[發(fā)明專利]一種氫氧化鈣及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210540768.2
• 申請日: 2022-05-17
• 公開（公告）號: CN114772951B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉洋;李長明;余劍;李劍玲;楊娟;孫立鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 南京赤博環(huán)保科技有限公司;中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C04B2/04
• 分類號: C04B2/04;B01D53/50
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 王艷齋

本發(fā)明提供了一種氫氧化鈣及其制備方法與應(yīng)用，生石灰與消化液混合后，在壓力0.2?1.5MPa、溫度120?190℃進行加壓消化反應(yīng)，經(jīng)氣爆得到半成品；將半成品依次進行閃蒸干燥、粉碎和篩分，得到氫氧化鈣；通過加壓消化反應(yīng)和氣爆制備了氫氧化鈣，加壓消化反應(yīng)對反應(yīng)物中間體達成穩(wěn)定控制，在加壓消化反應(yīng)結(jié)束后通過氣爆完成膨化，使產(chǎn)物定向轉(zhuǎn)化；能有效提高氫氧化鈣的比表面積與孔隙率，且制備方法簡單，易于工業(yè)化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于氫氧化鈣制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種氫氧化鈣及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

目前，從工藝上來看，依據(jù)脫硫過程中的用水情況將脫硫工藝分為干法脫硫、半干法脫硫和濕法脫硫。目前技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛的當屬石膏-石灰濕法脫硫技術(shù)，其在美日德三國的應(yīng)用率達到90％，最高在98％。該工藝受到青睞的原因在于其負荷高，脫硫效果好，但該方法需要較多的面積且尾端廢棄物處理需要強脫水成本不低，同時還對設(shè)備有腐蝕，這道無形門檻降低了它的適用性。沒有廢液產(chǎn)生的干法脫硫技術(shù)與半干法脫硫技術(shù)可以規(guī)避濕法脫硫的缺點，但是這兩種方法的脫硫率不高，脫硫劑利用率較低，因而提高吸附劑對SO₂的吸附性能是干法脫硫工藝的發(fā)展方向之一。

氫氧化鈣是一種常用的堿性吸附劑，常出現(xiàn)在各種脫硫工藝中。但是由于氫氧化鈣的摩爾體積(33.1×10^-6m²/mol)小于硫酸鈣的摩爾體積(52.2×10^-6m²/mol)，隨著脫硫反應(yīng)進行，硫酸鈣會堵塞氫氧化鈣的孔隙，阻礙脫硫劑與SO₂的進一步反應(yīng)，導致脫硫劑氫氧化鈣的硫容下降。由于氫氧化鈣的反應(yīng)活性與其孔隙率、粒徑、比表面積等參數(shù)有關(guān)系，制備一種高比表面積的氫氧化鈣是一種有效的干法脫硫升級手段。

由于生石灰水合是一種自發(fā)而劇烈的過程，在工業(yè)制備流程中需要嚴格控制反應(yīng)進度以避免反應(yīng)產(chǎn)物固化到生產(chǎn)設(shè)備上，同時適當?shù)姆磻?yīng)速度能增加降低氫氧化鈣的晶粒大小，提高反應(yīng)產(chǎn)物的流動性與比表面積。

目前主要的制備途徑通過向消化液中加入如醇，淀粉，蔗糖等富含羥基的物質(zhì)減緩生石灰與水的反應(yīng)速度，抑制過程產(chǎn)熱，縮小晶粒尺寸，改善生石灰水合過程中的條件達到提高比表面積的效果。例如，CN113666405A公開了一種高比表面積、高白度氫氧化鈣的方法，在生石灰消化液中加入4～7％的丙二醇和2～4％的三乙醇胺，而后通過預混器將生石灰與消化液混合再進入消化器，通過700-800r/min的劇烈攪拌和9-12min的反應(yīng)后進入烘干與破碎環(huán)節(jié)，最后通過分級篩選獲得高比表面積消石灰。

此外，通過多段消化，制備反應(yīng)前體，控制消化液噴灑速率，延長消化時間抑制反應(yīng)產(chǎn)熱也能夠提高比表面積。例如，CN105541136B公開了一種氫氧化鈣生產(chǎn)工藝，其包括如下步驟：(1)原料處理：對生石灰原料進行振動處理后再進行粉碎處理后得到生石灰粉；(2)消化反應(yīng)：使生石灰粉與水均勻完全混合使生石灰粉進行消化反應(yīng)得到氫氧化鈣粉末；所述消化反應(yīng)包括第一級消化反應(yīng)、第二級消化反應(yīng)和第三級消化反應(yīng)；該方法的氫氧化鈣的生產(chǎn)工藝采用了三級消化的工藝，通過多級消化和過濾將原料中含有的過燒氧化鈣、生燒碳酸鈣及二氧化硅等雜質(zhì)去除，最后得到的氫氧化鈣具有較高的純度和白度，且原材料利用率較高。

然而，上述氫氧化鈣的生產(chǎn)工藝中往往注重對消化液組分的控制而忽略了壓力參數(shù)的影響，因此，提供一種新的氫氧化鈣的制備方法，利用消化反應(yīng)過程的壓力，使氫氧化鈣具有較高的比表面積和較高的脫硫效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種氫氧化鈣及其制備方法與應(yīng)用，生石灰與消化液混合后，在壓力0.2-1.5MPa、溫度120-190℃進行加壓消化反應(yīng)，經(jīng)氣爆得到半成品；將半成品依次進行閃蒸干燥、粉碎和篩分，得到氫氧化鈣；通過加壓消化反應(yīng)和氣爆制備了氫氧化鈣，加壓消化反應(yīng)對反應(yīng)物中間體達成穩(wěn)定控制，在加壓消化反應(yīng)結(jié)束后通過氣爆完成膨化，使產(chǎn)物定向轉(zhuǎn)化；能有效提高氫氧化鈣的比表面積與孔隙率。

為達到此發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：