氯化钙产品概述及技术工艺发展趋势分析

第一节 产品定义、性能及应用特点

氯化钙是一种白色晶体或块状物，化学式为CaCl2·2H20。

熔点782℃，沸点1600℃，密度2.15克/厘米3（25℃）。氯化钙在水中的溶解度很大，0℃时100克水能溶解59.5克氯化钙，100℃时溶解159克。能形成含1、2、4、6个结晶水的水合物，它们存在的温度范围是：CaCl2·6H2O低于29℃；CaCl2·4H2O，29～45℃；CaCl2·2H2O，45～175℃；CaCl2·H2O，200℃以上。它也溶于乙醇，生成CaCl2·4C2H5OH，与氨作用，形成CaCl2·8NH3。无水氯化钙是工业和实验室常用干燥剂，但不能用来干燥乙醇和氨。氯化钙易潮解，可用于浇洒道路以消尘。CaCl2·6H2O与冰的混合物的温度可达-54.9℃，用作制冷剂。还用于水泥防冻。

氯化钙产品具有遇水发热且凝点低的特点，通常用作道路、高速公路、停车场、码头的融雪和除冰。并有吸水性强的功能，还可用做干燥剂，如用于氮气、氧气、氢气、氯化氢、二氧化硫等气体的干燥。氯化钙是港口的消雾和路面的集尘、织物防火的最佳材料。是生产醇、酯、醚和丙烯酸树脂时用作脱水剂。氯化钙水溶液是冷冻机用和制冰用的重要制冷介质。还有能加速混凝土的硬化和增加建筑砂浆的耐寒能力，是优良的建筑防冻剂。可用作铝镁冶金的保护剂、精炼剂。还是生产色淀颜料的沉淀剂。还可用于废纸加工脱墨。另外是生产钙盐的原料。氯化钙溶液用作海藻酸钠 行业 、豆制品 行业 的絮凝剂。

第二节 发展历程

氯化钙具有广泛的应用性，从最早开始作为简单的干燥剂用来保存物品开始，氯化钙最根本的吸水和干燥性质得到了快速的应用和发展。氯化钙因其价廉、干燥能力强而被广泛应用。干燥速度快，能再生，脱水温度473K。在医药生产中因为对药品质量的保证是极为重要的，氯化钙作为中性干燥剂在医药干燥方面的性能是其它干燥剂无法替代的。它一般用以填充干燥器和干燥塔，干燥药品和多种气体。

近年来随着交通、港口、机场的发展，城市交通和道路中对氯化钙的需求和应用也越来越多，氯化钙作为除雾剂和集尘剂对道路交通环境的改善起了很大大作用。国外氯化钙除雪剂的发展较我国早些，我国近年来在冬季高速路及城市道路交通的除雪中对除雪剂的需求促使了氯化钙的进一步发展，氯化钙以其特有的性能为冬季道路除雪带来了方便。

另外石油和天然气勘探钻井 行业 兴旺，有助于积极推进液体氯化钙进入市场，因为液体氯化钙是钻井流体的一种普通原料。目前氯化钙在国内主要用于化工生产、石油钻探和致冷剂等方面，其中化工领域是我国氯化钙的最大消费领域。

第三节 产品技术发展现状

氯化钙的生产主要是盐酸石灰石粉法，另外由于纯碱的生产过程中产生的废液中含有大量的氯化钙和盐，而这些废液的排放会对土壤和海水造成污染，因此近年来通过采用纯碱废液回收法来生产氯化钙，不但解决了污染问题，同时变废为宝。但是废液要加工成无水氯化钙产品需要蒸发88%-90%的水分，每吨消耗标准煤1.414吨，折合干燥成本达到1100元左右，难以产生良好的经济效益。因此，许多纯碱厂家放弃了对废水的处理，将其直接排放到堆场，形成规模巨大的“白海”，严重污染了环境，氯化钙废液处理成为制约纯碱工业发展的瓶颈。

为了解决这个问题，目前焦作市络德化工机械有限公司研制的无水氯化钙浓缩干燥一体机，采用自主创新的同步逆位煅烧技术，对物料由间接加热变为直接加热，在密封容器中将废液雾化分散成无数微米级的雾汽，在雾化状态下与热能直接换热，进行连续浓缩、净化和干燥。新工艺最大限度地提高了热能利用效率，缩短了干燥时间（仅为数分钟），显著降低了能耗和生产成本，解决了目前常规生产工艺在金属容器中浓缩干燥形成的对物料严重污染的问题，同时也解决了对设备的严重腐蚀问题，增加了产品白度，提高了产品质量。无水氯化钙浓缩干燥一体机将纯碱 行业 大量排放的污水非常经济地直接转变成高品质的无水氯化钙。

以盐酸直接生产氯化钙，最经济的工艺应该就是与石灰石反应，目前采用的主要设备是粉碎机、反应釜、蒸发器、结晶槽、过滤器及一些槽罐、机泵等。其中在氯化钙的蒸发过程中目前通过了强化传热和防结垢技术在海化氯化钙蒸发装置中的成功应用，不仅解决了长期困扰氯化钙 行业 生产的结垢难题，也为该成果的产业化创出一条新路。

第四节 产品工艺特点或流程

1、氨碱蒸氨废液回收法

1）生产原理

利用纯碱生产过程中所排放的蒸氨废液中的氯化钙和氯化钠，根据不同的溶解度，经初次净化、澄清、蒸发浓缩过程将氯化纳分离后；再次进行净化、澄清、蒸发浓缩，使氯化钙含量达到70%左右，冷却后即为块状二水氯化钙，或将熔融液再进一步加工成片状、粉状、粒状产品。

2）工艺流程

从蒸氨塔排出的废液沿碱渣管线流入碱渣场，澄清后的清液流入盐田蒸发池自然蒸发至250C，并在结晶池中析出盐，析出盐后的钙液中氯化钙含量达25-30%，用泵送至钛板换热器中浓缩到40%，再经升膜、降膜蒸发器浓缩到50%。浓钙液与分离器下来的粉尘混合后浓度达60%，进入流化床干燥段喷射成液滴，在480℃下完成造粒和干燥，再经冷却段空气筛分冷却，即得到均匀的97%粒状氯化钙产品。

2、盐酸石灰石法

1）生产原理

可用石灰石和盐酸反应制得。主要化学反应为：CaCO3+2HCl→CaCl2+H2O+CO2↑

2）操作过程

（1）制二水氯化钙（CaCl2·2H2O）

将盐酸（31%）和石灰石粉，按2：1的配比投入反应缸中，在搅拌下发生反应，生成酸性氯化钙溶液，移入澄清槽内。加入石灰乳，调溶液pH值为8.9～9，这时氢氧化铁、氢氧化镁沉淀析出。经澄清，过滤，滤液移在蒸发皿内加热至172～174℃蒸发，经结晶，分离后于200～240℃下干燥脱水，即得二水氯化钙。

（2）制无水氯化钙

将二水氯化钙再加热至260～300℃，干燥脱水，即变为白色的无水氯化钙。

（3）流态化生产粒状氯化钙的工艺

以液体氯化钙为原料，在沸腾干燥粒塔中生产，沸腾制粒塔的沸腾段呈倒锥形筒体，其下部是一块空气分布孔板，孔板上方为沸腾层。先在空气分布孔板上预加颗粒状的氯化钙晶种，并在孔板下鼓入高温热空气，使之流态化。同时将液体氯化钙经喷嘴用压空雾化，喷入沸腾层内。由于液滴与沸腾层内的高温热空气和晶种迅速接触，产生强烈的热交换，使不断粘附在晶种表面的液滴迅速脱水干燥。在此作用下，晶种会逐渐长大，形成近似球形的粒状氯化钙。在孔板的中心有一下料管，颗粒状氯化钙，通过下料管放出塔外。

流态化生产粒状氯化钙的工艺，其特征在于以液体氯化钙为原料，雾化的液体 氯化钙与温度为380-420℃的高温热气形成混合流态化状态，在粒状氯化钙晶种的作用下得到粒状无水氯化钙。

第五节 国内外技术未来发展趋势 分析

1、节能环保技术推进

随着常规能源消耗的剧增、环境污染的加剧，人们对能源的节约和环境的保护引起广泛的关注。由于氯化钙的吸水性极强，因此在生产过程中必须经过加热蒸发来提纯，而这个过程中耗能量大，在氯化钙的生产技术研发方面将关注新型干燥技术、干燥设备的研发，通过更节省能源的 技术工艺 来制备氯化钙。同时在生产过程中利用新型的附着法和冷却技术来提高氯化钙的回收率，争取达到“零排放”。

2、动态过滤技术应用

氯化钙生产过程中采用的过滤技术主要依靠滤饼过滤，由于氯化钙悬浮液所含颗粒和液体作垂直与过滤面的同向流动。随着滤饼层厚度的不断增长，阻力不断增大，直到操作压差不再起作用或滤室充满滤饼为止。这时需卸除滤饼层，再重新开始，过滤操作实际上是间歇进行的。而动态过滤技术的发展是更适合于那些采用传统滤饼层过滤难以处理的物料，特别是那些在转动条件下黏度会降低的物料，如钛白、氧化铁、氧化铬、硫酸镍、氢氧化铁、硅酸废泥、氯化钙、高岭土等物料的过滤。

动态过滤操作是悬浮液在压力、离心力或其他外力推动下进行的。过滤时，悬浮液与过滤面呈平行或旋转的剪切运动，滤液则穿过过滤介质而流走，过滤介质上不积存或只积存少量的固体颗粒，过滤阻力大为降低。

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