合成烴鏈生產過程中產生的二氧化碳的應用的製作方法

2023-07-07 12:41:16

專利名稱：合成烴鏈生產過程中產生的二氧化碳的應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及在加氧氣化中產生的二氧化碳氣流的應用。更具 體來說，本發明涉及 有機物質的加氧氣化中產生的二氧化碳氣流用於對來自富含鈣的液體的鈣進行碳酸鹽化 的應用，以及用於造紙工藝，在此造紙工藝中，將用加氧氣化過程中產生的二氧化碳氣流沉 澱出的碳酸鈣加入紙中。
背景技術：
化石燃料供應的限制以及化石燃料使用過程中產生的排放物使得人們承受越來 越多的壓力去開發更環保的燃料的生產方法。人們嘗試使用生物物質作為能源，特別是用 於生產燃料，由此消除未來的環境負擔。對於能量生產，生物物質主要是指各種有機廢物，即源自生物來源的廢物，例如木 材、農業廢料、城市垃圾、垃圾或莊稼。燃燒生物物質的過程會釋放出能量，稱為生物能，但 是也可以採用其它方法處理生物物質，以達到提高的效率和較少的排放。近來，人們已經嘗試使用生物物質來製備液體燃料，在此情況下，首先將生物物質 氣化，然後將製得的氣體轉化為生物燃料。該多步工藝被稱為生物物質液化(BLT)。氣化是一個放熱過程，其中生物物質之類的含碳材料被轉化為一氧化碳和氫氣。 在氣化器中發生了三個反應，即熱解，在此反應中釋放出揮發性物質，產生木炭；燃燒過 程，在此過程中揮發性物質和一部分木炭與氧氣反應，形成二氧化碳和一氧化碳；以及實際 氣化反應，在此反應中，木炭與二氧化碳和水蒸氣反應，形成一氧化碳和氫氣。所述熱解和 燃燒都是極快的反應。在存在水蒸氣和氧氣的情況下，根據以下反應在氣化器中形成合成氣混合物C+H20 — C0+H2(1)C+2H20 — C02+2H2(2)C+C02 — 2C0(3)C+l/202 —CO(4)C+02 —CO2(5)C0+H20 — C02+H2(6)C0+3H2 — CH4+H20(7)最普遍的氣化技術包括同向流氣化，在此技術中，燃料和空氣沿著基本相同的方 向流入；反向流氣化，在此技術中，空氣從反應器、流化床反應器和夾帶流氣化器下部提供， 燃料從其頂部提供。出於工業目的開發的整合氣化聯合循環(IGCC)以這些不同的氣化方法(氧氣或 空氣氣化，夾帶流，流化床或固定床反應器)和不同的氣體純化方法(化學或物理純化，例 如溼法洗滌或熱純化)為基礎。氣化形成的產物或合成氣體混合物的主要組分是一氧化碳和氫氣。除了這些組分 以外，所述混合物還可以包含例如以下雜質C02 ( 二氧化碳)，CH4 (甲烷)，H2O (水)，N2 (氮氣)，H2S(硫化氫)，NH3(氨)，HCl (氯化氫)，焦油和小顆粒，例如灰分和炭黑。如果加入的 生物物質是木材的話，該合成氣也可以稱為木煤氣。合成氣可以直接用作燃料，或者可以通過各種方法對合成氣進行進一步處理，以 製備氣態或液態的燃料或化學物質，例如採用費-託燃料合成(Fischer-Tropsch fuel synthesis)，甲醇合成，或者可以通過水煤氣變換反應(water-gas exchange)來製備氫氣。 在燃燒工藝中，需要通過純化除去廢氣，在氣化中，可除去的物質包含產物氣體顆粒、鹼金 屬、氮氣、焦油、硫和氯氣。氣體純化還可以包括向合成氣中加入氫氣，以得到適於費-託工 藝的氫氣-一氧化碳比例。可以採用各種物理純化方法純化合成氣混合物，例如Selexol (UOPLLC)， Rectisol (Lurgi AG)或Purisol (Lurgi AG)，以及/或者化學純化法，例如胺洗滌。Rectisol 是一種物理氣體純化法，其中甲醇通常在低於O度的溫度下用作有機溶劑。Rectisol 法優選在高壓條件下進行，通常高於30巴。可以通過費-託合成(FT合成)將合成氣轉化為合成燃料。FT-合成是一種催化化學反應，其中將一氧化碳和氫氣轉化為不同的液態烴。在實際的FT合成之前，需要對合 成氣混合物進行純化。加入FT反應器的合成氣的H2/C0摩爾比優選為2. 5 1至0.5 1， 更優選為2.1 1至1.8 1，最優選約為2 1或1 1，這取決於所用的催化劑。在FT-合成中，合成氣CO和H2發生放熱反應，主要形成脂族烴類。除了鏈烷烴以 夕卜，還形成較少量的烯烴、伯醇和水。烴類合成根據以下反應進行C0+2H2 — - (CH2) -+H2O (8)CCHH2O — C02+H2(9)2C0+H2— -(CH2)-+CO2 (10)將鈷或鐵用作反應催化劑。其中鈷可以得到較佳的轉化率，鈷催化劑還具有較長 的壽命。由FT-反應製得不同長度的烴類化合物的混合物，可以通過選擇合適的反應器和 催化劑以及調節溫度、壓力和持續時間，控制反應向著所需的方向進行。通常反應條件為 200-350°C, 15-40巴。在較高的溫度下，主要合成短鏈的化合物，在較低的溫度下，會形成較 長鏈的烴類。通過蒸餾從最終產物中分離出的副產物可以供應給化工廠作為原料。FT工 藝的最終產物不含硫或芳族化合物。使用該技術製備的燃料可以與低硫含量的化石燃料混合。US 2007/0100003 Al描述了一種生物物質氣化法，其中對富含碳的材料進行熱 解，然後在旋轉型夾帶流氣化器中對製得的生物油和木炭進行進一步處理。主要通過兩種不同的方式從木材製得木漿機械處理或化學處理。在化學處理過 程中，通過加熱和化學物質(例如鹼液)對木屑或非木質材料進行處理，使得木材中的纖維 互相分離並溶解木質素，所述木質素是將纖維保持在一起的結合物質。或者，可以對木材進 行機械捏制。摩擦將機械功轉化為熱量，使得將木纖維結合在一起的木質素軟化，打開纖維 之間的結合作用。通過進行該處理，將木材製成集合體(化學或機械集合體)，對其進行清 洗，經常是進行漂白。如果將集合體的製備結合在造紙廠之內，則可以將來自清洗/漂白的 集合體直接引導至造紙機的集合體處理中。如果不可能進行這種結合，則對該集合體進行 乾燥和打包，用於以後的應用。還可以將集合體提供給自身不具有集合體生產能力的造紙 廠。
在造紙廠，在將集合體加入流漿箱中之前，首先在幾個步驟中對其進行處理。從該 集合體中除去碎片之類的大顆粒，加入水對其進行稀釋，然後向其中加入各種另外的物質， 例如保留劑和填料。添加填料的主要優點在於增大不透明度，控制無光澤或明亮的飾面效 果(matt or bright finish)，以及降低原料成本。加入流漿箱的纖維集合體包含超過90% 的水。
將所述纖維集合體從流漿箱施加到移動的可滲透水的金屬絲網上，除去水分，在 金屬絲網上形成連續的紙帶。通過抽水低壓槽從金屬絲網上的紙帶除去水分，然後通過溼 壓制除水，最後將金屬絲網傳送到乾燥機部分，使用所述乾燥機部分中提供的加熱輥筒進 行最終乾燥。對乾燥後的紙帶進行切割，捲成最終產品。可以對完成的紙張施加各種塗層和表面處理劑，由此改進紙張的特性，使其適用 於預期用途。造紙業使用的填充劑可以包括例如源自巖石材料的顏料。較高質量的紙張中最高 達三分之一的組成可以為礦物。礦物除了用作填料以外，還可以在頂級質量的紙張或紙板 中用作特殊塗料試劑。使用礦物的目的是防止油墨被吸收入紙張內，從而可以得到更精確 的文字。使用礦物的另一個目的是反射光線，使得印刷字跡不會透過紙張在另一面顯示出 來。通過這種方式，油墨和白色的紙張之間形成鮮明的對比度。礦物還會延緩紙張的分解， 從而延長紙張的壽命。最常用的礦物包括高嶺土、碳酸鈣和滑石。人們通常在與造紙廠相關的所謂衛星廠製備合成法或沉澱法碳酸鈣(PPC)用於 造紙工業，具體來說是使用造紙廠聯合體產生的廢氣作為二氧化碳源，供應適合直接用於 造紙工藝的沉澱法碳酸鈣。碳酸鈣是由氧化鈣(CaO)即生石灰或燒石灰製備的，而氧化鈣是通過在石灰窯中 在大約1000°C的溫度下對採掘出的石灰石CaCO3進行加熱而製備的。將氧化鈣與水混合， 從而形成包含熟石灰(即氫氧化鈣(Ca(OH)2))的水懸浮體(稱為石灰乳)。使用純二氧化 碳或者例如由廢氣或石灰窯排放氣體得到的二氧化碳對製得的氫氧化鈣進行碳酸鹽化，從 而生成碳酸鈣和水。如果二氧化碳對熟石灰的中和不完全，則過量的氫氧化鈣會導致產物 具有過高的鹼度。如果需要，也可以通過直接將鈣離子(例如以氫氧化鈣的形式)和二氧化碳加入 造紙工藝中來製備沉澱法碳酸鈣(原位製備)。沉澱法碳酸鈣通常是通過間歇法製備的。上述美國專利申請第2007/0100003 Al號的全部內容都參考結合入本文中。

發明內容
本發明的目的是利用有機物質的加氧氣化產生的二氧化碳氣流。更具體來說，本 發明的目的是在紙張和紙板製造工業中將所述二氧化碳氣流用於鈣的碳酸鹽化。具體來 說，所述二氧化碳氣流包含在合成烴鏈製備過程中產生的純的加壓二氧化碳。本發明具有獨立權利要求中所述的特徵，而本發明的優選實施方式則在從屬權利 要求中進行限定。因此，本發明涉及有機物質的加氧氣化中產生的二氧化碳氣流用於對來自包含鈣 離子的液體中的鈣進行碳酸鹽化的應用。本發明的另一個目的是一種造紙方法，其中用氧氣對有機物質進行氣化以使得鈣碳酸鹽化，使得製得的二氧化碳氣流與含鈣離子的液體反應，然後在造紙過程中將碳酸鹽 化的鈣作為填料加入紙漿之中，或者作為塗料施加在製得的紙張之上。


圖1顯示了整合到連續生產碳酸鈣以及造紙的工藝中的有機物質加氧氣化工藝。
具體實施例方式本發明人還有以下驚人的發現即在生物物質氣化以及生產合成烴類的工藝中作 為副產物形成的過量的二氧化碳可以有益地用於鈣的碳酸鹽化。
進行過加氧氣化處理的生物物質以及由該生物物質產生的二氧化碳氣流(例如 在製備生物燃料時製得的那些)可以全部使用或者使用一部分，僅將未用於氣化或生產過 程的一部分用於鈣的碳酸鹽化。在造紙工藝中，可以將二氧化碳氣流用於鈣的碳酸鹽化，以 製備合適量的沉澱法碳酸鈣。除非在申請中另外說明，否則，說明書和權利要求書中使用的術語具有以下含 義術語「有機物質」表示生物物質，換而言之其為來自生物來源的有機物質，例如以 下原料木材或基於木材的原料(例如林業和採伐業的基於木材的副產物，例如在疏伐時 移除的樹木、樹樁、根、枝、灌木和樹皮)，農業廢料，城市垃圾，林業副產品(例如妥爾油皂， 妥爾油，造紙黑液和松節油)，林業的廢水漿液(例如攜帶入造紙廠廢水的含纖維的物質)， 垃圾或莊稼。所用的原料還可以包括各種工業工藝的廢棄物或副產品，海藻之類的海生原 料，或者上述原料的組合。較佳的是，所用的原料包括木材加工業的廢料或產品，例如木材 殘餘料，城市木材廢料，伐木廢料，木屑，鋸屑，稻草，木柴，木質材料，紙張，造紙和木材生產 的副產品，短期輪作作物例如柳樹、白楊、黑洋槐、桉樹，以及木質纖維穀類作物，例如草廬、 芒草和柳枝稷。使用的原料還可以包括植物油、動物脂肪、魚油、天然蠟和脂肪酸。術語「合成烴鏈」表示合成的短鏈烴和長鏈烴。術語「加氧氣化」表示在存在純氧(而非空氣)以及水蒸氣的情況下進行的氣化。本發明涉及有機物質的加氧氣化中產生的二氧化碳氣流用於對來自包含鈣離子 的液體中的鈣進行碳酸鹽化的應用。較佳的是，所述烴物流是作為製備合成烴鏈(例如生 物燃料生產)的副產物形成的。較佳的是，使用至少一種需要加壓合成氣混合物的物理純 化法以及費_託合成製備合成烴鏈。在一個優選的實施方式中，所述有機物質包括生物物質，例如基於木材的原料、農 業廢料、林業副產物、林業的廢水漿液、或者城市垃圾。所述基於木材的原料包括林業和採 伐業的基於木材的副產品，例如在疏伐時移除的樹木、樹樁、根、枝、灌木和樹皮。較佳的是，在具有流化床反應器的氣化器中進行氣化反應，其中固體生物物質至 少部分地燃燒。所述流化床可以是循環流化床或鼓泡流化床，其中使用純氧和水蒸氣作為 流化氣體。在將純氧和水蒸氣引入流化床反應器中之前，優選將其互相混合，但並非必須如 此。優選使用閉鎖式漏鬥將生物物質加入氣化器中。在氣化器中，固體物質與水蒸氣發生 吸熱反應，形成一氧化碳和氫氣，以及與氧氣發生放熱反應以形成一氧化碳、二氧化碳和另 外的水蒸氣。通過氣化形成了不純的合成氣，所述合成氣除了 一氧化碳和氫氣以外，還包含CO2(二氧化碳)，CH4(甲烷)，H20(水)，N2(氮氣)，H2S(硫化氫)，NH3(氨)，HC1(氯化氫)， 焦油和小顆粒，例如灰分和炭黑。對不純的合成氣進行純化，通過一些步驟進行處理。例如 從中除去焦油、甲烷和固體顆粒。另外，將所述合成氣的氫氣/ 一氧化碳的比例調節到合適 的水平，然後通過物理純化法(例如Rectisol )和/或化學純化法(例如胺洗滌)對合 成氣進行純化，由此例如製得純化的合成氣以及純的加壓二氧化碳。例如將純的合成氣引 入費_託反應器以製備合成烴鏈。
在製備合成烴鏈時作為副產物製得的純的加壓二氧化碳氣流特別適合在連續反 應器中對鈣進行碳酸鹽化。相對於由廢氣得到的二氧化碳，所述純的加壓二氧化碳可以加 快鈣的碳酸鹽化反應，由此可以使用連續反應器，減小所需的反應器尺寸。工廠區域產生的通常用於鈣的碳酸鹽化的常規二氧化碳會包含大量的氮氣。如果 這種含二氧化碳的氣體在加壓狀態下使用，則存在的氮氣會導致麻煩的起泡和發泡，這是 因為氮氣無法溶解在碳酸鹽化溶液中。純的加壓二氧化碳不會起泡或發泡，這是因為二氧 化碳會溶解在液體中，形成碳酸，碳酸與鈣原子反應。合成烴鏈製備過程中產生的二氧化碳一開始便是純的且加壓的，甚至可以直接引 入連續碳酸鹽化反應器中，在此反應器中，反應時間明顯比間歇反應器的時間短。在連續反 應器中，碳酸鹽化反應的進行時間是以秒計的，而在間歇式反應器中，相同的工藝可能會持 續長達數小時。在一個優選的實施方式中，所述二氧化碳氣流的純度大於90重量％，優選大於95 重量％，更優選大於97重量％，最優選大於99重量％。所述二氧化碳氣流的壓力可能大於 5巴，優選大於20巴，最優選大於30巴。壓力越高，碳酸鹽化反應的速度越快。如果二氧化 碳氣流的壓力不夠高，則可以使用獨立的壓縮機將其壓力升高到10巴，優選大於20巴，最 優選大於30巴。根據本發明的氣化是使用氧氣代替空氣進行的，在此工藝中，合成氣混合物中的 氮氣含量較低。本發明的二氧化碳氣流特別適合在連續反應器中進行鈣的碳酸鹽化的另一 個原因是因為相對於間歇法，連續法對雜質更為敏感。在一些實施方式中，根據本發明的二 氧化碳氣流的硫含量小於lppm，氮氣含量小於10重量％，優選小於5重量％，更優選小於 3重量％，最優選小於1重量％。較佳的是，所述連續反應器的壓力大於5巴，優選大於10 巴，更優選大於20巴，最優選為20-30巴。所述二氧化碳氣流的低氮氣含量和硫含量使得 特別適合在製備沉澱法碳酸鈣的工藝中對鈣進行碳酸鹽化。本發明的二氧化碳氣流可以用於在間歇法的間歇反應器中、或者在半連續法中、 或者在原位造紙工藝中用於對鈣進行碳酸鹽化。由於將純的加壓二氧化碳氣流直接引入碳 酸鈣的碳酸鹽化反應，特別是引入連續的碳酸鈣沉澱反應器中，得到了特別優選的總體功 效。即使由生物物質製備的燃料在理論上不會增加大氣中的二氧化碳含量(這是因 為由此製得的燃料僅僅是將生物物質在生命期限內從空氣中結合的二氧化碳釋放出來)， 但是在其製備工藝過程中產生的排放物也需要考慮。根據本發明，作為副產物形成的二氧 化碳通過化學反應與鈣結合，因此不會將二氧化碳釋放入大氣之中，無需進行額外的處理。 考慮到排放權益的因素，根據本發明的方法對二氧化碳進行結合，可以用於其它工藝的排 放。當然，減少二氧化碳的量也具有商業價值。
在本發明的一個優選的實施方式中，將有機物質的氣化和/或燃料製備工藝整合 到用於對鈣進行碳酸鹽化的設備中，由此減少了運輸的需求，而且達到節能的效果。所述有 機物質的氣化以及/或者由此製得的燃料，以及鈣的碳酸鹽化優選在同一工廠區域進行， 在此情況下可以將二氧化碳的壓力直接用於碳酸鹽化工藝，無需對二氧化碳進行壓縮和運 輸。較佳的是，在工廠區域包括至少一個造紙工藝。得到了極佳的聯合效果，因為在本發明方法中製得的沉澱法碳酸鈣在相同的工廠 區域，在紙張和/或紙板的製造中用作填料和/或塗料試劑。本發明還涉及一種紙張或紙板的製造方法，其中用氧氣對有機物質進行氣化以使得鈣碳酸鹽化，使得製得的二氧化碳氣流與含鈣離子的液體反應，然後在造紙過程中將碳 酸鹽化的鈣作為填料加入紙漿之中，或者作為塗料施加在製得的紙張之上。較佳的是，所述二氧化碳氣流是在合成烴的製備過程中(例如生物燃料製備中) 作為副產物形成的，所述二氧化碳氣流的純度優選大於90重量％，優選大於95重量％，更 優選大於97重量％，最優選大於99重量％，壓力大於5巴，優選大於10巴，更優選大於20 巴，最優選大於30巴。較佳的是，本發明的二氧化碳氣流的硫化氫含量小於5ppm，優選小 於3ppm，更優選小於lppm，氮氣含量小於10重量％，優選小於5重量％，更優選小於3重 量％，最優選小於1重量％。在一個優選的實施方式中，合成烴鏈的製備使用物理純化(例 如Rectisol )進行，該工藝需要使用加壓合成氣混合物，優選壓力大於10巴，更優選大於 20巴，最優選大於30巴，由此在所述純化和/或費-託合成之前對合成氣混合物進行加壓 處理。在作為本發明目的的方法中，可以在以下的壓力下在連續反應器中進行鈣的碳酸 鹽化優選大於5巴、優選大於10巴、更優選大於20巴、最優選20-30巴，可以在間歇反應 器的間歇法中或者半連續反應器中進行鈣的碳酸鹽化。較佳的是，將碳酸鹽化直接整合到 造紙工藝之中。對來自含鈣液體的鈣的碳酸鹽化也可以通過加入鈣離子、然後將二氧化碳 直接接入含鈣的工藝液體中，從而在造紙工藝中原位進行。在造紙工藝中，在造紙機的流漿箱之前通過加水使得紙集合體稀釋，然後將根據 本發明碳酸鹽化的碳酸鈣加入所述集合體中，或者將根據本發明的二氧化碳氣流直接加入 造紙機中，以使得鈣離子碳酸鹽化。在一個優選的實施方式中，所述有機物質包括生物物質，例如基於木材的原料、農 業廢料、林業副產物或者城市垃圾，所述基於木材的原料可以包括林業和採伐業的基於木 材的副產品，例如在疏伐時移除的樹木、樹樁、根、枝、灌木和樹皮。在一個實施方式中，所述方法包括沉澱法碳酸鈣的製備，根據造紙工藝的需求調 節所述製備，根據碳酸鈣的需求對所述二氧化碳氣流的進料進行調節。較佳的是，將所述有 機物質的氣化以及/或者氣體的處理與鈣的碳酸鹽化和造紙整合在一起，從而有效地利用 形成的二氧化碳氣流，從而減少排放量。或者，所述有機物質的氣化以及/或者處理、鈣的 碳酸鹽化以及造紙工藝在同一工廠區域進行，以縮短運輸距離。圖1顯示了本發明的一個優選實施方式，其中將原料1引入氣化操作2，其中使用 氧氣和水蒸氣使得原料氣化，形成合成氣混合物3。對合成氣混合物3進行化學和/或物理 純化4，由此製得三股氣流含硫氣流5，合成氣流6和二氧化碳氣流7。將合成氣流6輸送 到費_託合成8，由此製得生物燃料9。將二氧化碳氣流7直接引入造紙機13，用於原位進行鈣的碳酸鹽化以及/或者在連續反應器10中連續製備沉澱法碳酸鈣。或者沉澱法碳酸 鈣也可以通過間歇法製備。一方面向造紙機13加入碳酸鈣11，12以作為紙張填料，另一方 面還可以用於紙張塗覆工藝15，紙張以紙帶14的形式移入該塗覆工藝15。 在一個更優選的情況下，使用購自紙張或紙板製造的木材的基於木材的副產品用 於製備生物燃料，將作為副產物製得的純的加壓二氧化碳直接用於碳酸鈣的沉澱，該碳酸 鈣直接用於紙張或紙板的製造。以下實施例僅僅用來進一步舉例說明本發明。本領域技術人員鑑於以上說明書的 指導能夠通過許多其它的方式在本發明的保護範圍之內利用本發明，以利用有機物質的加 氧氣化產生的二氧化碳氣流。實施例1生物物質的氣化對採伐過程中形成的基於木材的副產品，例如在疏伐時移除的樹木、樹樁、根、枝、 灌木和樹皮，進行碾碎和乾燥。使用氧氣和水蒸氣將生物物質氣化，其中在高壓和高溫條 件下，在夾帶流氣化器中對生物物質進行處理，從而製得包含一氧化碳、氮氣和二氧化碳的 合成氣混合物，使該混合物冷卻，然後進行純化。然後採用必需的化學處理和物理處理對合 成氣進行純化，其中Rectisol 處理需要將合成氣混合物加壓至30巴。將純化的氣體引入 費_託反應器中以形成FT燃料。對費-託合成的條件進行選擇，以達到所需的烴鏈長度。 將合成氣混合物的純化過程中作為副產物形成的二氧化碳氣流用於鈣的碳酸鹽化。二氧化 碳中的氮氣含量小於1重量％，其壓力為30巴。實施例2沉澱法碳酸鈣的連續製備將含氫氧化鈣的水懸浮體和實施例1的二氧化碳(99重量％，壓力20巴)引入 反應器中，所述反應器處於整合的生物燃料和碳酸鈣製備工藝中。連續反應器的壓力為20 巴，作為產物製得的碳酸鈣作為填料和塗料試劑在相同工廠區域內用於紙張和紙板製造工 藝。當用作填料的時候，將碳酸鹽化的鈣加入造紙機的短迴路中，其中碳酸鹽化的鈣與水和 纖維混合以製得所需的紙漿。還可以將碳酸鈣施加到製得的紙張上作為塗層。實施例3沉澱法碳酸鈣的間歇式製造 通過間歇法，由氧化鈣製備碳酸鈣。將氧化鈣與水混合，由此製得包含氫氧化鈣的 水懸浮體。使用實施例1的二氧化碳(99重量％ )將由此製得的氫氧化鈣碳酸鹽化，所述 二氧化碳是由位於同一工廠區域的生物燃料廠製備的。由該反應製得碳酸鈣和水。沉澱法 碳酸鈣在造紙工藝中直接用作填料和塗料試劑，所述造紙工藝在同一工廠區域進行。將一 部分沉澱法碳酸鈣儲存起來，用於另外的紙張和紙板製造工藝。
權利要求
在有機物質的加氧氣化中產生的二氧化碳氣流用於對來自包含鈣離子的液體中的鈣進行碳酸鹽化的應用。
2.如權利要求1所述的二氧化碳氣流的應用，其特徵在於，所述二氧化碳氣流是作為 合成烴鏈製備的副產物形成的。
3.如權利要求2所述的二氧化碳氣流的應用，其特徵在於，所述合成烴鏈的製備包括 生物燃料的製備。
4.如權利要求2或3所述的二氧化碳氣流的應用，其特徵在於，所述合成烴鏈的製備包 括需要加壓合成氣混合物的物理純化以及/或者使用費_託合成。
5.如以上權利要求中任一項所述的二氧化碳氣流的應用，其特徵在於，所述有機物質 包括生物物質，例如基於木材的原料、農業廢料、林業副產品、林業的廢水漿液或城市垃圾。
6.如權利要求5所述的二氧化碳氣流的應用，其特徵在於，所述基於木材的原料包括 林業和採伐業的基於木材的副產品，例如在疏伐時移除的樹木、樹樁、根、枝、灌木和樹皮。
7.如以上權利要求中任一項所述的二氧化碳氣流的應用，其特徵在於，所述二氧化碳 氣流的純度大於90重量％，優選大於95重量％，更優選大於97重量％，最優選大於99重 量％。
8.如以上權利要求中任一項所述的二氧化碳氣流的應用，其特徵在於，所述二氧化碳 氣流的壓力大於5巴，優選大於10巴，更優選大於20巴，最優選大於30巴。
9.如以上權利要求中任一項所述的二氧化碳氣流的應用，其特徵在於，所述二氧化碳 氣流中的硫含量小於lppm。
10.如以上權利要求中任一項所述的二氧化碳氣流的應用，其特徵在於，所述二氧化碳 氣流中的氮氣含量小於10重量％，優選小於5重量％，更優選小於3重量％，最優選小於1 重量％。
11.如以上權利要求中任一項所述的二氧化碳氣流的應用，其特徵在於，所述鈣在連續 反應器中進行碳酸鹽化。
12.如權利要求11所述的二氧化碳氣流的應用，其特徵在於，所述連續反應器的壓力 大於5巴，優選大於10巴，更優選大於20巴，最優選為20-30巴。
13.如權利要求1-10中任一項所述的二氧化碳氣流的應用，其特徵在於，所述鈣在間 歇反應器或半連續反應器中進行碳酸鹽化。
14.如權利要求1-10中任一項所述的二氧化碳氣流的應用，其特徵在於，所述鈣在造 紙工藝中原位進行碳酸鹽化。
15.如以上權利要求中任一項所述的二氧化碳氣流的應用，其特徵在於，將所述有機物 質的氣化與鈣的碳酸鹽化整合，以便能夠利用產生的二氧化碳氣流。
16.如權利要求1-14中任一項所述的二氧化碳氣流的應用，其特徵在於，所述有機物 質的氣化以及鈣的碳酸鹽化在相同的工廠區域進行，以便能夠利用所述二氧化碳的壓力。
17.一種製備紙張或紙板的方法，其特徵在於，用氧氣使得有機物質氣化，以使得鈣被碳酸鹽化，使得產生的二氧化碳氣流與包含鈣離子的液體反應，以及在製造紙張或紙板的過程中，將碳酸鹽化的鈣作為填料加入紙漿中，以及/或者作為 塗層施加在製得的紙張之上。
18.如權利要求17所述的方法，其特徵在於，所述二氧化碳氣流是在製備合成烴鏈的 過程中作為副產物產生的。
19.如權利要求18所述的方法，其特徵在於，所述合成烴鏈的製備包括製備生物燃料。
20.如權利要求18或19所述的方法，其特徵在於，通過所述加氧氣化製得的合成氣混 合物通過需要對該合成氣混合物加壓的物理純化進行純化，以及/或者通過費_託合成形 成所述合成烴鏈。
21.如權利要求17-20中任一項所述的方法，其特徵在於，所述有機物質是生物物質， 例如基於木材的原料、農業廢料、林業副產品、林業的廢水漿液或城市垃圾。
22.如權利要求21所述的方法，其特徵在於，所述基於木材的原料包括林業和採伐業 的基於木材的副產品，例如在疏伐時移除的樹木、樹樁、根、枝、灌木和樹皮。
23.如權利要求17-22中任一項所述的方法，其特徵在於，所述二氧化碳氣流的純度大 於90重量％，優選大於95重量％，更優選大於97重量％，最優選大於99重量％。
24.如權利要求17-23中任一項所述的方法，其特徵在於，所述二氧化碳氣流的壓力大 於5巴，優選大於10巴，更優選大於20巴，最優選大於30巴。
25.如權利要求17-24中任一項所述的方法，其特徵在於，所述二氧化碳氣流包含小於 Ippm的硫l。
26.如權利要求17-25中任一項所述的方法，其特徵在於，所述二氧化碳氣流中的氮氣 含量小於10重量％，優選小於5重量％，更優選小於3重量％，最優選小於1重量％。
27.如權利要求17-26中任一項所述的方法，其特徵在於，根據造紙工藝的需求調節鈣 的碳酸鹽化，根據碳酸鈣的需求調節所述二氧化碳氣流的使用。
28.如權利要求17-27中任一項所述的方法，其特徵在於，鈣在連續反應器中碳酸鹽化。
29.如權利要求28所述的方法，其特徵在於，所述連續反應器的壓力大於5巴，優選大 於10巴，更優選大於20巴，最優選為20-30巴。
30.如權利要求28或29所述的方法，其特徵在於，所述連續反應器與造紙工藝整合。
31.如權利要求17-27中任一項所述的方法，其特徵在於，鈣在間歇反應器或半連續反 應器中碳酸鹽化。
32.如權利要求17-27中任一項所述的方法，其特徵在於，鈣在造紙工藝中原位碳酸鹽化。
33.如權利要求17-32中任一項所述的方法，其特徵在於，將有機物質的氣化與鈣的碳 酸鹽化以及紙張或紙板的製造整合，以便能夠利用所述產生的二氧化碳氣流。
34.如權利要求17-32中任一項所述的方法，其特徵在於，所述有機物質的氣化、鈣的 碳酸鹽化以及紙張或紙板的製造在同一工廠區域進行。
全文摘要
本發明涉及有機物質的加氧氣化中產生的二氧化碳氣流用於對來自包含鈣離子的液體中的鈣進行碳酸鹽化的應用。本發明還涉及一種紙張或紙板的製造方法，其中用氧氣對有機物質進行氣化以使得鈣碳酸鹽化，使得製得的二氧化碳氣流與含鈣離子的液體反應，然後在造紙過程中將碳酸鹽化的鈣作為填料加入紙漿之中，或者作為塗料施加在製得的紙張之上。
文檔編號C10J3/84GK101802141SQ200880107048
公開日2010年8月11日 申請日期2008年7月18日 優先權日2007年7月20日
發明者E·庫卡馬基, M·卡爾森, P·約凱拉 申請人:芬歐匯川集團