一种电石渣制备超细或纳米碳酸钙的工艺及其处理系统

技术领域

本申请属于电石渣处理技术领域，尤其涉及一种电石渣制备超细或纳米碳酸钙的工艺及其处理系统。

背景技术

电石渣，电石水解获取乙炔气后的以氢氧化钙为主要成分的废渣。乙炔是基本有机合成工业的重要原料之一，以电石为原料，加水(湿法)生产乙炔的工艺简单成熟，目前在我国占较大比重。1吨电石加水可生成300多kg乙炔气，同时生成10吨含固量约12％的工业废液，俗称电石渣浆。

目前这部分电石渣主要以廉价的方式卖给水处理厂，用来中和废水调节ph值，很少涉及对电石渣进行再处理和利用，仅有的少数实验室虽然能够实现利用电石渣制取碳酸钙，但是其量产的主要问题就是成本控制，工艺流程长耗能高，相对的碳酸钙市场价经济性不高。

发明内容

为解决上述背景技术中存在的问题，本申请第一方面提供一种用于电石渣制备超细或纳米碳酸钙的处理系统，包括：洗涤槽、高压泵、第一旋流沉降高位槽、第一表面过滤器、CO

所述洗涤槽通过所述高压泵与所述第一旋流沉降高位槽的进液口连接，所述第一旋流沉降高位槽的清液口连接所述第一表面过滤器的进液口，所述第一表面过滤器的清液口和所述调压器的出口均接入所述微通道反应器的进液口，所述CO

作为本申请的进一步说明，所述处理系统还包括第一压滤器和第二压滤器；

所述第一表面过滤器和所述第一旋流沉降高位槽的排渣口均连接所述第一压滤器的进料口，所述第一压滤器的排液口接入所述第一旋流沉降高位槽的进液口；

所述第二表面过滤器和所述第二旋流沉降高位槽的排渣口均连接所述第二压滤器的进料口，所述第二压滤器的排液口接入所述第二旋流沉降高位槽的进液口。

作为本申请的进一步说明，所述CO

作为本申请的进一步说明，所述第一表面过滤器和所述第二表面过滤器均包括壳体、分别设置在所述壳体上端一侧的清液口和底端的排渣口、设置于所述壳体内的管板和多根滤芯；所述管板固定在所述壳体内壁，且所述管板将所述壳体内部分隔为上腔室和下腔室两部分，所述清液口位于所述上腔室上端一侧，所述滤芯下端延伸至所述下腔室内，所述管板上开设多个通孔，所述滤芯上端敞口下端密封，所述滤芯上端敞口对接在所述通孔位置并固定，使所述滤芯内部与所述上腔室内连通，所述下腔室下端一侧还开设有进液口。

作为本申请的进一步说明，所述上腔室侧端还开设有清液回流口，且所述清液回流口位置低于所述清液口。

作为本申请的进一步说明，所述微通道反应器包括第一总管、第二总管、第三总管及多根Y型支管，所述第一总管、所述第二总管及所述第三总管平行设置，且所述Y型支管沿所述第一总管、所述第二总管及所述第三总管的长度方向均匀分布，所述Y型支管的三个端口分别与所述第一总管、所述第二总管及所述第三总管内连通，所述第一总管和所述第二总管的接口为所述微通道反应器的进液口，所述第三总管的接口为所述微通道反应器的排液口。

本申请第二方面提供一种利用上述的处理系统制备超细碳酸钙的工艺，包括如下步骤：

将经水解后的电石渣加入洗涤槽进行充分搅拌洗涤后通过高压泵送入第一旋流沉降高位槽内；

经第一旋流沉降高位槽沉降后的清液通入第一表面过滤器进行过滤；

经第一表面过滤器过滤后的上清液和经调压器调压后的CO

进行微通道充分反应后的混合液通入第二旋流沉降高位槽进行再次沉降处理；

经第二旋流沉降高位槽沉降后的清液通入第二表面过滤器进行过滤；

经第二表面过滤器过滤后的上清液通入干燥装置进行干燥后即得超细碳酸钙。

作为本申请的进一步说明，所述工艺还包括：

将第一旋流沉降高位槽内沉降所得渣浆和第一表面过滤器过滤所得渣浆均送入第一压滤器进行压滤处理，第一压滤器压滤处理后的滤液返回至第一旋流沉降高位槽进行二次沉降处理；

将第二旋流沉降高位槽内沉降所得渣浆和第二表面过滤器过滤所得渣浆均送入第二压滤器进行压滤处理，第二压滤器压滤处理后的滤液返回至第二旋流沉降高位槽进行二次沉降处理。

本申请第三方面提供一种利用上述的处理系统制备纳米碳酸钙的工艺，其在利用上述的处理步骤得到超细碳酸钙后，将所得超细碳酸钙再次通入洗涤槽后循环上述的处理步骤即得纳米碳酸钙。

与现有技术相比，本申请具有以下有益的技术效果：

本申请提供的处理系统能够实现将制乙炔气的电石废渣进行处理后生产超细或者纳米级别的碳酸钙，从而实现废渣的再利用，且整个处理系统设计合理、成本较低、工艺流程耗时短、反应充分、所生产的碳酸钙粒径能够达到纳米级别。

该处理系统中采用微通道反应器代替传统的多级反应设备，不仅大大简化了工艺流程，同时还能大大缩短反应时间，提高整个工艺流程的效果，更重要的时，本申请采用的微通道反应原理能够保证反应物之间充分接触，这是因为微通道反应器将CO

附图说明

图1是本申请提供的用于电石渣制备碳酸钙的处理系统示意图；

图2是本申请提供的微通道反应器主视结构示意图；

图3是本申请提供的微通道反应器俯视结构示意图；

图4是本申请提供的表面处理器结构示意图。

附图标记说明

1-洗涤槽；2-高压泵；3-第一旋流沉降高位槽；4-微通道反应器；401-第一总管；402-第一支管；403-第二总管；404-第二支管；405-第三支管；406-第三总管；5-第一压滤器、6-CO2储存装置、7-第一表面过滤器、701-清液回流口；702-上腔室；703-滤芯；704-进液口；705-排渣口；706-下腔室；707-管板；708-清液口；709-壳体；8-调压器、9-第二旋流沉降高位槽、10-第二表面过滤器、11-第二压滤器、12-干燥装置。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面将结合具体实施例对本申请的技术方案加以解释。

实施例1

如图1所示，提供一种用于电石渣制备超细或纳米碳酸钙的处理系统，包括：洗涤槽1、高压泵2、第一旋流沉降高位槽3、第一表面过滤器7、CO

所述洗涤槽1通过所述高压泵2与所述第一旋流沉降高位槽3的进液口连接，所述第一旋流沉降高位槽3的清液口连接所述第一表面过滤器7的进液口，所述第一表面过滤器7的清液口和所述调压器8的出口均接入所述微通道反应器4的进液口，所述CO

本申请提供的处理系统能够实现将制乙炔气的电石废渣进行处理后生产超细或者纳米级别的碳酸钙，从而实现废渣的再利用，且整个处理系统设计合理、成本较低、工艺流程耗时短、反应充分、所生产的碳酸钙粒径能够达到纳米级别。

其反应处理原理为：电石经水解后的废渣中含有主要成分氢氧化钙和少部分其他杂质，经过洗涤、沉降和过滤处理后的废渣将水解后的大部分固定杂质去除后，包含氢氧化钙的清液与CO

该处理系统中采用微通道反应器代替传统的多级反应设备，不仅大大简化了工艺流程，同时还能大大缩短反应时间，提高整个工艺流程的效果，更重要的时，本申请采用的微通道反应原理能够保证反应物之间充分接触，这是因为微通道反应器将CO

具体的，如图2和3所示，所述微通道反应器包括第一总管、第二总管、第三总管及多根Y型支管(Y型支管由第一支管402、第二支管404及第三支管405三部分组成)，所述第一总管、所述第二总管及所述第三总管平行设置，且所述Y型支管沿所述第一总管、所述第二总管及所述第三总管的长度方向均匀分布，所述Y型支管的三个端口分别与所述第一总管、所述第二总管及所述第三总管内连通，也即第一支管402与第一总管401内连通，第二支管404与第二总管403内连通，第三支管405与第一总管406内连通，所述第一总管和所述第二总管的接口为所述微通道反应器4的进液口，所述第三总管的接口为所述微通道反应器4的排液口

在使用该微通道反应器时，将CO

如图4所示，本申请中所述第一表面过滤器7和所述第二表面过滤器10均包括壳体709、分别设置在所述壳体709上端一侧的清液口708和底端的排渣口705、设置于所述壳体709内的管板707和多根滤芯703；所述管板707固定在所述壳体709内壁，且所述管板707将所述壳体709内部分隔为上腔室702和下腔室706两部分，所述清液口708位于所述上腔室702上端一侧，所述滤芯703下端延伸至所述下腔室706内，所述管板707上开设多个通孔，所述滤芯703上端敞口下端密封，所述滤芯703上端敞口对接在所述通孔位置并固定，使所述滤芯703内部与所述上腔室702内连通，所述下腔室706下端一侧还开设有进液口704；其中的滤芯703可以采用外包滤膜与内部龙骨组合的方式，也即在内支撑龙骨外侧包裹滤膜后组成滤芯703；

进一步的，所述上腔室702侧端还开设有清液回流口701，且所述清液回流口701位置低于所述清液口708；且所述清液回流口701、所述排渣口705及所述进液口704上均安装有阀体。

在使用上述表面过滤器时，首先将排渣口704关闭，将反应后液体通过压力泵通入进液口704后，液体流入下腔室706内后与滤芯703接触，经滤芯70表面滤膜过滤后清液进入滤芯70内部，残渣被截留在滤膜外表面，随着流入的液体的不断增多，下腔室706内页面逐渐升高，直至液面到达下腔室706顶端，此时下腔室内浑浊液体被管板707阻挡，只有经过滤芯70过滤的清液才能通过其上端的敞口流入上腔室702内，而随着液面再次升高至清液口708位置时，便可以排出上清液；此外由于初始流入上腔室702内的液体可能并不能达到过滤标准，因此设置清液回流口701，可以将初始清液排出后再次返回至待过滤原液处，与其一起再次通入进液口704，直至上清液达到过滤标准后，方可将清液回流口701关闭，使上清液到达至清液口708位置排出即可。

上述表面过滤器相较于普通板框式压滤机，其经过多个滤芯由下至上缓慢多次过滤，能够明显提成过滤的效果，过滤精度很高，且整体体积较小，设备使用成本低，其整体的密封效果也很好，能够有效阻挡有害气体的溢出。

在一种可实现的方式中，所述处理系统还包括第一压滤器5和第二压滤器11；

所述第一表面过滤器7和所述第一旋流沉降高位槽3的排渣口均连接所述第一压滤器5的进料口，所述第一压滤器5的排液口接入所述第一旋流沉降高位槽3的进液口；

所述第二表面过滤器10和所述第二旋流沉降高位槽9的排渣口均连接所述第二压滤器11的进料口，所述第二压滤器11的排液口接入所述第二旋流沉降高位槽9的进液口。

所述CO

上述第一压滤器5和第二压滤器11可以采用板框式压滤机，压滤器的设置，能够将表面过滤器和旋流沉降高位槽所产生的渣浆进行再压滤，使得渣浆内的清液再次返回旋流沉降高位槽内进行二次利用，而经压滤后的渣浆也被处理的更充分。

实施例2

利用实施例1所述的处理系统制备超细碳酸钙的工艺，包括如下步骤：

将经水解后的电石渣加入洗涤槽1进行充分搅拌洗涤后通过高压泵2送入第一旋流沉降高位槽3内；

经第一旋流沉降高位槽3沉降后的清液通入第一表面过滤器7进行过滤；

经第一表面过滤器7过滤后的上清液和经调压器8调压后的CO

进行微通道充分反应后的混合液通入第二旋流沉降高位槽9进行再次沉降处理；

经第二旋流沉降高位槽9沉降后的清液通入第二表面过滤器10进行过滤；

经第二表面过滤器10过滤后的上清液通入干燥装置进行干燥后即得超细碳酸钙。

其中，第一旋流沉降高位槽3内沉降所得渣浆和第一表面过滤器7过滤所得渣浆均送入第一压滤器5进行压滤处理，第一压滤器5压滤处理后的滤液返回至第一旋流沉降高位槽3进行二次沉降处理；

第二旋流沉降高位槽9内沉降所得渣浆和第二表面过滤器10过滤所得渣浆均送入第二压滤器11进行压滤处理，第二压滤器11压滤处理后的滤液返回至第二旋流沉降高位槽9进行二次沉降处理。

实施例3

利用实施例1所述的处理系统制备纳米碳酸钙的工艺，包括如下步骤：

将实施例2处理步骤得到超细碳酸钙通入洗涤槽1后，再循环一遍实施例2所述的处理步骤即得纳米碳酸钙。

以上给出的实施例是实现本申请较优的例子，本申请不限于上述实施例。本领域的技术人员根据本申请技术方案的技术特征所做出的任何非本质的添加、替换，均属于本申请的保护范围。