凤毛麟角，不足总产量的。近年来，工 程技术的发展，推动着碳酸钙产品向专业化精细化和高附加值方向发展， 大大拓展了纳米碳酸钙应用领域，也为纳米碳酸钙行业发展创造了新的市 场机遇。 据有关预测，未来几年间，纳米碳酸钙在发达国家的消费量将以年均 的速度增长，年消费量将达到万以上。在国内市场上，仅在 化工建材行业，随着中国化学建材质量新标准的实施，塑料管材塑钢门 窗等塑料制品对强度等性能的要求将大大提高，对纳米碳酸钙的需求也将 迅速增长。 纳米碳酸钙在中国产业化后，应用市场有了进步拓宽，每年进口近 万包括纳米亚纳米碳酸钙产品，用于橡胶制品，用于塑 料制品，用于造纸，用于涂料及其他制品。这消耗比例与国际 消费基本相当。由于我国纳米碳酸钙产业化速度尚未跟上，所以限制了其 应用范围，同时又表现为进口呈上升趋势。近几年我国进口纳米碳酸。技术方案选择 通过上述对国内外纳米碳酸钙生产工艺的对比分析，本项目拟选择由 北京化工大学超重力中心研制开发的具有国际领先水平的超重力碳化法生 产工艺，生产纳米碳酸钙。 超重力技术生产纳米碳酸氧化钙溶液剪切成细微的液滴液丝和液膜， 强大的离心力使碳酸钙微粒旦形成就迅速脱离氢氧化钙溶液，无法继续 长大，同时氢氧化钙溶液和二氧化碳气体的接触面积大大增加并迅速更新， 使反应速度大大提高量 级，而且可以调节。利用离心力场不仅使化工单元操作在太空成为可能， 而且可以大大提高化工单元操作效率。 将超重力技术应用于纳米碳酸钙的生产使这生产过程发生了革命性 变化。高速旋转的填料将氢超重力碳化法 超重力技术起源于年的太空试验。在太空微重力状态下，化工分 离单元操作无法完成，从而引发超重力技术的研发，并在年得到充分 发展。超重力技术产生的离心加速度不仅可以比重力加速度大个数体 的成核和生长过程分段控制，从而控制晶体的粒径晶型。根据需要，控 制适宜的喷雾液滴大小氢氧化钙浓度碳化塔内的气液比反应温度 各段的碳化率等条件，即可制得不同晶型的纳米碳酸钙产品。 。 喷雾碳化法般采用两段或三段连续碳化工艺，即石灰乳经第碳化 塔碳化得到反应混合液，然后喷入第二段碳化塔制得最终产品，或再喷入 第三段碳化塔碳化得到最终产品。由于碳化过程分段进行，因此可对晶品反碱，影响产品质 量。 连续喷雾碳化法 与间歇碳化法相比，连续喷雾碳化法工艺适应于规模化生产，生产能 力大且生产效率高，碳化时间短，产品晶型粒度容易控制，可制得优质 稳定的纳米碳酸钙产品匀的纳米级碳酸钙。间歇鼓泡碳化法工艺投资较少操作简单但生产效率低，气液接触差， 碳化时间长，工艺上对碳酸钙晶型不易控制，产品次成形颗粒大，粒径 粗且不均匀，易在反应中产生包裹现象，最终导致产采用传统的间歇鼓泡碳化法。生产纳米 碳酸钙是在生产轻质碳酸钙的基础上，改变碳化工艺加入添加剂既结 晶控制剂控制晶型和粒径，沉淀加沉淀剂后经分离干燥粉碎 包装，制得不同晶型颗粒均进 行脱水干燥表面处理，最后得到所要求得碳酸钙产品。 目前，纳米碳酸钙的工业化生产工艺主要有间歇鼓泡碳化法连续 喷雾碳化法超重力碳化法。 间歇鼓泡碳化法 在湿法碳酸钙的生产中，大多 并将生成的悬乳液氢氧化钙在高剪力作用下粉碎，多级悬液分离，除去颗 粒和杂质，得到定浓度的精制氢氧化钙悬乳液。通入二氧化碳气体，加 入适当的添加剂控制晶型，碳化至终点，得到要求晶型的碳酸钙乳液。 后与生产废水起排出厂外。 技术方案的选择 概述 纳米碳酸钙仍属化合法生产的轻质碳酸钙。传统的轻质碳酸钙生产， 是将精制的石灰石原料煅烧，得到氧化钙和窑气二氧化碳消化氧化钙， 境噪声标准 和工业企业厂界噪声标准的要求。 本项目生产用水采用循环系统，仅有少量生产废水和生活污水外排， 外排量很少，这部分废水经污水处理达到国家污水综合排放标准标准二级标准的要求。 对产生噪声的设备如空压机风机等，在设计中通过采用加装消声器 或设置隔音值班室等措施，最大限度的降低噪声对生产岗位操作工人及周 围环境的危害，以达到城市区域环标准规定的限值。在产生粉尘的煅烧系统装运系统以及物 料转运点均设置了性能可靠收尘效率高的收尘器，确保粉尘排放指标达 到工业炉窑大气污染物排放标准二级标准及 大气污染物综合排放计采取了有针对性的综合防 治措施，将工程污染控制在尽可能小的范围内。全厂环保设施配套齐全， 环保设计与工程设计同时进行。 本项目建成后新生产线各种污染物的排放不但能达到国家标准，而且将远低于国家噪音和废水。为 减少其对环境的污染，设计中将严格遵守国家和地方的环境保护法规，贯 彻环保设施与主体工程同时设计同时施工同时投产的三同时政策。 针对本项目几种主要的环境污染物，本项目设计噪音和废水。为 减少其对环境的污染，设计中将严格遵守国家和地方的环境保护法规，贯 彻环保设施与主体工程同时设计同时施工同时投产的三同时政策。 针对本项目几种主要的环境污染物，本项目设计采取了有针对性的综合防 治措施，将工程污染控制在尽可能小的范围内。全厂环保设施配套齐全， 环保设计与工程设计同时进行。 本项目建成后新生产线各种污染物的排放不但能达到国家标准，而且将远低于国家标准规定的限值。在产生粉尘的煅烧系统装运系统以及物 料转运点均设置了性能可靠收尘效率高的收尘器，确保粉尘排放指标达 到工业炉窑大气污染物排放标准二级标准及 大气污染物综合排放标准二级标准的要求。 对产生噪声的设备如空压机风机等，在设计中通过采用加装消声器 或设置隔音值班室等措施，最大限度的降低噪声对生产岗位操作工人及周 围环境的危害，以达到城市区域环境噪声标准 和工业企业厂界噪声标准的要求。 本项目生产用水采用循环系统，仅有少量生产废水和生活污水外排， 外排量很少，这部分废水经污水处理达到国家污水综合排放标准 后与生产废水起排出厂外。 技术方案的选择 概述 纳米碳酸钙仍属化合法生产的轻质碳酸钙。传统的轻质碳酸钙生产， 是将精制的石灰石原料煅烧，得到氧化钙和窑气二氧化碳消化氧化钙， 并将生成的悬乳液氢氧化钙在高剪力作用下粉碎，多级悬液分离，除去颗 粒和杂质，得到定浓度的精制氢氧化钙悬乳液。通入二氧化碳气体，加 入适当的添加剂控制晶型，碳化至终点，得到要求晶型的碳酸钙乳液。进 行脱水干燥表面处理，最后得到所要求得碳酸钙产品。 目前，纳米碳酸钙的工业化生产工艺主要有间歇鼓泡碳化法连续 喷雾碳化法超重力碳化法。 间歇鼓泡碳化法 在湿法碳酸钙的生产中，大多采用传统的间歇鼓泡碳化法。生产纳米 碳酸钙是在生产轻质碳酸钙的基础上，改变碳化工艺加入添加剂既结 晶控制剂控制晶型和粒径，沉淀加沉淀剂后经分离干燥粉碎 包装，制得不同晶型颗粒均匀的纳米级碳酸钙。间歇鼓泡碳化法工艺投资较少操作简单但生产效率低，气液接触差， 碳化时间长，工艺上对碳酸钙晶型不易控制，产品次成形颗粒大，粒径 粗且不均匀，易在反应中产生包裹现象，最终导致产品反碱，影响产品质 量。 连续喷雾碳化法 与间歇碳化法相比，连续喷雾碳化法工艺适应于规模化生产，生产能 力大且生产效率高，碳化时间短，产品晶型粒度容易控制，可制得优质 稳定的纳米碳酸钙产品。 喷雾碳化法般采用两段或三段连续碳化工艺，即石灰乳经第碳化 塔碳化得到反应混合液，然后喷入第二段碳化塔制得最终产品，或再喷入 第三段碳化塔碳化得到最终产品。由于碳化过程分段进行，因此可对晶体 的成核和生长过程分段控制，从而控制晶体的粒径晶型。根据需要，控 制适宜的喷雾液滴大小氢氧化钙浓度碳化塔内的气液比反应温度 各段的碳化率等条件，即可制得不同晶型的纳米碳酸钙产品。 超重力碳化法 超重力技术起源于年的太空试验。在太空微重力状态下，化工分 离单元操作无法完成，从而引发超重力技术的研发，并在年得到充分 发展。超重力技术产生的离心加速度不仅可以比重力加速度大个数量 级，而且可以调节。利用离心力场不仅使化工单元操作在太空成为可能， 而且可以大大提高化工单元操作效率。 将超重力技术应用于纳米碳酸钙的生产使这生产过程发生了革命性 变化。高速旋转的填料将氢氧化钙溶液剪切成细微的液滴液丝和液膜， 强大的离心力使碳酸钙微粒旦形成就迅速脱离氢氧化钙溶液，无法继续 长大，同时氢氧化钙溶液和二氧化碳气体的接触面积大大增加并迅速更新， 使反应速度大大提高。技术方案选择 通过上述对国内外纳米碳酸钙生产工艺的对比分析，本项目拟选择由 北京化工大学超重力中心研制开发的具有国际领先水平的超重力碳化法生 产工艺，生产纳米碳酸钙。 超重力技术生产纳米碳酸钙具有以下优点产品平均粒径小，可 制得平均粒径为的超细碳酸钙产品粒度分布范围窄 产品质量稳定反应速度快反应器体积小易于操作，从 开机到稳定生产般不超过不需要使用晶体生长抑制剂，产品 质量稳定生产效率高，生产成本大幅度降低。 该生产工艺是理想的纳米碳酸钙生产工艺。 工程设计特点 本工程设计力求工艺流程简洁顺畅，择优选择先进成熟可靠的 技术和装备，技术方案充分考虑了当地的原料资源和自然条件。具有以下 特点 充分重视生产线的先进性可靠性及经济性，设备选型立足国产化。 采用申克定量给料机计量石灰石和焦碳，提高计量精度，保证石灰 煅烧的稳定性。 采用机械化立窑煅烧石灰，减少劳动强度，提高生产率，有利于环 境保护。 采用超重力碳化工艺生产纳米碳酸钙，具有产品粒度小分布范围 窄颗粒均齐，反应时间短