[发明专利]混合串并联法利用工业炉尾气生产甲酸钙的方法

说明书

混合串并联法利用工业炉尾气生产甲酸钙的方法，方法包括（1）尾气净化处理：尾气经过除尘‑脱硫‑脱磷‑脱除二氧化碳‑提纯，得到作为羰基合成甲酸原料的一氧化碳；（2）合成甲酸钙；将清水与石灰反应得到石灰乳液；将石灰乳液送入反应釜与一氧化碳气体在反应釜内进行羰基合成，反应结束后，将甲酸钙固‑液混合物送至离心分离机分离出甲酸钙结晶；分离出来的甲酸钙饱和溶液，经过蒸发得到甲酸钙结晶，送去烘干、包装得到甲酸钙。本发明方法反应釜串并联混合组合，实现反应釜最高效率运行，提高能源综合利用，降低蒸汽消耗实现变废为宝，降低生产成本又减少环境污染；同时满足市场对甲酸钙的需求。适用于有富含CO的工业排放气的企业。

技术领域

本发明涉及甲酸盐，具体而言，涉及甲酸钙的生产方法。

背景技术

作为一种化工产品，甲酸钙主要用途是：①用作新型饲料添加剂，特别是仔猪饲料；②已被广泛采用于建筑行业作水泥速凝剂；③用作植物生产调节剂；④用作新型脱硫剂。甲酸钙在欧盟、俄罗斯、美国应用广泛，但在国内由于传统中合法生产工艺成本高昂仍处于刚起步的阶段。

利用工业废物生产甲酸钙，已经有专利ZL2013107234142号《一种工业排放一氧化碳尾气合成甲酸钙联产甲酸钾的方法》、ZL2013107234123号《一种工业排放一氧化碳尾气间歇式反应合成甲酸钙的方法》以及2013102819624号《利用电石渣和一氧化碳合成甲酸钙的方法》等。然而，这些专利技术都只是处于一种理论上的探讨而非实际可采用的生产技术，难以工业化应用。

发明内容

本发明旨在提供一种混合串并联法利用工业炉尾气生产甲酸钙的方法，实现利用工业炉尾气大规模低成本地生产甲酸钙。

发明人针对原料特性、反应原理及条件、反应器进行了详细研究，设计切实可行的工艺流程，找到实现发明目的工艺路线，研究内容如下：

1．反应条件的选择

CO羰基合成甲酸钙的过程中存在3个主要反应：

⑴ 羰基合成甲酸

H₂O+CO→HCOOH ΔH=-24.547kJ/mol

⑵ 甲酸与氢氧化钙的中和反应

2HCOOH+Ca(OH)₂→Ca(HCOO)₂

⑶ 羰基合成的副反应

H₂O+CO→H₂↑+CO₂↑ ΔH=-38.872kJ/mol

⑴和⑶的两个反应都是不可逆的放热反应。其中反应⑴、⑵是目标反应，而反应⑶是有害的副反应。因此反应条件的选择原则是有利于反应⑴和⑵同时抑制反应⑶。

反应⑴的吉布斯自由能值为-5.42 kJ/mol，因此反应需要在一定的起始温度下才能触发。实验验证，反应触发起始温度为160℃。因此反应釜需要有加热装置。随着温度升高，反应速度加快。温度超过200℃后反应速度增加不明显，同时由于反应是放热反应，过高的温度不利于反应平衡。因此反应温度在170℃～190℃，可以获得一个合理的反应速率。在这个温度下还可以有效抑制反应⑶的进行。

反应触发后由于是放热反应，因此可以停止加热，利用反应放热维持反应温度，同时需要移走多余热量，防止超温。因此反应釜内要有冷却装置。

2. 反应釜内热平衡计算：

反应选取有效容积6m³的反应釜，电加热，内外置冷却加热盘管。反应初始时首先加入6m³的15%石灰乳液，初始温度60℃，升温至≧150℃。

石灰乳波美度、密度对照表：