HRP20151205B1 - Proces i postrojenje za kontinuiranu proizvodnju nano čestica kalcijevog karbonata - Google Patents
Proces i postrojenje za kontinuiranu proizvodnju nano čestica kalcijevog karbonata Download PDFInfo
- Publication number
- HRP20151205B1 HRP20151205B1 HRP20151205AA HRP20151205A HRP20151205B1 HR P20151205 B1 HRP20151205 B1 HR P20151205B1 HR P20151205A A HRP20151205A A HR P20151205AA HR P20151205 A HRP20151205 A HR P20151205A HR P20151205 B1 HRP20151205 B1 HR P20151205B1
- Authority
- HR
- Croatia
- Prior art keywords
- calcium carbonate
- water
- particles
- reactor
- production
- Prior art date
Links
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims description 98
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 title claims description 48
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 title claims description 41
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 11
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 title description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 44
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 22
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 20
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 claims description 18
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 16
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 claims description 14
- 239000006028 limestone Substances 0.000 claims description 14
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 claims description 8
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 claims description 8
- 239000004571 lime Substances 0.000 claims description 8
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 claims description 5
- 239000012716 precipitator Substances 0.000 claims description 4
- -1 calcium hydroxide ions Chemical class 0.000 claims description 2
- 235000010216 calcium carbonate Nutrition 0.000 description 40
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 17
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 15
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 10
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 4
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 3
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 3
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229940088417 precipitated calcium carbonate Drugs 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N phencyclidine Chemical class C1CCCCN1C1(C=2C=CC=CC=2)CCCCC1 JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Description
Područje na koje se izum odnosi
Ovaj izum se odnosi na proces i postrojenje za kontinuiranu proizvodnju precipitiranog kalcijevog karbonata.
Tehnički problem
Suvremena postrojenja za proizvodnju nano čestica kalcijevog karbonata koriste isključivo šaržni postupak koji zahtjeva skupu i kompliciranu pripremu reaktanata, kaclijevog hidroksida i ugljik dioksida, prije ulaska u reaktor za precipitaciju. Osim toga sama reakcija precipitacije zahtjeva strogu kontrolu i ne dopušta pogreške.
Stanje tehnike
Suvremena postrojenja za proizvodnju nano čestica kalcijevog karbonata koriste isključivo šaržni postupak koji zahtjeva skupu i kompliciranu pripremu reaktanata, kaclijevog hidroksida i ugljik dioksida, prije ulaska u reaktor za precipitaciju. Priprema navedenih reaktanata odvija se u više stupnjeva što iziskuje velika postrojenja sa velikim brojem različite opreme za pročišćavanje. Osim toga sama reakcija precipitacije se odvija u šaržnom reaktoru, te zahtjeve strogu kontrolu i ne dopušta pogreške. Reakcije u šaržnom reaktoru su u pravilu najteže za primjenu u industrijskim postrojenjima te zahtjevaju veliki uloženi trud u kontrolu samog procesa, te se kao takve nastoje izbjeći gdje god je moguće. Osim toga šaržna proizvodnja je najskuplji tip proizvodnje u kemijskoj industriji.
Izlaganje suštine izuma
Primarni cilj izuma je korištenjem predmetnog procesa i postrojenja za proizvodnju nano čestica kalcijevog karbonata, omogućiti kontinuiranu proizvodnju nano čestica kalcijevog karbonata.
Sekundarni cilj izuma je omogućiti znatno bolju i lakšu kontrolu nad procesom proizvodnje nano čestica kalcijevog karbonata.
Dodatni ciljevi i prednosti izuma dijelom će biti prikazani u opisu koji slijedi, a dijelom će se saznati kroz primjenu izuma.
U predmetnom izumu nano čestice kalcijevog karbonata dobivaju se na način da se najprije proizvede vapneno mlijeko odnosno mješavina vode i kalcijevog hidroksida. Dobiveno vapneno mlijeko zatim se odvodi na postupak centrifugiranja gdje se kruti odnosno u vodi neotopljeni kalcijev hidroksid odvaja od vode. Također se mogu koristiti i posude za taloženje vapna velikog kapaciteta koje bi se koristile naizmjenično i hidrocikloni ili kombinacija navedenih načina separacije. Posuda za taloženje vapna treba biti više da bi se omogućilo nesmetano taloženje vapna u jednoj dok se druga prazni i obrnuto. Isto vrijedi i za centrifuge. Budući da ovaj proces proizvodnje zahtjeva velike količine vode, voda se u ovom procesu regenerira. Nakon navedenog postupka separacije dobiva se „očišćena" voda vapnenica koja sadrži samo otopljeni kalcijev hidroksid, odnosno kalcijev hidroksid u ioniziranom obliku. Voda vapnenica se zatim preko visokotlačne pumpe odvodi na atomizer koji je smješten unutar reaktora za dobivanje nano čestica kalcijevog karbonata. Voda vapnenica iz atomizera izlazi u obliku magle odnosno aerosola, tj. vodenih kapljica nano veličine koje se šire po reaktoru. U isti reaktor uvodi se struja ugljikovog dioksida koji na svom putu nailazi na raspršene vodene čestice. Budući da čestice sadrže otopljeni kalcijev hidroksid, prilikom kontakta ugljikovog dioksida s njima dolazi do otapanja ugljikovog dioksida u čestici te momentalne reakcije istog sa kalcijevim hidroksidom unutar čestice te stvaranja nano čestica kalcijevog karbonata prema reakciji:
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O
Dobiveni produkti reakcije kreću se prema izlazu iz reaktora nošeni strujom ugljikovog dioksida koji se u reaktor uvodi u višku, te napuštaju reaktor. Ugljikov dioksid se u reaktor može uvoditi na različitim temperaturama te na taj način utjecati na agregatno stanje produkata reakcije. Naime, ako se ugljikov dioksid u reaktor uvodi sa temperaturom dovoljno višom od rosišta vode pri datim uvjetima, prilikom kontakta ugljikovog dioksida sa maglom vode vapnenice, doći će do promjene agregatnog stanja vode te će produkti reakcije biti krute nano čestice kalcijevog karbonata i voda u plinovitom stanju, a ukoliko se ugljikov dioksid u reaktor uvodi na temperaturi dovoljno ispod temperature rosišta vode, voda će nakon reakcije ostati u tekućem stanju. Temperatura uvođenja ugljikovog dioksida u reaktor definira i dio postrojenja u kojem se nano čestice kalcijevog karbonata izdvajaju od struje plina i skladište u silos produkta.
U slučaju kad su produkti reakcije,osim krutih nano čestica kalcijevog karbonata, plinoviti, nano čestice kalcijevog karbonata se odvajaju od struje plina i vodene pare u ciklonima za prikupljanje nano čestica ili filterima, ili se kao i u slučaju kad je voda pri izlasku iz reaktora u tekućem stanju, što je slučaj kada je temperatura ugljikovog dioksida niska, nano čestice kalcijevog karbonata iz struje plina uklanjaju u obliku vodene suspenzije na način da se voda s nano česticama kalcijevog karbonata kondenzira u kondenzatoru nakon izlaska iz reaktora, dok plinoviti ugljik dioksid napušta kondenzator vode na njegovom vrhu. Nakon kondenzacije u kondenzatoru, voda koja sadrži suspendirane nano čestice kalcijevog karbonata se naizmjenično odvodi u posude za taloženje nano čestica kalcijevog karbonata u kojima se nano čestice kalcijevog karbonata talože na dno. Nakon što je proces taloženja u pojedinoj posudi završen, talog se odvodi u silos produkta, a voda se pomoću pumpi vraća na početak procesa proizvodnje, odnosno recirkulira nazad u proizvodnju vapnenog mlijeka. Posuda za taloženje nano čestica kalcijevog karbonata ima više da bi se omogućilo nesmetano taloženje u jednoj od njih dok se druga puni iz kondenzatora i obrnuto. Reakcija stvaranja nano čestica kalcijevog karbonata unutar reaktora, odnosno kontroliranje veličine i oblika nano čestica kalcijevog karbonata postiže se kontrolom ulaznih parametara, i to između ostalih: temperature vode vapnenice, temperature ulaznog ugljikovog dioksida, odnosno temperature unutar reaktora, tlaka unutar reaktora, veličine raspršenih čestica vodene otopine kalcijevog hidroksida, koncentracije ulaznog ugljikovog dioksida, molarnog omjera CO2/Ca(OH)2 unutar reaktora, brzine kretanja plina kroz reaktor.
Kratki opis crteža
Popratni crtež koji je uključen u opis i koji čini dio opisa izuma, ilustrira jedan od načina izvedbe izuma i pomaže kod objašnjavanja osnovnih principa izuma.
Slika 1 je tehnološka shema procesa i postrojenja za proizvodnju nano čestica kalcijevog karbonata.
Detaljan opis najmanje jednog od načina ostvarivanja izuma
Suhi kalcijev hidroksid se iz silosa kalcijevog hidroksida 1 dodaje u mješalicu 2 pomoću pužnog transportera 3. U mješalicu 2 se također uvodi i voda pomoću pumpe za vodu 4. Nastala mješavina se pomoću muljne pumpe 5 odvodi preko ventila 6 u sustav taložnica vapna 7 gdje se voda vapnenica odvaja od neotopljenog krutog kalcijevog hidroksida, koji se sa sustava taložnica 7 odvodi nazad u mješalicu 2 pomoću muljne pumpe 8. Ventilima 6 se odabire koja se taložnica vapna 7 u tom trenutku puni. Voda vapnenica zatim odlazi pomoću pumpe 9 i preko ventila 10 na dodatno čišćenje od krutih čestica u sustav centrifuga 11.Očišćena voda vapnenica zatim odlazi u spremnik vode vapnenice 12, a krute čestice iz sustava taložnica vapna 7 i sustava centrifuga 11 preko ventila 13 pomoću muljne pumpe 8 odlaze nazad u mješalicu 2. Iz spremnika vode vapnenice 12, voda vapnenica odlazi u visokotlačnu pumpu 14 koja ju pod visokim tlakom odvodi na atomizer 15 koji se nalazi unutar reaktora za proizvodnju nano čestica kalcijevog karbonata 16. Na atomizeru 15 se voda vapnenica raspršuje u obliku oblaka aerosola 17 odnosno čestica vode nano veličine u kojima je otopljen kalcijev hidroksid. Pomoću kompresora 18 se na vrh reaktora za proizvodnju nano čestica kalcijevog karbonata 16 uvodi struja plina CO219, koja se kreće prema dnu reaktora za proizvodnju nano čestica kalcijevog karbonata 16. Na svom putu prema dnu reaktora za proizvodnju nano čestica kalcijevog karbonata 16 struja CO219 susreće oblak aerosola 17 te dolazi do reakcije stvaranja nano čestica kalcijevog karbonata 20 i vode kao nusprodukta reakcije. Nastale nano čestice kalcijevog karbonata 20 kreću se prema dnu reaktora za proizvodnju nano čestica kalcijevog karbonata 16 u struji plina CO219, koji se u reaktor za proizvodnju nano čestica kalcijevog karbonata 16 uvodi u suvišku, i vode, te preko ventilatora 21 ulazi u kondenzator vode 22, u kojemu se struja CO219 izdvaja te izlazi na njegovom vrhu, a potom u sustav posuda za taloženje nano čestica kalcijevog karbonata 23 koje se preko pumpe 24 naizmjenično pune iz kondenzatora vode 22. Koja se od posuda za taloženje nano čestica kalcijevog karbonata 23 puni, kontrolira se pomoću ventila 25. Istaložene nano čestice kalcijevog karbonata se iz posuda za taloženje nano čestica kalcijevog karbonata 23 preko uređaja za pražnjenje posuda za taložnje nano čestica kalcijevog karbonata 26 odvode u silos proizvoda 27. Voda se iz posuda za taloženje nano čestica kalcijevog karbonata 26 preko ventila 28 odnosno pumpe 4 recirkulira nazad u mješalicu 2.
Način primjene izuma
Proces i postrojenje za proizvodnju nano čestica kalcijevog karbonata izvedeno na način opisan u ovom izumu omogućuje kontinuiranu i kontroliranu proizvodnju nano čestica kalcijevog karbonata različitih veličina i oblika.
Popis svih upotreblienih pozivnih oznaka
1. Silos kalcijevog hidroksida
2. Mješalica
3. Pužni transporter
4. Pumpa za vodu
5. Muljna pumpa
6. Ventil
7. Sustav taložnica vapna
8. Muljna pumpa
9. Pumpa
10. Ventil
11. Sustav centrifuga
12. Spremnik vode vapnenice
13. Ventil
14. Visokotlačna pumpa
15. Atomizer
16. Reaktor za proizvodnju nano čestica kalcijevog karbonata
17. Oblak aerosola
18. Kompresor
19. Struja plina CO2
20. Nano čestice kalcijevog karbonata
21. Ventilator
22. Kondenzator vode
23. Sustav posuda za taloženje nano čestica kalcijevog karbonata
24. Pumpa
25. Ventil
26. Uređaj za pražnjenje posuda za taložnje nano čestica kalcijevog karbonata
27. Silos proizvoda
28. Ventil
Claims (2)
1. Proces proizvodnje nano čestica kalcijevog karbonata naznačen time da se nano čestice kalcijevog karbonata dobivaju na način da se pripravljena voda vapnenica, odnosno voda u kojoj su otopljeni ioni kalcijevog hidroksida odvoji od prisutnih neotopljenih čestica u sustavu centrifuga ili filtera te u obliku aerosola (17) raspršava u struju plina ugljik dioksida (19) koja struji kroz reaktor za proizvodnju nano čestica kalcijevog karbonata (16).
2. Postrojenje za proizvodnju nano čestica kalcijevog karbonata naznačeno time da se sastoji od sustava taložnica vapna (7) u kojima se priprema voda vapnenica, sustava centrifuga (11) u kojima se iz vode vapnenice odvajaju neotopljene čestice, atomizera (15) preko kojega se voda vepnenica raspršava u struju plina CO2(19) koja struji kroz reaktor za proizvodnju nano čestica kalcijevog karbonata (16), reaktora za proizvodnju nano čestica kalcijevog karbonata (16) te sustava za izdvajanje nastalih nano čestica kalcijevog karbonata iz struje plina.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| HRP20151205AA HRP20151205B1 (hr) | 2015-11-09 | 2015-11-09 | Proces i postrojenje za kontinuiranu proizvodnju nano čestica kalcijevog karbonata |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| HRP20151205AA HRP20151205B1 (hr) | 2015-11-09 | 2015-11-09 | Proces i postrojenje za kontinuiranu proizvodnju nano čestica kalcijevog karbonata |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| HRP20151205A2 HRP20151205A2 (hr) | 2017-05-19 |
| HRP20151205B1 true HRP20151205B1 (hr) | 2020-12-11 |
Family
ID=58694433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| HRP20151205AA HRP20151205B1 (hr) | 2015-11-09 | 2015-11-09 | Proces i postrojenje za kontinuiranu proizvodnju nano čestica kalcijevog karbonata |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| HR (1) | HRP20151205B1 (hr) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009081548A1 (ja) * | 2007-12-25 | 2009-07-02 | Nihon University | ナノサイズ炭酸カルシウムの製造法 |
| EP2599750A1 (de) * | 2011-11-29 | 2013-06-05 | HF Biotec Berlin GmbH | Verfahren und Anlage zur semikontinuierlichen Herstellung von kristallinem Calciumcarbonat |
| DE102011014348A1 (de) * | 2011-03-18 | 2014-06-18 | Ecoloop Gmbh | Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von gefälltem Calciumcarbonat |
-
2015
- 2015-11-09 HR HRP20151205AA patent/HRP20151205B1/hr active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009081548A1 (ja) * | 2007-12-25 | 2009-07-02 | Nihon University | ナノサイズ炭酸カルシウムの製造法 |
| DE102011014348A1 (de) * | 2011-03-18 | 2014-06-18 | Ecoloop Gmbh | Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von gefälltem Calciumcarbonat |
| EP2599750A1 (de) * | 2011-11-29 | 2013-06-05 | HF Biotec Berlin GmbH | Verfahren und Anlage zur semikontinuierlichen Herstellung von kristallinem Calciumcarbonat |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| HRP20151205A2 (hr) | 2017-05-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DK2734283T3 (en) | PROCESS FOR REMOVING IMPURITIES FROM flue gas condensate | |
| US6214097B1 (en) | Flue gas scrubbing apparatus | |
| RU2459655C2 (ru) | Устройство и способ очистки дымовых газов | |
| CN105540960B (zh) | 石灰石/石灰－石膏法烟气脱硫废水的处理方法以及*** | |
| JP2020033263A (ja) | アルカリ土類炭酸塩の製造方法 | |
| KR20190005150A (ko) | 해양 배기 연도 가스의 탈황 | |
| Mattila et al. | Design of a continuous process setup for precipitated calcium carbonate production from steel converter slag | |
| Aghajanian et al. | Integration of a calcium carbonate crystallization process and membrane contactor–based CO2 capture | |
| DK160599B (da) | Fremgangsmaade og apparat til rensning af roeggas samt genvinding af varme herfra | |
| HRP20151205B1 (hr) | Proces i postrojenje za kontinuiranu proizvodnju nano čestica kalcijevog karbonata | |
| CN106365232A (zh) | 低温喷淋蒸发脱硫废水处理方法 | |
| CA2954850C (en) | Systems and methods for removing sulfur dioxide from a gas stream | |
| CN107055666A (zh) | 一种高效处理废水中多种重金属离子的装置与方法 | |
| EP0102131A1 (en) | A process for conditioning a gas stream charged with solid particles and/or vapours | |
| RU2456053C2 (ru) | Установка очистки нефти от сероводорода и меркаптанов | |
| US9364794B2 (en) | Method to remove carbonate from a caustic scrubber waste stream | |
| WO2016041154A1 (zh) | 废气处理的方法 | |
| CN204380472U (zh) | 一种玻璃钢喷淋塔 | |
| UA126012C2 (uk) | Процес виділення лігніну з лужного технологічного потоку | |
| CN210393789U (zh) | 一种高盐脱硫废水的浓缩装置 | |
| CN111154982B (zh) | 一种污酸中有价金属分类回收***及工艺 | |
| CN219128745U (zh) | 一种气体净化设备及净化机组 | |
| US20220274058A1 (en) | Purification composition, method for producing purification composition and method for purifying flue gas by purification composition | |
| RU2574256C1 (ru) | Способ получения фторида кальция | |
| RU2201791C2 (ru) | Способ очистки отходящих газов |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A1OB | Publication of a patent application | ||
| AIPI | Request for the grant of a patent on the basis of a substantive examination of a patent application | ||
| ODRP | Renewal fee for the maintenance of a patent |
Payment date: 20181212 Year of fee payment: 4 |
|
| ODRP | Renewal fee for the maintenance of a patent |
Payment date: 20191021 Year of fee payment: 5 |
|
| ODRP | Renewal fee for the maintenance of a patent |
Payment date: 20201016 Year of fee payment: 6 |
|
| B1PR | Patent granted | ||
| ODRP | Renewal fee for the maintenance of a patent |
Payment date: 20211025 Year of fee payment: 7 |
|
| ODRP | Renewal fee for the maintenance of a patent |
Payment date: 20221017 Year of fee payment: 8 |
|
| ODRP | Renewal fee for the maintenance of a patent |
Payment date: 20231004 Year of fee payment: 9 |