联合循环工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种氨碱法制碱工业碳

【技术实现步骤摘要】
氨碱法制碱工业碳
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钙联合循环工艺


[0001]本专利技术属于工业废物资源化利用的
，具体地讲，是涉及一种综合利用氨碱厂废液和电厂烟道气捕获CO2或其他CO2尾气，实现氨碱法制碱工业碳
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钙资源联合循环利用的工艺。

技术介绍

[0002]氨碱法制碱是中国最主要的纯碱生产方式之一，其年产量约占总产量的一半，具有投资效益好、产品纯度高等优点。但氨碱法每生产一吨纯碱，约副产11m3的蒸氨废液，以及200kg的固体废渣，蒸氨废液的基本组成为约95
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105g/L的氯化钙溶液和未反应的约35
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45g/L的氯化钠溶液。
[0003][0004]CN112850770A公开了一种氨碱废液用于硫酸钠型盐矿注井采卤的资源化利用方法，将氨碱废液替代淡水注入硫酸钠型盐矿井下，氨碱废液中的氯化钙与岩盐溶腔中的硫酸钠反应生成二水硫酸钙沉淀和氯化钠卤水，硫酸钙在井下填充溶腔，卤水被开采利用，既降低了卤水中的硫酸钠含量，又回收了氨碱废液中的NaCl，实现了氨碱废液的资源化利用。但该法硫酸钙沉淀在溶腔底部，会覆盖底部矿藏，影响底部矿层的开采，且随着氨碱废液注井量的增多，卤井溶腔中的硫酸钠会逐步消耗殆尽，非长久之计。此外，井下副产的盐石膏由于技术问题，无法变成产品，导致资源的大量浪费。目前，对于氨碱法氯化钙废液的处理问题，工业处理的方式多为上述直接排放和注井两种，随着纯碱生产规模的不断扩大，氯化钙废液的排放量日益增多，其处理已成为纯碱行业亟需解决的行业共性技术难题。
[0005]同时，目前全球气候剧烈变化，CO2减排已刻不容缓。纯碱行业是碳减排困扰严重的行业之一，是因为其不仅涉及发电和发热导致的碳排放，还涉及制造工艺过程中的碳排放，目前对其向碳净零排放转变的研究仍较少。由发电厂造成的碳排放占全球碳排放总量的43％，较多氨碱厂设有自己的热电厂，热电厂CO2尾气经脱硫脱硝后直接排放，加剧温室效应。如能综合利用氨碱厂蒸氨废液和热电厂烟道气CO2，将兼具社会效益、经济效益和环境效益。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种氨碱工业碳钙资源的循环工艺，综合利用氨碱厂蒸氨氯化钙废液和热电厂CO2尾气，实现氯化钙废液的资源化利用以及CO2减排的目的，将氨碱厂的碳资源和钙资源实现循环利用，得到碳酸钙产品和氯资源化产物。经核算，氨碱厂热电厂排放CO2完全满足整个纯碱生产所需，且由石灰窑和碳化塔排放的CO2在满足纯碱生产所需之余也完全满足将氯化钙废液处理矿化为碳酸钙所需。碳钙资源的循环利用，避免了氨碱工业中石灰石的外购，同时由于制备得到的碳酸钙不含有石灰石矿中的众多杂质，如Fe等，与石灰石相比更利于煅烧，石灰窑不易结瘤等。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]一种氨碱法制碱工业碳
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钙循环工艺，所述工艺方法为：以蒸氨废液和CO2尾气为原料，通过加入助剂进行矿化反应结晶得到碳酸钙，所述碳酸钙用于取代制碱工艺中的石灰石进行煅烧，为制碱工艺提供CO2和石灰乳，实现钙资源和CO2的循环利用。
[0009]本专利技术的钙循环路线为：制碱工艺中石灰石煅烧产生生石灰，消化得到石灰乳，石灰乳蒸氨，得到蒸氨废液，蒸氨废液与CO2尾气矿化得到微米级或纳米级碳酸钙，碳酸钙代替石灰石煅烧，重复上述过程，实现氨碱法制碱工业的钙循环。
[0010]本专利技术的碳循环路线为：热电厂、石灰窑、碳化塔为整个氨碱工艺能提供CO2，CO2尾气与蒸氨废液矿化得到碳酸钙，碳酸钙煅烧为制碱生产提供熟石灰和CO2，最终得到碳酸钠产品和碳酸钙，碳酸钠产品外售，碳酸钙用于替代外购石灰石，循环利用。
[0011]本专利技术进一步设置为，所述助剂为碱性胺，所述碱性胺选自水溶性胺或油溶性胺。
[0012]本专利技术进一步设置为，所述水溶性胺选自醇胺类化合物、氨基酸盐类化合物、碱性氨基酸类化合物、二胺类化合物、多胺类化合物和芳香胺类化合物等中的一种或多种，所述油溶性胺选自长链叔胺类化合物中的一种或多种。
[0013]本专利技术进一步设置为，所述蒸氨废液经预处理除杂后与CO2尾气矿化反应结晶得到碳酸钙，或是直接与CO2尾气矿化得到碳酸钙。所述蒸氨废液中CaCl2的浓度为0.5～3mol/L。
[0014]本专利技术进一步设置为，所述CO2尾气来自热电厂烟道气、石灰窑窑气和/或碳化塔尾气等，即所述CO2尾气来自热电厂烟道气、石灰窑窑气、碳化塔尾气中的一种或多种。
[0015]本专利技术进一步设置为，所述CO2尾气中CO2的浓度为2％～45％。
[0016]本专利技术进一步设置为，所述CO2尾气脱硫脱硝后进行压缩处理后或不经压缩通入助剂溶液中再与蒸氨废液混合发生矿化反应，或者通入蒸氨废液中再与助剂溶液混合发生矿化反应，亦或者通入助剂溶液与蒸氨废液的混合溶液中发生矿化反应。所述CO2尾气压缩后压力最高至0.8MPa。
[0017]本专利技术进一步设置为，所述蒸氨废液与所述助剂溶液的体积比为1：(0.5～3)。
[0018]本专利技术进一步设置为，本专利技术的碳循环路线还包括：所述CO2尾气脱硫脱硝后提浓，直接用于制碱工艺中氨盐水碳酸化制备纯碱，或/和用于处理之前未处理的氯化钙氨碱废液，矿化制备碳酸钙产品，充分利用烟气CO2，助力氨碱厂的碳减排。
[0019]本专利技术进一步设置为，所述矿化反应结束后固液分离，液相助剂盐酸盐溶液通过助剂再生循环使用，并副产HCl气体或稀盐酸等氯资源化产物。
[0020]本专利技术进一步设置为，所述助剂再生的方法为化学法解吸、热法解吸或双极膜电渗析法。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0022]通过本专利技术的氨碱法制碱工业碳
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钙联合循环工艺，使得整体而言制碱工艺的原料为NaCl溶液和热电厂CO2尾气，制备得到了工业纯碱产品和副产品HCl气体或稀盐酸。通过蒸氨废液矿化结晶并循环回用于制碱的石灰石煅烧工段，避免了氨碱工业中石灰石的外购以及氯化钙废液的排弃或回填，实现了钙资源的循环利用；同时综合利用热电厂烟道气，用于制备工业纯碱并实现了碳资源的循环利用，整个过程实现了无废渣废液排放和全原子综合利用。
附图说明
[0023]图1为氨碱法制备纯碱的工艺流程图；
[0024]图2为氨碱法制碱工业碳
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钙联合循环工艺的工艺流程图；
[0025]图3为氨碱法制碱工业碳
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钙联合循环工艺的示意图。
具体实施方式
[0026]下面以具体实施例对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述。应理解，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的范围。
[0027]根据图1所示为氨碱法制备纯碱的制碱工艺的工艺流程图，在饱和食盐水中通入NH3吸氨得到氨盐水，再通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氨碱法制碱工业碳
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钙联合循环工艺，其特征在于，所述工艺方法为：以蒸氨废液和CO2尾气为原料，通过加入助剂矿化反应结晶得到碳酸钙，所述碳酸钙用于取代制碱工艺中的石灰石进行煅烧，为制碱工艺提供CO2和石灰乳，实现钙资源和CO2的循环利用。2.根据权利要求1所述的氨碱法制碱工业碳
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钙循环工艺，其特征在于，所述助剂为碱性胺，所述碱性胺选自水溶性胺或油溶性胺。3.根据权利要求2所述的氨碱法制碱工业碳
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钙循环工艺，其特征在于，所述水溶性胺选自醇胺类化合物、氨基酸盐类化合物、碱性氨基酸类化合物、二胺类化合物、多胺类化合物和芳香胺类化合物中的一种或多种，所述油溶性胺选自长链叔胺类化合物中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的氨碱法制碱工业碳
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钙循环工艺，其特征在于，所述蒸氨废液经预处理除杂后与CO2尾气矿化反应结晶得到微米级或纳米级碳酸钙；所述蒸氨废液中CaCl2的浓度为0.5～3mol/L。5.根据权利要求1所述的氨碱法制碱工业碳
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钙循环工艺，其特征在于，所述CO2尾气来自热电厂烟道气、石灰窑窑气和/或碳化塔尾气，即所述CO2尾气来自热电厂烟道气、石灰窑窑气、碳化塔尾气中的一种或多种；所述CO2尾气...

【专利技术属性】
技术研发人员：于建国，刘程琳，杨颖，马渊，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：