年产8000吨活性轻质碳酸钙的生产工艺设计——板框压滤机的设计.doc

1、 XX大学本科毕业论文（设计）题目 年产8000吨活性轻质碳酸钙板框过滤机的设计 学生姓名 专业名称 化学工程与工艺 指导教师 20xx 年 5 月 27 日目 录摘 要11.概述-21.1 轻质碳酸钙31.2 轻质碳酸钙的原料来源31.3 轻质碳酸钙的生产方法31.4 轻质碳酸钙的市场现状及应用41.4.1 市场现状41.4.2 应用领域51.5 轻质碳酸钙的前景与展望62. 原料，辅料产品的主要技术规格62.1 原料，辅料的要求62.1.1石灰石62.1.2 煅烧石灰石的燃料72.1.3 工艺用水72.2 产品质量指标82.3 三废治理82.3.1 废气治理82.3.2 废水治理92.3.

2、3 废渣治理93. 工艺介绍94. 过滤的概念105. 过滤设备的分类，及其相应的工艺计算125.1 过滤设备125.2 板框压滤机的优点125.3 工艺计算136. 板框压滤机的设计146.1的计算（滤饼体积与滤液体积之比）146.2 V的计算146.3 q的计算146.4 比阻r的计算156.5 K 的计算156.6 T的计算166.7 所需过滤面积和板框数的计算166.8 过滤时间和洗涤时间的计算166.8.1 过滤时间的计算166.8.2 洗涤时间的计算116.9 板框压滤机的选型及材料177.计算结果汇总-17结束语18参考文献19谢 辞201年产8000吨活性轻质碳酸钙的生产工艺设

3、计板框压滤机的设计 摘 要：活性轻质碳酸钙是重要的化工产品。本文主要介绍了轻质碳酸钙的性质、用途、主要生产方法、市场前景及发展趋势；设计了年产8000吨工业级活性轻质碳酸钙的生产工艺；选用碳化法，将石灰石等原料煅烧生成石灰(主要成份为氧化钙) 和二氧化碳,再加水消化石灰生成石灰乳(主要成份为氢氧化钙),然后再通入二氧化碳碳化石灰乳生成碳酸钙沉淀,最后碳酸钙沉淀经活化、脱水、干燥和粉碎便制得轻质碳酸钙。本文主要承担板框压滤机的设计，根据物料衡算及热量衡算结果，确定了板框压滤机的工艺参数、类型及特征尺寸。关键词：活性轻质碳酸钙、工艺设计、板框压滤机Process Design of Light C

4、alcium Carbonate Activity with Production of 8000 tons per yearDesign of Plate and Frame Filter PressAbstract: PCC activity is an important chemical products. This paper mainly introduces the nature of precipitated calcium carbonate, uses, the main production methods, market prospects and developmen

5、t trends; designed annual production capacity of 8,000 tons of industrial activity precipitated calcium carbonate production technology; selection of carbonization, the calcination of limestone and other raw materials generated lime (calcium oxide as the main ingredient) and carbon dioxide, together

6、 with lime generation to digest milk of lime water (the main ingredients for calcium hydroxide), and then pass into the milk of lime generates carbon dioxide carbonation of calcium carbonate precipitation, and finally by the activation of calcium carbonate precipitation, dehydration, dry and will be

7、 prepared to crush PCC. This article is mainly responsible for the design of plate and frame filter press, according to material balance and heat balance results of the dryer to determine the process parameters, type and feature size.Key words: Activity of precipitated calcium carbonate, process des

8、ign, Frame filter1 . 概述1.1 轻质碳酸钙轻质碳酸钙(Light Calcium Carbonate)又称沉淀碳酸钙( Precipitated Calcium Carbonate，简称PCC) ，是将石灰石等原料段烧生成石灰（主要成分为氧化钙）和二氧化碳，再加水消化石灰生成石灰乳（主要成分为氢氧化钙），然后再通入二氧化碳碳化石灰乳生成碳酸钙沉淀，最后经脱水、干燥和粉碎而制得，或者先用碳酸钠和氯化钙进行复分解反应生成碳酸钙沉淀，然后经脱水、干燥和粉碎而制得。由于轻质碳酸钙的沉降体积（2.4-2.8mL/g）比重质碳酸钙的沉降体积（1.1-1.4mL/g）大，所以称之为轻质

9、碳酸钙。 碳酸钙的化学式为CaCO3 ,分子量为100.09。碳酸钙与所有的强酸发生反应,生成水和相应的钙盐(如氯化钙CaCl2) ,同时放出二氧化碳;在常温(25)下,碳酸钙在水中的浓度积为8.71029、溶解度为0.0014,碳酸钙水溶液的pH值为9.510.2 ,空气饱和碳酸钙水溶液的pH 值为8.08.6。碳酸钙无毒、无臭、无刺激性,通常为白色,折光率低，干燥，不含结晶水，较柔软，相对密度为2.72.9，产品粒度分布广。轻质碳酸钙的沉降体积:2.5ml/g 以上，比表面积为5ml/g左右。轻质碳酸钙颗粒微细、表面较粗糙,比表面积大,因此吸油值较高,为6090ml/100g 左右。1.2

10、 轻质碳酸钙的原料来源石灰石的主要成分是碳酸钙。在自然界中，纯碳酸钙罕见，但含有各种杂质的碳酸钙却普遍存在，石灰石、方解石、大理石、白云石等，几乎遍布于地表。在外层地壳中约占0.25%，在沉积岩中仅次于泥质沿和沙岩，占第三位。1.3 轻质碳酸钙的生产方法轻质碳酸钙的生产方法有多种，但在国内的工业生产的主要是碳化法。1)碳化法:将石灰石等原料煅烧生成石灰(主要成份为氧化钙) 和二氧化碳,再加水消化石灰生成石灰乳(主要成份为氢氧化钙),然后再通入二氧化碳碳化石灰乳生成碳酸钙沉淀,最后碳酸钙沉淀经脱水、干燥和粉碎便制得轻质碳酸钙。2)纯碱氯化钙法:在纯碱水溶液中加入氯化钙,即可生成碳酸钙沉淀。3)苛

11、化碱法:在生产烧碱(NaOH) 过程中,可得到副产品轻质碳酸钙。在纯碱水溶液中加入消石灰即可生成碳酸钙沉淀,并同时得到烧碱水溶液,最后碳酸钙沉淀经脱水、干燥和粉碎便制得轻质碳酸钙。4)联钙法:用盐酸处理消石灰得到氯化钙溶液,氯化钙溶液在吸入氨气后用二氧化碳进行碳化便得到碳酸钙沉淀。5)苏尔维(Solvay)法:在生产纯碱过程中,可得到副产品轻质碳酸钙。饱和食盐水在吸入氨气后用二氧化碳进行碳化,便得到重碱(碳酸氢钠)沉淀和氯化铵溶液。在氯化铵溶液中加入石灰乳便得到氯化钙氨水溶液,然后用二氧化碳对其进行碳化便得到碳酸钙沉淀。 1.4 轻质碳酸钙的市场现状及应用1.4.1 市场现状我国是世界上碳酸钙

12、资源和生产大国。目前，我国碳酸钙工业总生产能力达400 万t/a。但是，统计结果显示，在我国碳酸钙行业中，具有一定技术附加值的沉淀碳酸钙在产品结构中仅占 7.7%，其中具有高附加值的品种不足总产能的0.5% ,而国外纳米级超细碳酸钙已形成大规模工业化生产。超细碳酸钙 （以下简称超细钙） 是指原生粒子粒径在0.020.1um之间的碳酸钙 ，是碳酸钙中的精品，其与常规粉体材料相比在补强性、透明性、分散性、触变性和流平性等方面都显示出明显的优势。现在，超细钙正朝着专用化、精细化、功能化方向发展。据无机盐工业协会碳酸盐分会2002年上半年统计，国内已建、在建和立项的超细碳酸钙企业超过18家，总设计规模

13、超过25万t/a。轻质碳酸钙国内有生产企业300余家。据统计，2002年 19月，全国生产轻质碳酸钙127.14万t，表观消费量129.83万t。前国内超细钙产企业尚未形成规模 ，仅广东恩平化有限公司、北京化工建材厂、湖南大乘资氮集团公司、上海华明高科集团公司等几家企业生产超细钙年总产量在3万t 左右。目前我国市场普通轻质碳酸钙的价格为 500-650元/t，活性轻质碳酸钙价格为800-1200元/t ,油墨用超细轻质碳酸钙价格为1800-2000 元/t，轻质碳酸钙的价格比同一细度的重质碳酸钙高一倍以上 。1.4.2 应用领域近年我国对纳米级超细活性碳酸钙的需求量预计每年以15% 的增长率增

14、长。我国橡胶 、塑料 、油墨、特殊纸制品、轿车漆及橡胶等主要行业对纳米碳酸钙有较大的需求量，到 2005年预计将增加到 8万t以上。橡胶行业是我国轻质碳酸钙的最大用户，其用量占轻质碳酸钙总产量的40%左右。预计轻质碳酸钙在橡胶行业用量的增长率约为10%。涂料、建筑等行业轻质碳酸钙的用量占其总产量的30%左右。由于国家一直在大力实施安居工程，建筑业明年奖有较大幅度增长，预计该行业消费轻质碳酸钙将增长14%左右。国内塑料市场中，轻质碳酸钙用量占轻质碳酸钙总产量的15%左右。碳酸钙添加在塑料中可增加塑料体积，降低产品成本，提高塑料制品的尺寸稳定性硬度和刚性，改善塑料的加工性能。目前在PVC制品的生产加工中少量使用轻质碳酸钙可提高PVC制品的拉伸强度。轻质碳酸钙的品质除由天然碳酸钙的品位决定外，其缎烧等化学反应条件及分级细度也是十分重要的因素。油墨、牙膏等行业轻质碳酸钙的用量占其总量的10%左右。造纸工业是国内碳酸钙最具开发潜力的应用领域。用轻质碳酸钙作