一种利用高炉煤气制纳米碳酸钙的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用高炉煤气制纳米碳酸钙的方法，高炉煤气含有二氧化碳10~25%、一氧化碳25~35%、总硫100~2000ppm、氧气0.01~0.5%，其余为氮气、氢气、甲烷、饱和水蒸气，温度180~350℃，压力0.2~0.4Mpa，将高炉煤气送至变换炉，转化一氧化碳、有机硫、氧气，残余3~5%一氧化碳；变换气脱除除二氧化碳以外的酸性气体及有机硫到1ppm以下；变换气脱酸脱硫后利用高温梯级制造蒸汽，变换气温度降至110℃，利用变换气的余压发电并将变换气压力降至0.05Mpa，温度在50℃，将变换气送至碳化塔生产纳米碳酸钙，碳化尾气含0~5%二氧化碳，碳化尾气送至高炉气燃烧系统用作热源，燃烧后的气体无需脱硫直接排放。该方法节省能耗，降低了脱硫脱酸的费用，克服了高炉煤气直接燃烧的缺点，有利于纳米级碳酸钙的生产。纳米级碳酸钙的生产。纳米级碳酸钙的生产。

【技术实现步骤摘要】
一种利用高炉煤气制纳米碳酸钙的方法


[0001]本专利技术属于环保与无机化学
，具体涉及一种利用高炉煤气制纳米碳酸钙的方法。

技术介绍

[0002]高炉煤气是高炉炼铁工艺产生的主要副产物，含有10~25%二氧化碳，25~35%一氧化碳、100~2000ppm总硫，0.01~0.5%氧气，其余为氮气、氢气、甲烷、饱和水蒸气，可直接作为燃料来使用，但有着含尘量大，不易着火，燃烧不稳定，燃烧热值低的特点。
[0003]纳米碳酸钙是一种新型超细固体粉末材料，其粒度介于0.01~0.1μm之间，由于纳米碳酸钙粒子的超细化，其晶体结构和表面电子结构产生了变化产生了普通碳酸钙所不具有的量子尺寸效应，小尺寸效应和宏观量子效应，广泛应用于塑料、颜料、涂料、造纸、橡胶，填料行业。
[0004]纳米碳酸钙的制备方法主要以碳化法为主，将精选的石灰石煅烧，得到氧化钙，使氧化钙消化，并将生成的悬浮氢氧化钙在高剪切力作用下粉碎，多级旋液分离除去颗粒及杂质，得到一定浓度的精制氢氧化钙悬浮液；然后通入CO2气体，加入适当的晶型控制剂，碳化至终点，得到要求晶型的碳酸钙浆液；再进行脱水、干燥、表面处理，得到纳米碳酸钙产品。
[0005]CN114212814A商登奎公开了一种纳米碳酸钙的制备方法，该方法是以碳酸钙矿石为原料，将其煅烧分解为氧化钙后进行消化及陈化，加入晶型控制剂，并通入二氧化碳气体进行水浴反应，监测溶液pH值，当pH值达到7后依然持续通入二氧化碳气体使其过碳化直至pH值达到6或以下，停止通气，及时过滤、洗涤干燥，制得纳米碳酸钙。本专利技术通过在氢氧化钙消耗完后持续通入二氧化碳，使链状纳米碳酸钙中较为薄弱的链结处的纳米碳酸钙重新溶解生成碳酸氢钙，使颗粒分开，得到单分散的纳米碳酸钙。
[0006]CN101525147A徐惠等公开了一种纳米碳酸钙的制备方法，先将工业氧化钙加到60℃～70℃的热水中恒温搅拌生成Ca(OH)2悬浮液，工业氧化钙与水的质量比为6/100～8/100，控制悬浮液浓度为4％～9％，在搅拌状态下，加入易溶于水的晶型控制剂，以控制碳酸钙产物的形貌和结构，晶型控制剂的加入量为Ca(OH)2悬浮液的0.1％～2％；在悬浮液中通入二氧化碳和空气的混合气体，进行碳化反应，碳化反应的温度为12～18℃；搅拌速度为300r/min～500r/min；加入分散剂，分散剂为十二烷基苯磺酸钠，或者十二烷基磺酸钠，或者焦磷酸钠，当悬浮液的pH降为6.8～7.2时停止反应，过滤，烘干即可得到产品。
[0007]CN113880126A雷建强公开了一种纳米碳酸钙生产工艺，将破碎到一定规格的石灰石和无烟煤按一定的配比提升至石灰窑顶部，由布料器将物料均匀地分布在石灰窑内，利用鼓风机从石灰窑底部鼓风，燃烧窑内无烟煤，煅烧后含二氧化碳的窑气经换热器换热后进入窑气净化系统，生石灰则在与空气换热后从窑底排出，排出的生石灰在回转筛中筛出灰渣，生石灰提升至石灰仓中；石灰窑气含CO2约30％，温度约200～300℃经换热器降温除去烟尘、硫化物气体后再进入气
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水分离器分离水雾，净化后的石灰窑气送往碳化工段。
[0008]以公告文件以及现有技术来看，煅烧石灰石获得原料气会引入氮气，导致原料气中二氧化碳浓度无法满足合成要求，同时原料气含有的酸性气体需经过湿法脱硫，处理成本高。为此，研发一种能解决以上问题的利用高炉煤气制纳米碳酸钙的方法是非常必要的。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于提供一种利用高炉煤气制纳米碳酸钙的方法。
[0010]本专利技术的目的是这样实现的，高炉煤气含有二氧化碳10~25%、一氧化碳25~35%、总硫100~2000ppm、氧气0.01~0.5%，其余为氮气、氢气、甲烷、饱和水蒸气，温度180~350℃，压力0.2~0.4Mpa，将高炉煤气送至变换炉，转化一氧化碳、有机硫、氧气，残余3~5%一氧化碳，变换炉出口气体作为变换气；变换气脱除除二氧化碳以外的酸性气体及有机硫到1ppm以下；变换气脱酸脱硫后利用高温梯级制造蒸汽，变换气温度降至110℃，然后利用变换气的余压发电并将变换气压力降至0.05Mpa，温度在50℃，再将变换气送至碳化塔生产纳米碳酸钙，碳化尾气含0~5%二氧化碳，碳化尾气送至高炉气燃烧系统用作热源，燃烧后的气体无需脱硫直接实现超低排放；以上百分比均为体积百分比。
[0011]变换炉是变换工段的核心设备，其作用是将气化工段来的水煤气，在催化剂的作用下，进行变换反应，以得到合成工段所需要的原料气。
[0012]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1、本专利技术提供了一种利用高炉煤气制纳米碳酸钙的工艺，本工艺使用高炉煤气作为纳米碳酸钠制备的原料气，相比于燃烧法获得的二氧化碳需要空气助燃，会引入大量氮气降低二氧化碳浓度，增加分离能耗。高炉煤气变换后二氧化碳引入氮气较少，气体浓度、压力恰好满足碳化要求，无需另外加压，节约能源；2、制备纳米碳酸钙，必须脱除二氧化碳以外的酸性气体。本专利技术通过将高炉煤气进行变换后脱硫脱酸，送入碳化塔，碳化尾气再回流至高炉塔燃烧，该流程有利于在高温下将有机硫进行转化，并脱除二氧化碳以外的酸性气体，相比于传统的燃烧后湿法脱硫，脱硫精度高，脱硫费用低，有利于纳米碳酸钙的生产；3、本专利技术通过将高炉气进行变换转换一氧化碳为二氧化碳，相比于传统加空气进行燃烧，减少了燃烧过程中氮氧化物的生成，为后续的脱酸处理节省了成本；4、本专利技术实现了通过将高炉气进行变换脱酸处理，送入碳化塔，获得二氧化碳浓度小于5％的碳化尾气，该碳化尾气燃烧热值高，燃烧稳定，燃烧后的烟气可直接排放，降低了对环境的影响，解决了高炉煤气直接送去燃烧火焰不稳定等缺点。
附图说明
[0013]图1为本专利技术工艺流程示意图。
具体实施方式
[0014]下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步的说明，但不以任何方式对本专利技术加以限制，基于本专利技术教导所作的任何变换或替换，均属于本专利技术的保护范围。
[0015]实施例1如附图1所示，本实施例利用高炉煤气制纳米碳酸钙的方法，高炉煤气含有二氧化
碳15%、一氧化碳25%、总硫500ppm、氧气0.5%，其余为氮气、氢气、甲烷、饱和水蒸气，温度280℃，压力0.3Mpa，将高炉煤气送至变换炉，转化一氧化碳、有机硫、氧气，残余5%一氧化碳，变换炉出口气体作为变换气；变换气脱除除二氧化碳以外的酸性气体及有机硫到1ppm以下；变换气脱酸脱硫后利用高温梯级制造蒸汽，变换气温度降至110℃，然后利用变换气的余压发电并将变换气压力降至0.05Mpa，温度在50℃，再将变换气送至碳化塔生产纳米碳酸钙，碳化尾气含5%二氧化碳，碳化尾气送至高炉气燃烧系统用作热源，燃烧后的气体无需脱硫直接实现超低排放；以上百分比均为体积百分比。
[0016]实施例2本实施例利用高炉煤气制纳米碳酸钙的方法，除高炉煤气含有二氧化碳20%、一氧化碳30%、总硫1000ppm、氧气0.3%，温度300℃，压力0.4Mpa，残余一氧化碳4%，碳化尾气含5%二氧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用高炉煤气制纳米碳酸钙的方法，其特征在于高炉煤气含有二氧化碳10~25%、一氧化碳25~35%、总硫100~2000ppm、氧气0.01~0.5%，其余为氮气、氢气、甲烷、饱和水蒸气，温度180~350℃，压力0.2~0.4Mpa，将高炉煤气送至变换炉，转化一氧化碳、有机硫、氧气，残余3~5%一氧化碳，变换炉出口气体作为变换气；变换气脱除...

【专利技术属性】
技术研发人员：田森林，向洋村，杨皓，杨鹏，宋尉源，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：