[发明专利]用于再循环石灰泥浆的系统和碳酸钙浆液加工方法

说明书

一种改进的石灰泥浆再循环系统，所述系统包括：摄像机，所述摄像机靠近窑出口将颗粒状石灰成像并提供离开窑的所述颗粒状石灰的出口图像；处理器，所述处理器分析所述颗粒状石灰的所述出口图像并为离开所述窑的所述颗粒状石灰提供砾石尺寸分布；以及与所述处理器通信的控制器，所述控制器将离开所述窑的所述颗粒状石灰的所述砾石尺寸分布与离开所述窑的所述颗粒状石灰的砾石尺寸分布的预定设定操作参数进行比较，并且当离开所述窑的所述颗粒状石灰的所述砾石尺寸分布超出所述预定设定操作参数时发出提示补救措施的(I)通知和/或(II)控制信号。

相关申请的交叉引用

本申请基于2020年2月25日提交的美国非临时专利申请16/800,703，该专利申请基于2019年3月15日提交的美国临时专利申请62/818,957。据此要求前述申请的优先权，并且将它们的公开内容全文以引用方式并入本文。

技术领域

本发明涉及操作石灰窑，通过原位检测砾石尺寸并基于砾石尺寸分布采取补救措施来减少石灰窑结圈和结球。

背景技术

Tran,Honghi，“石灰窑化学及其对窑操作的影响”，Tappi Kraft Recovery；短期课程，Tappi出版社，第2.3-1页至第2.3-9页，2007年(Tran,Honghi,“Lime Kiln Chemistryand Effects on Kiln Operations”,Tappi Kraft Recovery；Short Course,TappiPress,pp 2.3-1-2.3-9(2007))讨论了与使用石灰窑将石灰泥浆(主要是碳酸钙)转化为石灰(CaO)以在牛皮纸浆回收工艺的苛性化装置中重复使用相关联的化学过程，以及操作问题诸如窑结圈、球形成、起尘、硫排放和耐火砖变薄。石灰泥浆的组成因制造厂而异，并且钠(氧化物)通常为最常见的杂质。生产良好质量的再烧石灰是石灰窑操作最基本的要求。通常，良好质量再烧石灰呈结核(圆形粒料)的形式，其中小结核造成起尘问题，并且大球具有未煅烧的包含碳酸盐的芯。再烧石灰的质量通常通过其残余碳酸盐含量以及CaO可用性和反应性来判断。石灰可用性是再烧石灰中存在的CaO的量。石灰反应性是指石灰可在消石灰器中与再苛性化相关的消解速度。高反应性石灰具有多孔结构，并且通常将在五(5)分钟内消解。低反应性石灰通常具有低CaO可用性和低比表面积，并且可能需要15分钟至20分钟的时间来消解，从而造成消石灰器和苛化器中的操作问题。

窑中的结圈是一种复杂的过程，其中石灰泥浆沉积物附着到窑壁上并变硬，这可能主要由于再碳酸化作用。结圈是石灰窑操作中最棘手的问题。在严重的情况下，结圈导致不定期关闭圈移除。

授予Croft的美国专利6,451,164公开并要求保护用于增强石灰泥浆脱水的亚烷基胺组合物。在过滤之前将亚烷基胺加入到石灰泥浆中。所声称的主要有益效果是离开过滤器的石灰泥浆中的水含量降低。附加的有益效果可包括减少根据本公开的结圈和结球。

石灰的使用和来自牛皮纸浆工艺的石灰泥浆的再加工是本领域已知的。例如，与造纸厂相关的石灰窑操作和系统的具体参考可见于授予Ariessohn的美国专利4,759,033、授予Westerberg的美国专利5,597,445和授予Ahvenainen的美国专利5,989,018中。因此，授予Leichliter的美国专利7,628,964也公开了在用热烟道气煅烧之前预处理石灰泥浆的方法和设备。参见说明书摘要。

更一般地，授予Comrie的美国专利8,506,916公开了使用干燥固体材料的填充床来减少来自石灰窑等的硫化合物排放的系统。授予Comrie的美国专利7,906,086涉及从工业流出物中净化二氧化碳。列举的净化材料包括石灰窑粉尘(LKD)形式的CaO，其由二氧化碳碳酸化成碳酸钙。参见第21栏，第36行至第51行。授予Banerjee的美国专利7,374,688公开了通过用电火花处理来增强淤渣脱水的方法。授予Ruef等人的美国专利10,011,948公开了在硫酸盐或牛皮纸浆工艺中将绿液再苛性化的工艺，包括用二氧化碳处理。