[发明专利]利用碳酸钙晶群回收苛性碱溶液

说明书

用于生长结晶碳酸钙固体的技术，从而所述结晶碳酸钙固体包含0.0005mm³至5mm³的体积，包含使生石灰(CaO)和低碳酸盐含量的流体发生反应以生成主要为熟石灰(Ca(OH)₂)的浆料的熟化器；包封固体床物质的流化床反应结晶器，其包含用于主要为熟石灰的浆料的入口、用于碱性溶液和碳酸盐的入口、和用于包含颗粒的结晶碳酸钙固体和碱性碳酸盐溶液的出口；包含入口和出口的脱水装置，所述入口与结晶器耦合，所述出口用于排出多个分开的流，所述流各自包含部分结晶碳酸钙固体和碱性碳酸盐溶液；和晶种转移装置，其用于递送晶种材料至结晶器以维持晶种材料的质量一致。

技术领域

本发明涉及一种从碳酸盐溶液中回收苛性碱溶液的方法。

背景

工业上的硫酸盐制浆法采用木材并将其转化为具有多种用途的木浆。通常，该工艺包括在化学药品中烧煮木屑，该化学药品主要包含氢氧化物钠和硫化钠的混合物，在制浆工业上通常称其为白液。在烧煮工艺之后，将经过烧煮的木材从液体中分离，得到的液体通常称为黑液，该黑液具有多种化学组成，取决于木材的种类。该黑液被转化回白液的工艺通常被称为苛性碱回收工艺，或者化学回收工艺。

常规的苛性碱回收工艺的第一步是从制浆工艺中浓缩黑液。浓缩黑液被送至回收锅炉中以(1)回收关键的化合物，比如碳酸钠、硫化物等；(2)燃烧该黑液中的有机材料；以及(3)回收可以用于整个制浆和造纸厂或输出厂外的能量。来自于该回收锅炉的烧煮物一般与一种来自于该苛性碱回收工艺的通常被称为烯液的溶液混合，得到的该烯液和该锅炉烧煮物的混合物通常被称为绿液，该绿液通常含有碳酸钠、氢氧化钠、硫氢化钠且可以含有其它化合物比如亚硫酸钠、硫代硫酸钠和其它工艺或非工艺的杂质。

将煅烧炉下游的该绿液和氧化钙，CaO，固体(通常被称为生石灰或煅石灰)加入搅拌槽反应釜中，该反应釜通常被称为熟化器或石灰熟化器。该熟化器中发生两种反应，反应(1)和反应(2)。首先，通过反应(1)，CaO在绿液中与水反应生成氢氧化钙(Ca(OH)₂)，通常被称为熟石灰(slaked lime)、消石灰(hydrated lime)、熟石灰(builders’lime)、熟石灰(pickling lime)或熟石灰(Chuna)。

CaO_(s)+H₂O_(aq)→Ca(OH)_2(s) (1)

任何氢氧化钙一生成就开始通过反应(2)经过成核在该绿液中与碳酸钠反应生成固体碳酸钙(CaCO₃)。

反应(1)和反应(2)通常分别被称为熟化反应和苛化反应；且只要含水的碳酸盐与生石灰混合，这两个反应就会同时发生。

苛化反应的大部分在熟化器中发生。通常，将来自于熟化器的物料加入一系列搅拌槽中，通常被称为苛化剂，反应在这些搅拌槽中能够进行至接近完全。得到的溶液被称为非澄清白液并且除了其他化学物质以外，含有被称为苛化泥且尺寸在15μm左右的CaCO₃悬浮颗粒物。

然后，通常先利用净化槽和增压过滤器将该苛化泥从白液中移除。此步骤所使用的典型的过滤设备包括增压管式过滤器和增压盘式过滤器。得到的澄清白液返回制浆工序中烧煮更多的木屑，而在煅烧前对该苛化泥进行进一步的洗涤和过滤。煅烧指的是将苛化泥(CaCO₃)转化为生石灰(CaO)：

CaCO₃(s)→CaO(s)+CO₂(g) (3)

产生的废气通常在净化后排入大气，而生成的CaO则回到熟化器中与绿液反应。