如何实现纳米碳酸钙生产零污染、零排放.docx

如何实现纳米碳酸钙生产零污染、零排放目前，纳米级碳酸钙在中国已实现工业化，不同碳化方法应运而 生，规模产量不断加添，应用领域也由橡胶、油墨等向塑料、涂料、胶 黏剂、造纸等行业快速扩展。据美国市场讨论公司GrandViewResearch发布纳米碳酸钙市场 分析及20232024年前景推测报告显示：2023年全球纳米碳酸钙需 求量约为1900万吨，其中塑料领域纳米碳酸钙用量占市场总量的20%以 ±o到2024年，全球纳米碳酸钙需求量将超过4000万吨，其中塑料将 成为增长最快的应用领域。纳米碳酸钙市场前景广阔，但制备工艺较为多而杂，其生产过程 不可避开的会产生粉尘和“三废”污染，在如今的环保严格要求下，如 何削减或实现零排放是纳米碳酸钙产业进展的关键问题之一！1、纳米碳酸钙企业生产过程中产生的气、液、固污染物量(1)纳米碳酸钙生产过程产生的废气间歇碳化法生产1吨碳酸钙实际需消耗纯C021.46吨，理论上生 产每吨碳酸钙需反应C020. 44吨。C02的转化率仅为30%,即碳化过程 排放的C02的数量为1.02吨。假如采纳连续碳化工艺，生产1吨碳酸 钙实际需反应C020. 54吨，CO2的转化率可达81%,碳化过程中放出的 C02的质量仅为0. 10吨。(2)纳米碳酸钙生产过程产生的废水纳米碳酸钙生产过程中产生的白水总量特别惊人，每生产1吨纳 米碳酸钙所产生的白水数量为吨。(3)纳米碳酸钙生产过程产生的废渣每生产It纳米碳酸钙所产生的废渣量为0. 257吨。2、如何实现纳米碳酸钙生产零污染、零排放？上图为一种纳米碳酸钙的绿色生产新工艺，该工艺采纳连续鼓泡 碳化新工艺生产来提高二氧化碳利用率；与轻质碳酸钙联合生产以循环 回收和净化白水；与制砖联合生产以回收利用废渣；利用砖胚陈化过程 以循环回收碳化尾气，可实现纳米碳酸钙生产零污染、零排放。(1)采纳三级连续鼓泡碳化新工艺三级连续加压鼓泡碳化新工艺是，使用三个碳化塔的串联塔间气 液连续并流或者错流、塔内气液逆流操作。三塔碳化的使用容积从预塔、 中塔、后塔依次扩大，只有使预塔的使用容积最小才能削减物料在塔内 的反应时间避开碳酸钙微晶长大，中塔物料反应时间大于预塔，后塔相 对容积最大是晶长大和晶体形状完整的地方，其中预塔和中塔实行增压 操作。这样操作简单，简单掌控，设备使用率高，更有益于优化生产工 艺环境，不同批次的产品稳定性能好，在预塔中，二氧化碳气和氢氧化 钙浆液的浓度都处于最大并且提高了，预塔中碳酸根离子和钙离子的浓 度，很有效地加快了 CaC03的成核速度。预塔是一个高效成核预反应器。中塔是形成晶核和晶体长大的重要场所，中塔物料反应时间明显 大于预塔，要求其使用容积大于预塔，气液比相当，气流速度较大，所 以中塔顶部需要设置除沫器。在后塔中，Ca (OH) 2浆液浓度和C02浓度都比较低，氢氧化钙粒 子的活性差，浆液中C032和Ca2+的过饱和度低，此时反应速度相当 慢。后塔是晶体长大和晶形完整之所，后塔相对来说是超大容积，要求 Ca (OH) 2的碳化度达到100%。(2)白水的回收利用单纯生产纳米碳酸钙的企业，每生产1吨纳米碳酸钙所产生的白 水数量为6. 815. 2吨。含有约为2%碳酸钙微晶的白水，碳酸钙含量的 多少直接影响后续产品中碳酸钙粒子大小和碳酸钙粒子形状。会使碳酸钙粒子粒径变大，碳酸钙粒子的粒度分布变宽，所以含有约为2%碳酸钙 微晶的白水不能被循环利用，同时不处理好又会造成环境污染。但是，含有约为2%碳酸钙微晶的白水可以用作生产轻质CaC03过 程中的工艺用水，这样就把含有约为2%碳酸钙微晶的白水变成了有用的 工业用水，这样就真正实现了纳米碳酸钙生产企业的白水的零排放，而 且也降低了单纯生产碳酸钙的企业的生产成本。（3）单纯生产纳米碳酸钙的企业与制豉联合生产用以处理废渣每生产1吨纳米碳酸钙所产生的废渣量约为0.257吨，每生产1 万吨纳米碳酸钙所产生的废渣量约为2750吨。将废渣碎裂，添加30%的 粘土做粘合剂，利用窑气净化过程中产生的少量净化废水，可用来副产 新型建筑材料（空心砖胚）。这样实现了废渣和少量净化废水的零排放, 同时也制造了经济效益。（4）采纳连续鼓泡碳化新工艺生产来提高二氧化碳利用率碳化工序采纳三级连续加压鼓泡碳化新工艺，可以将二氧化碳利 用率提高到80%左右。回收废渣生产砖胚同时对碑胚进行陈化处理，陈 化过程实质上就是氢氧化钙与二氧化碳缓慢反应生成碳酸钙的碳化过程。 从而进一步提高二氧化碳的利用率。