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技術 水酸化カルシウム水性懸濁液の製造方法

出願人 東ソー株式会社
発明者 中村敏和武田崇之津村大志
出願日 2014年1月29日 (7年0ヶ月経過) 出願番号 2014-014736
公開日 2015年8月3日 (5年6ヶ月経過) 公開番号 2015-140287
状態 未査定
技術分野 アルカリ土類,Al,希土類金属化合物 セメント、コンクリート、人造石、その養生
主要キーワード 中和処理剤 予熱部分 酸性物 配管輸送 廃棄ライン 石灰炉 焼成度 作業回数
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重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2015年8月3日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (3)

課題

コークス使用量及び生石灰と反応させる温水の調製に使用する中圧蒸気量を削減しても、粘度等が従来と変わらない石灰乳の製造方法を提供する。

解決手段

石灰炉内で、石灰石コークス燃焼熱により熱分解して生石灰を製造し、その生石灰を温水と反応させて水酸化カルシウム水性懸濁液を製造する方法において、石灰石の熱分解に使用するコークス量を石灰石100重量部に対しての従来の使用量12.5重量部に対して3.0〜8.0重量%削減し、生石灰と反応させる温水の温度を50〜70℃に低減する。

概要

背景

水酸化カルシウム水性懸濁液は、最初に石灰石コークス石灰炉内で燃焼させて、石灰石を生石灰(CaO)と炭酸ガスに分解させ、その生石灰の粒子温水反応器内で混合し、反応させることにより製造される(例えば、特許文献1参照)。

石灰炉内での石灰石とコークスとの燃焼に際して、コークスの銘柄違うと、生石灰の品質バラツキ、生成する生石灰の比表面積が大きくなり、その生石灰の粒子に過剰の温水を混合し、反応させて得られる高濃度水酸化カルシウム水性懸濁液(3モル/L以上)は粘度が上昇し、懸濁液の配管輸送が困難となるため、コークスの使用量は石灰石100重量部に対して10〜15重量部と多めに加えて、石灰石を熱分解、所謂、「硬焼生石灰」を製造して、生石灰品質のバラツキを抑制している。

概要

コークス使用量及び生石灰と反応させる温水の調製に使用する中圧蒸気量を削減しても、粘度等が従来と変わらない石灰乳の製造方法を提供する。石灰炉内で、石灰石をコークスの燃焼熱により熱分解して生石灰を製造し、その生石灰を温水と反応させて水酸化カルシウム水性懸濁液を製造する方法において、石灰石の熱分解に使用するコークス量を石灰石100重量部に対しての従来の使用量12.5重量部に対して3.0〜8.0重量%削減し、生石灰と反応させる温水の温度を50〜70℃に低減する。

目的

本発明は、コークス使用量を低減しても所望の水酸化カルシウム水性懸濁液(3モル/L以上)を製造できる方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

石灰炉内で、石灰石コークス燃焼熱により熱分解して生石灰を製造し、その生石灰を温水と反応させて水酸化カルシウム水性懸濁液を製造する方法において、石灰石の熱分解に使用するコークス量は、石灰石100重量部に対して11.5〜12.1重量部であり、得られた生石灰と温水を50〜70℃で反応させることを特徴とする水酸化カルシウム水性懸濁液の製造方法。

技術分野

0001

本発明は、コークス使用量を削減できる水酸化カルシウム水性懸濁液の製造方法に関するものであり、この水酸化カルシウム水性懸濁液は、粘度が低く、配管輸送が容易であり、中和処理等の種々の処理を効率よく行うことができる。したがって、本発明の高濃度水酸化カルシウム水性懸濁液は、種々の酸性物、特に酸性廃水中和処理剤として好適に用いられ、その他、溶融炉から出る溶融金属受け皿への付着防止剤電気溶接時に飛散する溶融金属の溶接個所以外の金属面への付着防止剤、塗料プラスチック充填剤建築用壁材地盤改良材等としても有用である。

背景技術

0002

水酸化カルシウム水性懸濁液は、最初に石灰石コークス石灰炉内で燃焼させて、石灰石を生石灰(CaO)と炭酸ガスに分解させ、その生石灰の粒子温水反応器内で混合し、反応させることにより製造される(例えば、特許文献1参照)。

0003

石灰炉内での石灰石とコークスとの燃焼に際して、コークスの銘柄違うと、生石灰の品質バラツキ、生成する生石灰の比表面積が大きくなり、その生石灰の粒子に過剰の温水を混合し、反応させて得られる高濃度水酸化カルシウム水性懸濁液(3モル/L以上)は粘度が上昇し、懸濁液の配管輸送が困難となるため、コークスの使用量は石灰石100重量部に対して10〜15重量部と多めに加えて、石灰石を熱分解、所謂、「硬焼生石灰」を製造して、生石灰品質のバラツキを抑制している。

先行技術

0004

特開平10−291820号公報

発明が解決しようとする課題

0005

本発明は、コークス使用量を低減しても所望の水酸化カルシウム水性懸濁液(3モル/L以上)を製造できる方法を提供するものである。

課題を解決するための手段

0006

石灰炉内で使用するコークスの量を削減して、所謂、「軟焼生石灰」を製造して希釈した水酸化カルシウム水性懸濁液(3モル/L以上)を製造しても、粘度がそれ程上がらずに使用が可能であり、その生石灰の粒子に温水を反応させる際に、反応器内で混合、反応させる温度を従来の75℃から50〜70℃に低下させると、上記の水酸化カルシウム水性懸濁液の粘度上昇を抑制でき、反応器へ供給する温水を製造するための蒸気の使用量を削減でき、反応器での石灰乳の粘度の上昇を抑制し、安定操業が可能であることを見出し、本発明である水酸化カルシウム水性懸濁液(3モル/L以上)の製造方法を完成するに至った。

0007

すなわち、本発明は、石灰炉内で、石灰石をコークスの燃焼熱により熱分解して生石灰を製造し、その生石灰を温水と反応させて水酸化カルシウム水性懸濁液を製造する方法において、石灰石の熱分解に使用するコークス量を、石灰石100重量部に対しての従来の使用量12.5重量部に対して3.0〜8.0重量%削減(11.5〜12.1重量部)し、生石灰と温水を50〜70℃で反応させることを特徴とする水酸化カルシウム水性懸濁液の製造方法に関するものである。

0008

以降、水酸化カルシウム水性懸濁液を石灰乳と略記する。

0009

石灰乳(3モル/L以上)の製造方法を図1により説明する。

0010

最初に石灰炉内に石灰石とコークスを同時に投入し、燃焼空気を供給してコークスの燃焼作用により1000℃程度の温度において、石灰石を生石灰(CaO)と炭酸ガス(CO2)に分解させて、生石灰を製造する。

0011

生石灰は次の反応器に供給し、工業用水を蒸気で加温した温水と混合して反応させ石灰乳を製造する。

0012

反応器で製造した高濃度石灰乳(3モル/L以上)はタンク貯蔵し、未反応生石灰及び不純物は別の廃棄ラインを通して廃棄する。

0013

石灰炉内に供給される石灰石は20〜100mmの大きさの石灰石を使用し、コークスは燃焼効率が良い数mm〜50mmの粒径の小さいコークスを使用する。

0014

石灰炉の大きさ、石灰炉内への石灰石の投入量及びコークスの投入量は生産量により決定されるが、通常、炉内径が4〜8m、高さが30〜50mである場合、石灰石の投入量は数100トン/日、コークスの投入量は数10トン/日である。

0015

石灰炉の材質は、通常、内部が耐火煉瓦であり、その外側が鋼板で覆われている。

0016

生成した生石灰は、石灰炉の下部から炉外に排出され、反応器へ送られる。

0017

生石灰の製造方法において、石灰炉に投入する石灰石とコークスの割合は、通常、石灰石100重量部に対してコークス10〜15重量部であるが、コークスのコストは生石灰製造コスト全体に占める割合が大きく、コークス使用量を削減することが望まれている。

0018

そこで、本発明の製造方法においては、石灰石の熱分解に使用するコークス量を、石灰石100重量部に対しての従来の使用量12.5重量部に対して3.0〜8.0重量%削減(11.5〜12.1重量部)することを特徴とする。

0019

コークス投入量を削減すると、生石灰のIg−Loss(%)、CaO含有量(%)、及び焼成度(%)は変化しないが、生石灰と温水との反応により製造される石灰乳の粘度が殆ど上昇せず、配管輸送等にトラブルが発生しない。

0020

本発明におけるコークス使用量の削減率は3.0〜8.0重量%である。その理由は、3.0重量%未満では削減効果が小さく、8.0重量%を超えると反応器の生石灰投入口が閉塞し、このトラブルに対応する作業回数が増加するため、人件費の増加を招き好ましくないからである。

0021

生石灰の粒子に温水を反応させる際に、反応器内で混合、反応させる温度を従来の75℃から50〜70℃に低下させる。

0022

50℃未満とすると、反応器での生石灰の反応速度が低下し過ぎるため好ましくなく、70℃を超えると、石灰乳の粘度が上昇し、反応器の石灰乳の投入口が閉塞するだけでなく、反応器へ供給する温水を製造するための蒸気の使用量が多くなり、また、反応器での生石灰の反応速度が速過ぎ、反応率の制御が困難となるため好ましくない。

発明の効果

0023

本発明の石灰乳の製造方法によれば、石灰炉でのコークスの使用量を3.0〜8.0重量%低減しても従来の石灰乳と同程度の粘度の石灰乳が製造でき、生石灰と水を混合し、反応させる温度を現状の75℃から50〜70℃に低下させることにより、石灰乳の粘度の上昇を抑制できるだけでなく、反応器へ供給する温水を製造するための蒸気の使用量の削減も可能となる。

図面の簡単な説明

0024

本発明の石灰乳を製造するプロセス図である。
生石灰を製造する石灰炉を示す図である。

0025

以下、実施例により、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。

0026

参考例1
従来の方法で石灰乳を製造した。

0027

石灰炉の構造を図2に示す。

0028

石灰炉の上部の炉上ホッパー(1)に、石灰石100重量部に対してコークス12.5重量部の割合で、石灰石とコークスを投入する。この炉上ホッパー(1)の下部には、回転可能なシューター(2)が取り付けられており、このシューター(2)により石灰石とコークスが石灰炉体(3)に均一に供給される。

0029

石灰炉体(3)の上部は予熱部分(4)となっており、その炉上の温度が170℃となった時点で、石灰石とコークスを同時に石灰炉体(3)に投入した。この予熱部分(4)でコークスが数100℃となると着火し、燃焼しながら降下し、焼成部(5)に達する。

0030

この焼成部(5)の温度がコークスの燃焼で900℃以上に達すると、石灰石は生石灰と炭酸ガスに分解し始め、この焼成部(5)は平均1000℃程度の温度に達する。

0031

この焼成部(5)で生石灰が生成する。

0032

生成した生石灰は、石灰炉の炉底(6)から送気された空気と熱交換し、冷却されながら石灰炉の空冷部(7)を降下し、炉底(6)に達する。

0033

炉底(6)に達した生石灰は、排石装置を通して反応器に供給される。

0034

反応器内で、生石灰と75℃の温水とを反応させ、石灰乳と未反応生石灰及び不純物を分離した。

0035

この時の石灰乳の濃度は、3.0モル/Lであった。

0036

この際、反応速度が速くて、石灰乳粘度の調整が難しく、度々、石灰乳の粘度上昇により、反応器の石灰乳の投入口が閉塞し、長期の安定操業が困難であった。

0037

実施例1
コークスの使用量を、石灰石100重量部に対して11.9重量部(コークス使用削減率は、石灰石100重量部に対しての従来の使用量12.5重量部に対して4.3%)とし、生石灰と反応させる温水温度を70℃としたこと以外は、参考例1と同じ方法で石灰乳を製造した。

0038

この温水の温度を参考例1の75℃から70℃に低下するのに伴い、石灰乳1トン当り蒸気原単位は0.216トン(参考例1)から0.208トンに低減し、その削減率は3.7%となった。

0039

反応器内で、生石灰と70℃の温水とを反応させ、石灰乳と未反応生石灰及び不純物を分離した。

0040

この時の石灰乳の濃度は、3.0モル/Lであった。

0041

この石灰乳の粘度は、上記の参考例1の様に上昇せず、長期安定操業が可能となった。

0042

実施例2
コークスの使用量を、石灰石100重量部に対して11.8重量部(コークス使用削減率は、石灰石100重量部に対しての従来の使用量12.5重量部に対して5%)とし、生石灰と反応させる温水温度を70℃としたこと以外は、参考例1と同じ方法で石灰乳を製造した。

0043

この温水の温度を参考例1の75℃から70℃に低下するのに伴い、実施例1と同様に石灰乳1トン当りの蒸気原単位は0.208トンに低減し、その削減率は3.7%となった。

0044

反応器内で、生石灰と70℃の温水とを反応させ、石灰乳と未反応生石灰及び不純物を分離した。

0045

この時の石灰乳の濃度は、3.0モル/Lであった。

0046

この石灰乳の粘度は、上記の参考例1の様に上昇せず、長期安定操業が可能となった。

0047

実施例3
コークスの使用量を、石灰石100重量部に対して11.7重量部(コークス使用削減率は、石灰石100重量部に対しての従来の使用量12.5重量部に対して6%)とし、生石灰と反応させる温水温度を70℃としたこと以外は、参考例1と同じ方法で石灰乳を製造した。

0048

この温水の温度を参考例1の75℃から70℃に低下するのに伴い、実施例1と同様に石灰乳1トン当りの蒸気原単位は0.208トンに低減し、その削減率は3.7%となった。

0049

反応器内で、生石灰と70℃の温水とを反応させ、石灰乳と未反応生石灰及び不純物を分離した。

0050

この時の石灰乳の濃度は、3.0モル/Lであった。

0051

この石灰乳の粘度は、上記の参考例1の様に上昇せず、長期安定操業が可能となった。

0052

実施例4
コークスの使用量を、石灰石100重量部に対して11.5重量部(コークス使用削減率は、石灰石100重量部に対しての従来の使用量12.5重量部に対して8%)とし、生石灰と反応させる温水温度を70℃としたこと以外は、参考例1と同じ方法で石灰乳を製造した。

0053

この温水の温度を参考例1の75℃から70℃に低下するのに伴い、実施例1と同様に石灰乳1トン当りの蒸気原単位は0.208トンに低減し、その削減率は3.7%となった。

0054

反応器内で、生石灰と70℃の温水とを反応させ、石灰乳と未反応生石灰及び不純物を分離した。

0055

この時の石灰乳の濃度は、3.0モル/Lであった。

0056

この石灰乳の粘度は、上記の参考例1の様に上昇せず、長期安定操業が可能となった。

0057

本発明の石灰乳の製造方法は、コークス使用量を削減しても、製造する石灰乳の粘度の上昇を抑えることが可能であり、生石灰と反応させる温水の温度を低下させ、温水調整に使用する蒸気の使用量の削減ができ、石灰乳製造のエネルギーコストの低減が可能となり、石灰乳製造分野に広く使用される可能性を有している。

0058

1:炉上ホッパー
2:シューター
3:石灰炉体
4:予熱部分
5:焼成部
6:炉底
7:空冷部

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