本發(fā)明涉及一種從碳酸鹽溶液中回收苛性堿溶液的方法。背景工業(yè)上的硫酸鹽制漿法采用木材并將其轉(zhuǎn)化為具有多種用途的木漿。通常，該工藝包括在化學(xué)藥品中燒煮木屑，該化學(xué)藥品主要包含氫氧化物鈉和硫化鈉的混合物，在制漿工業(yè)上通常稱(chēng)其為白液。在燒煮工藝之后，將經(jīng)過(guò)燒煮的木材從液體中分離，得到的液體通常稱(chēng)為黑液，該黑液具有多種化學(xué)組成，取決于木材的種類(lèi)。該黑液被轉(zhuǎn)化回白液的工藝通常被稱(chēng)為苛性堿回收工藝，或者化學(xué)回收工藝。常規(guī)的苛性堿回收工藝的第一步是從制漿工藝中濃縮黑液。濃縮黑液被送至回收鍋爐中以(1)回收關(guān)鍵的化合物，比如碳酸鈉、硫化物等；(2)燃燒該黑液中的有機(jī)材料；以及(3)回收可以用于整個(gè)制漿和造紙廠或輸出廠外的能量。來(lái)自于該回收鍋爐的燒煮物一般與一種來(lái)自于該苛性堿回收工藝的通常被稱(chēng)為烯液的溶液混合，得到的該烯液和該鍋爐燒煮物的混合物通常被稱(chēng)為綠液，該綠液通常含有碳酸鈉、氫氧化鈉、硫氫化鈉且可以含有其它化合物比如亞硫酸鈉、硫代硫酸鈉和其它工藝或非工藝的雜質(zhì)。將煅燒爐下游的該綠液和氧化鈣，CaO，固體(通常被稱(chēng)為生石灰或煅石灰)加入攪拌槽反應(yīng)釜中，該反應(yīng)釜通常被稱(chēng)為熟化器或石灰熟化器。該熟化器中發(fā)生兩種反應(yīng)，反應(yīng)(1)和反應(yīng)(2)。首先，通過(guò)反應(yīng)(1)，CaO在綠液中與水反應(yīng)生成氫氧化鈣(Ca(OH)2)，通常被稱(chēng)為熟石灰(slakedlime)、消石灰(hydratedlime)、熟石灰(builders’lime)、熟石灰(picklinglime)或熟石灰(Chuna)。CaO(s)+H2O(aq)→Ca(OH)2(s)(1)任何氫氧化鈣一生成就開(kāi)始通過(guò)反應(yīng)(2)經(jīng)過(guò)成核在該綠液中與碳酸鈉反應(yīng)生成固體碳酸鈣(CaCO3)。反應(yīng)(1)和反應(yīng)(2)通常分別被稱(chēng)為熟化反應(yīng)和苛化反應(yīng)；且只要含水的碳酸鹽與生石灰混合，這兩個(gè)反應(yīng)就會(huì)同時(shí)發(fā)生?？粱磻?yīng)的大部分在熟化器中發(fā)生。通常，將來(lái)自于熟化器的物料加入一系列攪拌槽中，通常被稱(chēng)為苛化劑，反應(yīng)在這些攪拌槽中能夠進(jìn)行至接近完全。得到的溶液被稱(chēng)為非澄清白液并且除了其他化學(xué)物質(zhì)以外，含有被稱(chēng)為苛化泥且尺寸在15μm左右的CaCO3懸浮顆粒物。然后，通常先利用凈化槽和增壓過(guò)濾器將該苛化泥從白液中移除。此步驟所使用的典型的過(guò)濾設(shè)備包括增壓管式過(guò)濾器和增壓盤(pán)式過(guò)濾器。得到的澄清白液返回制漿工序中燒煮更多的木屑，而在煅燒前對(duì)該苛化泥進(jìn)行進(jìn)一步的洗滌和過(guò)濾。煅燒指的是將苛化泥(CaCO3)轉(zhuǎn)化為生石灰(CaO)：CaCO3(s)→CaO(s)+CO2(g)(3)產(chǎn)生的廢氣通常在凈化后排入大氣，而生成的CaO則回到熟化器中與綠液反應(yīng)。常規(guī)苛性堿回收工藝中的苛化泥會(huì)腐蝕煅燒爐和任何下游的氣體工藝設(shè)備。已證明旋轉(zhuǎn)窯能夠耐受由苛化泥引起的腐蝕并且能夠連續(xù)運(yùn)行而只需要進(jìn)行少量的停工清潔和維護(hù)。因此，旋轉(zhuǎn)窯是現(xiàn)今用于煅燒苛化泥的煅燒爐中最常用的類(lèi)型，且來(lái)自于窯爐的熱廢氣被通常用來(lái)干燥進(jìn)入的苛化泥因?yàn)槠鋾?huì)腐蝕任何其它類(lèi)型的設(shè)備。這種旋轉(zhuǎn)窯是一種體積龐大、昂貴、難以操作的設(shè)備，且排入大氣的廢氣中仍然含有大量的高位熱，導(dǎo)致總熱效率在40％左右。常規(guī)苛性堿回收工藝煅燒部分中的諸多挑戰(zhàn)是苛化泥的細(xì)粒度及其具有腐蝕高溫固體工藝設(shè)備的傾向的直接結(jié)果。發(fā)明概述在一個(gè)一般實(shí)施方式中，提供在流化床反應(yīng)結(jié)晶器中于堿性碳酸鹽溶液存在下生長(zhǎng)結(jié)晶碳酸鈣固體的方法，從而所述晶體碳酸鈣固體的至少部分各自達(dá)到0.0005mm3至5mm3的體積，所述方法包括：在熟化工藝中，使生石灰(CaO)和低碳酸鹽含量的流體發(fā)生反應(yīng)以生成主要為熟石灰(Ca(OH)2)的漿料；將主要為熟石灰的漿料和含0.1M至4.0M氫氧化物和0.1M至4.1M碳酸鹽的堿性溶液引入含固體床物質(zhì)的流化床反應(yīng)結(jié)晶器；使Ca(OH)2漿料和所述堿性碳酸鹽溶液反應(yīng)以將一部分沉淀的碳酸鈣(CaCO3)沉積在現(xiàn)有的固體床上，這(1)使固體體積增大，(2)降低溶解的碳酸鹽的濃度，和(3)增加溶解的氫氧化物的濃度；和將部分所述晶體碳酸鈣固體和堿性碳酸鹽溶液排出，含顆粒的固體各包含范圍為約0.0005mm3至約5mm3的體積。可與該一般實(shí)施方式結(jié)合的第一方面還包括引入晶種材料以維持所述流化床反應(yīng)結(jié)晶器內(nèi)晶種材料的恒定質(zhì)量。在可與任何前述方面結(jié)合的第二方面中，所述Ca(OH)2漿料內(nèi)容物包含下述重量百分比范圍內(nèi)的固體Ca(OH)2：2重量％至40重量％；20重量％至40重量％；25重量％至40重量％；30重量％至38重量％；或30重量％至35重量％。可與任何前述方面結(jié)合的第三方面還包括控制熟化工藝的環(huán)境，以產(chǎn)生尺寸各為0.1-100微米、0.1-50微米、0.1-20微米、0.1-10微米、或0.1-5微米的Ca(OH)2顆粒。在可與任何前述方面相結(jié)合的第四方面中，該低碳酸鹽含量流體包括水，并且對(duì)于輸送至熟化工藝的每1摩爾CaO而言，所述水中的碳酸鹽的量包括少于0.1摩爾的碳酸鹽。在可與任何前述方面相結(jié)合的第五方面中，引入主要為熟石灰的漿料包括將所述漿料注射進(jìn)入所述流化床反應(yīng)結(jié)晶器上游的再循環(huán)流流入物。在可與任何前述方面相結(jié)合的第六方面中，引入堿性溶液包括將所述堿性溶液注射進(jìn)入所述流化床反應(yīng)結(jié)晶器上游的再循環(huán)流流入物。在可與任何前述方面相結(jié)合的第七方面中，引入Ca(OH)2漿料包括將所述漿料加入與沿著所述流化床反應(yīng)結(jié)晶器的高度流動(dòng)的液體正交的一個(gè)或多個(gè)平面中，并且在各平面內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)加入。在可與任何前述方面相結(jié)合的第八方面中，引入Ca(OH)2漿料包括，使用噴射器用液體稀釋所述漿料并便于將所述漿料輸送進(jìn)入所述流化床反應(yīng)結(jié)晶器，其具有與所述流化床反應(yīng)結(jié)晶器流體耦合的至少一個(gè)注射口或至少一個(gè)噴槍(lance)。在可與任何前述方面相結(jié)合的第九方面中，還包括引入添加劑。在可與任何前述方面相結(jié)合的第十方面中，還包括基于引入所述添加劑來(lái)降低Ca(OH)2漿料的粘度。在可與任何前述方面相結(jié)合的第十一方面中，還包括基于引入所述添加劑來(lái)減少完成熟化工藝的時(shí)間。在可與任何前述方面相結(jié)合的第十二方面中，基于引入所述添加劑，漿料中各Ca(OH)2顆粒包含如下范圍的體積：5x10-10mm3至5x10-4mm3、5x10-10mm3和6.5x10-5mm3、5x10-10mm3至4x10-6mm3、5x10-10mm3至5x10-7mm3或5x10-10mm3至6.5x10-8mm3。在可與任何前述方面相結(jié)合的第十三方面中，所述添加劑包含無(wú)機(jī)或有機(jī)添加劑。在可與任何前述方面相結(jié)合的第十四方面中，所述添加劑包含天然或合成添加劑。在可與任何前述方面相結(jié)合的第十五方面中，還包括基于引入所述添加劑，控制所述流化床反應(yīng)結(jié)晶器中Ca(OH)2的溶解速率。在可與任何前述方面相結(jié)合的第十六方面中，所述添加劑包括次氮基三乙酸、苯酚、蔗糖、NH4Cl或H-EDTA。在可與任何前述方面相結(jié)合的第十七方面中，還包括基于引入所述添加劑，在具體鈣飽和水平下，加速在所述流化床反應(yīng)結(jié)晶器內(nèi)的固體床物質(zhì)上形成的碳酸鈣晶體的生長(zhǎng)速率。在可與任何前述方面相結(jié)合的第十八方面中，還包括基于引入所述添加劑，控制在所述流化床反應(yīng)結(jié)晶器內(nèi)形成的碳酸鈣晶體的一種或多種物理性質(zhì)。在可與任何前述方面相結(jié)合的第十九方面中，還包括基于引入所述添加劑，降低所述碳酸鈣晶體的孔隙度。在可與任何前述方面相結(jié)合的第二十方面中，還包括基于引入所述添加劑，增加所述碳酸鈣晶體的硬度或抗粉碎性。在可與任何前述方面相結(jié)合的第二十一方面中，還包括基于引入所述添加劑，減少與所述碳酸鈣晶體關(guān)聯(lián)的低熔點(diǎn)鹽的存在，所述低熔點(diǎn)鹽位于碳酸鈣晶群的表面、碳酸鈣晶體的晶格內(nèi)、或碳酸鈣晶群的孔內(nèi)。在可與任何前述方面相結(jié)合的第二十二方面中，還包括基于引入所述添加劑，降低新碳酸鈣晶體的自發(fā)成核。在可與任何前述方面相結(jié)合的第二十三方面中，固體床物質(zhì)的高度為15英尺至50英尺、30英尺至50英尺、或30英尺至40英尺。在可與任何前述方面相結(jié)合的第二十四方面中，還包括將所述流化床反應(yīng)結(jié)晶器內(nèi)總懸浮固體的水平控制至0ppm至10,000ppm、50ppm至5,000ppm、或100ppm至1500ppm。在可與任何前述方面相結(jié)合的第二十五方面中，控制所述流化床反應(yīng)結(jié)晶器內(nèi)總懸浮固體的水平包括下述工藝的至少一種：使用固液分離工藝；控制鈣加載速率；或控制至少一種設(shè)備配置特征。在可與任何前述方面相結(jié)合的第二十六方面中，所述設(shè)備配置特征包括固體物質(zhì)床高度或化學(xué)注射遞送裝置中至少一種。在可與任何前述方面相結(jié)合的第二十七方面中，固液分離工藝包括過(guò)濾、澄清或離心中至少一種。在可與任何前述方面相結(jié)合的第二十八方面中，還包括使含未溶解的Ca(OH)2的任何液體在固體床物質(zhì)之外耗費(fèi)的時(shí)間最短，所述液體從所述流化床反應(yīng)結(jié)晶器中撤出并將返回其中。在可與任何前述方面相結(jié)合的第二十九方面中，排出的結(jié)晶碳酸鈣固體各自的體積為0.065mm3至4.2mm3、0.22mm3至1.77mm3、或0.32mm3至1.02mm3。在可與任何前述方面相結(jié)合的第三十方面中，排出的結(jié)晶碳酸鈣固體各自的體積為0.0005mm3至0.04mm3。在可與任何前述方面相結(jié)合的第三十一方面中，還包含將低于所需體積的排出的結(jié)晶碳酸鈣固體的部分分離；并將分離的部分返回所述流化床反應(yīng)結(jié)晶器以繼續(xù)生長(zhǎng)。在可與任何前述方面相結(jié)合的第三十二方面中，其還包括從堿性碳酸鹽溶液中移除作為流入物堿性溶液流遞送至所述流化床反應(yīng)結(jié)晶器的下述量的碳酸鹽：10摩爾％至100摩爾％、15摩爾％至50摩爾％、15摩爾％至40摩爾％或20摩爾％至30摩爾％。在可與任何前述方面相結(jié)合的第三十三方面中，移出的碳酸鹽包括固體碳酸鈣。在可與任何前述方面相結(jié)合的第三十四方面中，從堿性碳酸鹽溶液中移出一定量碳酸鹽包括從固體Ca(OH)2流出物漿料流中留下一定量氫氧化物，所述氫氧化物以水性氫氧化物的形式溶解在堿性碳酸鹽溶液中。在可與任何前述方面相結(jié)合的第三十五方面中，所述晶種材料具有與所述結(jié)晶碳酸鈣固體相似的結(jié)晶結(jié)構(gòu)并且所述結(jié)晶結(jié)構(gòu)與二氧化硅、文石、方解石或球霰石中至少一種相似。在可與任何前述方面相結(jié)合的第三十六方面中，晶種材料中各晶種的體積經(jīng)選擇，從而所述晶種材料構(gòu)成排出的結(jié)晶碳酸鈣固體的0.5重量％至20重量％、1重量％至10重量％、2重量％至7重量％或2重量％至5重量％。在可與任何前述方面相結(jié)合的第三十七方面中，加工至少部分所述結(jié)晶碳酸鈣固體以生產(chǎn)晶種材料；并且在所述晶種材料上生長(zhǎng)新的碳酸鈣晶群。在可與任何前述方面相結(jié)合的第三十八方面中，包括控制引入所述流化床反應(yīng)結(jié)晶器的材料從而將所述結(jié)晶碳酸鈣固體內(nèi)的雜質(zhì)濃度水平控制在最大可接受雜質(zhì)濃度之下。在可與任何前述方面相結(jié)合的第三十九方面中，所述結(jié)晶碳酸鈣固體的雜質(zhì)包括一種或多種磷酸鹽、碳酸鈣、鎂離子、IIA族離子、鍶、鐳、鐵離子、膦酸鹽或鋅。在可與任何前述方面相結(jié)合的第四十方面中，在熟化工藝中使生石灰(CaO)和低碳酸鹽含量的流體發(fā)生反應(yīng)以生成主要為熟石灰(Ca(OH)2)的漿料包括，在熟化工藝中至少部分基于氧化鈣向氫氧化鈣轉(zhuǎn)化的所需速率而在具體溫度反應(yīng)具體時(shí)間。在可與任何前述方面相結(jié)合的第四十一方面中，所述具體時(shí)間包括1分鐘至120分鐘。在可與任何前述方面相結(jié)合的第四十二方面中，引入主要為熟石灰的漿料包括，使用一個(gè)或多個(gè)噴槍將漿料直接注射入固體床物質(zhì)。在可與任何前述方面相結(jié)合的第四十三方面中，所述一個(gè)或多個(gè)噴槍包括，設(shè)置為在通過(guò)固體床物質(zhì)區(qū)域的水平截面的多個(gè)注射位置注射所述漿料的多個(gè)噴槍。在可與任何前述方面相結(jié)合的第四十四方面中，引入添加劑包括，將添加劑引入熟化工藝或Ca(OH)2漿料轉(zhuǎn)移系統(tǒng)。在可與任何前述方面相結(jié)合的第四十五方面中，還包括，基于引入添加劑，提高所述漿料向流化床反應(yīng)結(jié)晶器轉(zhuǎn)移的速率。另一一般實(shí)施方式包括，在堿性碳酸鹽溶液存在下生長(zhǎng)結(jié)晶碳酸鈣固體的系統(tǒng)，從而所述晶體碳酸鈣固體的至少部分各自包含0.0005mm3至5mm3的體積，所述系統(tǒng)包括：配置成使生石灰(CaO)和一種低碳酸鹽含量的流體發(fā)生反應(yīng)生成一種主要為熟石灰(Ca(OH)2)的漿料的熟化器；包封固體床物質(zhì)的流化床反應(yīng)結(jié)晶器，其包含用于主要為熟石灰的漿料的入口、用于含0.1M至4.0M氫氧化物和0.1M至4.1M碳酸鹽的堿性溶液的入口、和用于包含顆粒的結(jié)晶碳酸鈣固體和堿性碳酸鹽溶液的出口，所述顆粒各自具有0.0005mm3至約5mm3的體積；包含入口和出口的脫水裝置，所述入口與所述流化床反應(yīng)結(jié)晶器的出口耦合，所述脫水裝置的出口設(shè)置為用于排出多個(gè)分開(kāi)的流，所述流各自包含部分結(jié)晶碳酸鈣固體和堿性碳酸鹽溶液；和晶種轉(zhuǎn)移裝置，其設(shè)置為遞送晶種材料至所述流化床反應(yīng)結(jié)晶器以維持所述流化床反應(yīng)結(jié)晶器內(nèi)晶種材料的一致質(zhì)量。在可與所述一般實(shí)施方式相結(jié)合的第一方面中，所述晶種轉(zhuǎn)移裝置還設(shè)置為將含有體積小于約0.3mm3的結(jié)晶碳酸鈣固體的部分與所述晶種材料一起從所述脫水裝置返回至所述流化床反應(yīng)結(jié)晶器。在可與任何前述方面相結(jié)合的第二方面中，所述晶種轉(zhuǎn)移裝置還設(shè)置為將含有體積小于約0.3mm3的結(jié)晶碳酸鈣固體的部分與所述晶種材料分批從所述脫水裝置返回至所述流化床反應(yīng)結(jié)晶器。在可與任何前述方面相結(jié)合的第三方面中，所述流化床反應(yīng)結(jié)晶器包括噴射床(spoutedbed)。在可與任何前述方面相結(jié)合的第四方面中，所述流化床反應(yīng)結(jié)晶器還包括錐形進(jìn)入段。在可與任何前述方面相結(jié)合的第五方面中，用于主要為熟石灰的漿料的入口包含與所述流化床反應(yīng)結(jié)晶器上游的再循環(huán)流流入物流體耦合的注射口。在可與任何前述方面相結(jié)合的第六方面中，用于堿性溶液的入口包含與所述流化床反應(yīng)結(jié)晶器上游的再循環(huán)流流入物流體耦合的注射口。在可與任何前述方面相結(jié)合的第七方面中，用于主要為熟石灰的漿料的入口包括多個(gè)注射口，其經(jīng)定位以用于將所述漿料引入與沿著所述流化床反應(yīng)結(jié)晶器的高度流動(dòng)的液體正交的一個(gè)或多個(gè)平面中，并且在各平面內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)引入。在可與任何前述方面相結(jié)合的第八方面中，還包括用于添加劑的入口。在可與任何前述方面相結(jié)合的第九方面中，固體床物質(zhì)的高度為15英尺至50英尺、30英尺至50英尺、或30英尺至40英尺。在可與任何前述方面相結(jié)合的第十方面中，還包括固液分離器以控制所述流化床反應(yīng)結(jié)晶器內(nèi)總懸浮固體的水平。在可與任何前述方面相結(jié)合的第十一方面中，所述固液分離器包括濾器、澄清系統(tǒng)或離心器中至少一個(gè)。在可與任何前述方面相結(jié)合的第十二方面中，還包括設(shè)置為控制鈣加載速率的控制器，以控制所述流化床反應(yīng)結(jié)晶器內(nèi)總懸浮固體的水平。在可與任何前述方面相結(jié)合的第十三方面中，還包括與脫水裝置的出口流體耦合的分離器，以將低于所需體積的排出的結(jié)晶碳酸鈣固體的部分分離，所述分離器包含與所述流化床反應(yīng)結(jié)晶器流體耦合的出口以將分離的部分返回所述流化床反應(yīng)結(jié)晶器。在可與任何前述方面相結(jié)合的第十四方面中，所述流化床反應(yīng)結(jié)晶器還設(shè)置為加工至少部分所述結(jié)晶碳酸鈣固體以生產(chǎn)晶種材料，并且在所述晶種材料上生長(zhǎng)新的碳酸鈣晶群。在可與任何前述方面相結(jié)合的第十五方面中，用于引入主要為熟石灰的漿料的入口包含噴射器，其設(shè)置為用液體稀釋漿料并且便于將所述漿料輸送進(jìn)入所述流化床反應(yīng)結(jié)晶器；和與所述流化床反應(yīng)結(jié)晶器流體耦合的至少一個(gè)注射口或至少一個(gè)噴槍。用于從碳酸鹽溶液回收苛性堿溶液的各種實(shí)施方式可包括一種或多種下述特征。例如，所公開(kāi)的系統(tǒng)和工藝可利用流化床反應(yīng)結(jié)晶器而非標(biāo)準(zhǔn)結(jié)晶器皿。如另一示例，系統(tǒng)和工藝的特征可為，生產(chǎn)平均體積與直徑0.1mm-2mm的球體相等的碳酸鈣晶群。作為另一示例，系統(tǒng)和工藝的特征可為具有一定尺寸、形態(tài)和物理性質(zhì)的碳酸鈣晶群，從而其在從溶液移出后保留的任何水分都主要是表面水分并且易于被移置或移除。如另一示例，系統(tǒng)和工藝的特征可為低碳酸鹽轉(zhuǎn)化速率、對(duì)流出物中TSS的耐受、高溶液pH和Ca(OH)2漿料的慢速溶解。如另一示例，系統(tǒng)和工藝可在比常規(guī)預(yù)期會(huì)在低pH(例如pH7-10)系統(tǒng)中產(chǎn)生不良反應(yīng)性能的流出物TSS水平高的水平下進(jìn)行，因?yàn)橥ǔｎA(yù)期流出物中的高TSS與床物質(zhì)內(nèi)粒料上保留的鈣的百分比下降相關(guān)。此外，公開(kāi)的系統(tǒng)和工藝可以與水處理工廠相當(dāng)?shù)拟}裝載速率實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)上可行的保留率。在一些示例實(shí)施方式中，公開(kāi)的系統(tǒng)和工藝可以高pH(例如pH>14)操作，其中大多數(shù)CO2以碳酸鹽(CO3)形式存在，極少數(shù)為碳酸氫鹽(HCO3)。此外，所述系統(tǒng)和方法可利用噴射床或錐形流化床反應(yīng)器設(shè)計(jì)用于優(yōu)質(zhì)并且較便宜的溶液，與設(shè)計(jì)用于處理應(yīng)用中的化學(xué)添加的系統(tǒng)相比時(shí)，前者更適于直接添加濃縮的石灰漿，后者的化學(xué)溶解速率快得多，并且更可能發(fā)生相對(duì)碳酸鈣過(guò)飽和。這些一般和具體方面可用設(shè)備、系統(tǒng)、工藝或設(shè)備、系統(tǒng)、工藝的任何組合來(lái)實(shí)施。例如，一種或多種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可設(shè)置為進(jìn)行具體運(yùn)行，這通過(guò)安裝在系統(tǒng)上的軟件、固件、硬件或它們的組合的操作引起系統(tǒng)進(jìn)行所述運(yùn)行來(lái)實(shí)現(xiàn)。一種或多種計(jì)算機(jī)程序可設(shè)置為通過(guò)包含指令來(lái)進(jìn)行具體運(yùn)行，所述指令在由數(shù)據(jù)處理裝置執(zhí)行時(shí)引起所述裝置進(jìn)行該運(yùn)行。附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明圖1顯示流化床反應(yīng)結(jié)晶工藝單元的示例實(shí)施方式，其可用作用于生長(zhǎng)碳酸鈣晶群的較大型工藝的部分，同時(shí)降低溶解的碳酸鹽含量并增加流出物液體流的溶解的氫氧化物含量。圖2顯示流化床反應(yīng)結(jié)晶工藝單元的第二示例實(shí)施方式，其可用作用于生長(zhǎng)碳酸鈣晶群的較大型工藝的部分，同時(shí)降低溶解的碳酸鹽含量并增加流出物液體流的溶解的氫氧化物含量。圖3顯示流化床反應(yīng)結(jié)晶工藝單元的第三示例實(shí)施方式，其可用作用于生長(zhǎng)碳酸鈣晶群的較大型工藝的部分，同時(shí)降低溶解的碳酸鹽含量并增加流出物液體流的溶解的氫氧化物含量。圖4顯示生長(zhǎng)碳酸鈣晶群的示例工藝，同時(shí)降低溶解的碳酸鹽含量并增加流出物液體流的溶解的氫氧化物含量。圖5顯示用于生長(zhǎng)和處理碳酸鈣晶群以將來(lái)自于制漿車(chē)間的澄清綠液轉(zhuǎn)化為澄清白液的示例性工藝。圖6顯示生長(zhǎng)碳酸鈣晶群的示例工藝，同時(shí)降低溶解的碳酸鹽含量并增加空氣捕獲設(shè)備中流出物液體的溶解的氫氧化物含量，其與空氣燃燒或氧燃燒煅燒爐、和CO2捕獲、和氣體吸收器相關(guān)聯(lián)。發(fā)明詳述在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明公開(kāi)的系統(tǒng)和工藝將上述反應(yīng)(1)和(2)分隔為工藝內(nèi)的不同單元，而不是允許這些反應(yīng)在同一環(huán)境和/或單元內(nèi)進(jìn)行。相比通常系統(tǒng)和工藝，本發(fā)明所述的系統(tǒng)和工藝還使用不同工藝和裝置，其內(nèi)發(fā)生反應(yīng)(2)。該裝置流化床反應(yīng)結(jié)晶器(粒料反應(yīng)器)，允許生產(chǎn)大的低孔隙率粒料，它們比前述石灰泥更易于操作和脫水。相比本文所用的系統(tǒng)和工藝，該粒料反應(yīng)器技術(shù)當(dāng)前在非常不同的條件、環(huán)境、化學(xué)和裝置配置下用于水軟化和水處理工廠中的應(yīng)用中，并且用于不同的終末結(jié)果。例如，水軟化和水處理工廠內(nèi)的粒料反應(yīng)器的主要應(yīng)用是從水中移除痕量的磷酸鹽和/或金屬。粒料本身并不被認(rèn)為是主要產(chǎn)物，而是副產(chǎn)物。需要實(shí)現(xiàn)這些水軟化和處理步驟的粒料反應(yīng)器配置包括復(fù)雜的化學(xué)注射系統(tǒng)或具有分配噴嘴的噴槍?zhuān)瑥亩_保化學(xué)物質(zhì)的合適分配并防止局部過(guò)飽和和相關(guān)問(wèn)題。相比本文的系統(tǒng)和工藝，用于水處理和軟化工藝的粒料反應(yīng)床的高度也顯著不同，通常范圍為20英尺-30英尺。此外，雖然粒料反應(yīng)器設(shè)備的當(dāng)前應(yīng)用有時(shí)確實(shí)在其化學(xué)設(shè)計(jì)中使用氫氧化鈣溶液，但其對(duì)注入其系統(tǒng)的水沒(méi)有限制，從而其可能使用多得多的氫氧化鈣溶液的稀釋源(例如通常低于20重量％，常常低于10重量％Ca(OH)2)。圖1顯示流化床反應(yīng)結(jié)晶工藝單元(例如本文還稱(chēng)為流化床反應(yīng)結(jié)晶器、流化床反應(yīng)器或反應(yīng)器)的示例性實(shí)施方式，其可用作從碳酸鹽溶液中回收苛性堿溶液的大型工藝的一部分。在一些實(shí)施方式中，所示的流化床反應(yīng)結(jié)晶工藝單元可用作圖4-6中的工藝所示的單元120。流化床反應(yīng)結(jié)晶工藝生長(zhǎng)碳酸鈣晶群，同時(shí)降低溶解的碳酸鹽含量并增加流出物液體流的溶解的氫氧化物含量。溶解的碳酸鹽含量可使用其他鈣基鹽例如氯化鈣來(lái)降低，然而在這些情況中，溶液的氫氧化物濃度不會(huì)增加。在一些方面中，所產(chǎn)生的固體(例如晶群)由文石、方解石或球霰石形式的碳酸鈣組成。如圖1所示，示例系統(tǒng)10和工藝包括反應(yīng)器8、固體材料的流化床7、在反應(yīng)器8底部或其附近進(jìn)入的流入物流1和3、流入物晶種材料4、含氫氧化鈣漿料的流入物流2、碳酸鈣晶群材料的流出物流5、流出物堿性溶液6、用于加入補(bǔ)充化學(xué)品例如添加劑或額外的氫氧化鈣漿料或用于樣品移除的進(jìn)入點(diǎn)9、和控制系統(tǒng)或控制器11。在一些方面，控制器11(也在圖2-3中顯示)可與一種或多種裝置(例如閥、泵、流量計(jì)、傳感器等)通信耦合，所述裝置用于控制系統(tǒng)10和在系統(tǒng)10內(nèi)進(jìn)行的或通過(guò)系統(tǒng)10進(jìn)行的相關(guān)工藝。控制器11可以包括數(shù)字電子電路(例如PLC控制器)、計(jì)算機(jī)腦軟件、固件或硬件，包括本說(shuō)明書(shū)所披露的結(jié)構(gòu)和它們的結(jié)構(gòu)等同物，或以上一項(xiàng)或多項(xiàng)的組合。例如，該控制器11可以是基于微處理器的控制器，也可以是基于機(jī)電的控制器?？刂葡到y(tǒng)(例如用于控制系統(tǒng)10)的指令和/或邏輯可作為一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序?qū)嵤丛谟?jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)上編碼的計(jì)算機(jī)程序指令的一個(gè)或多個(gè)模塊，由數(shù)據(jù)處理設(shè)備執(zhí)行或者用于控制數(shù)據(jù)處理設(shè)備的操作。替代地或附加地，該程序指令可以編碼于人工生成并傳播的非轉(zhuǎn)移性信號(hào)上，例如機(jī)器生成的電、光或電磁信號(hào)上，生成該信號(hào)來(lái)對(duì)傳輸?shù)胶线m的接收設(shè)備的信息進(jìn)行編碼，供數(shù)據(jù)處理設(shè)備執(zhí)行。在一些示例中，控制器11可為參考圖4-6中所述的控制系統(tǒng)108的從動(dòng)裝置。進(jìn)入點(diǎn)9可位于沿著與通過(guò)反應(yīng)器8的水流的方向正交的平面的一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)，從而可增加和/或?qū)崿F(xiàn)添加劑或氫氧化鈣的適當(dāng)混合。在一些實(shí)施方式中，這些進(jìn)入點(diǎn)9可包括注射噴槍和噴嘴，其涉及用于增加流化床物質(zhì)7內(nèi)的化學(xué)品或添加劑的混合和分配，并可還可包括噴射器或與其耦合，從而協(xié)助從注射系統(tǒng)將添加劑或化學(xué)品轉(zhuǎn)移至固體床物質(zhì)。在一些方面中，可以有多個(gè)注射噴槍或噴嘴從圍繞反應(yīng)器8的圓周(或其他外表面)的各種位置延伸。多個(gè)注射噴槍或噴嘴可平行或以各種角度延伸入反應(yīng)器8。在一些情況中，一種或多種噴槍或噴嘴可包括從反應(yīng)器8內(nèi)的主干以一定角度延伸的主體和分支。在本文一些示例性實(shí)施方式中，流化床反應(yīng)結(jié)晶器可包括一個(gè)、一些或所有下述特征：(1)以向上的方向利用液體流，以懸浮組成流化床的固體床物質(zhì)組分的固體顆粒；(2)用合適的晶種材料對(duì)其進(jìn)行部分填充以用作這樣的表面積，所述表面積上可沉淀碳酸鈣用以生長(zhǎng)固體顆粒床物質(zhì)；(3)其內(nèi)以連續(xù)或分批模式添加晶種材料，從而替代在排出全尺寸土體顆粒并送至下游處理時(shí)從裝置中流失的晶種材料；和/或(4)其內(nèi)添加含Ca(OH)2的漿料，其提供用于將碳酸鈣沉淀至固體床上的驅(qū)動(dòng)力。圖1所示的示例性工藝中的第一步是引導(dǎo)固體晶種材料流入物流4，其用于提供供于碳酸鈣進(jìn)行沉淀的表面積。在本文所述的示例性實(shí)施方式中，晶種材料4可為或可包括固體顆粒，其各自體積小于排出粒料的靶體積。例如，流化床反應(yīng)結(jié)晶器可初始填充有晶種材料4，并且沉淀的碳酸鈣沉積在該晶種材料4上，使得各顆粒的體積增加直到其達(dá)到所需尺寸范圍并從床7中排出。離開(kāi)流化床反應(yīng)結(jié)晶器的排出的碳酸鈣晶群可包含晶種材料4的部分。在一些方面，晶種材料4可包含石灰石，其含有方解石、文石和/或球霰石形式的碳酸鈣。在一些方面中，所用的晶種材料4含二氧化硅。在一些方面，晶種材料4獲自其他工業(yè)來(lái)源，例如廢水處理工藝或水軟化工藝中產(chǎn)生的已被研磨成所需晶種尺寸的粒料(例如晶群)。在一些方面，晶種材料通過(guò)如下方式獲得：提取排出的成熟碳酸鈣晶群的部分，將其研磨至晶種尺寸并再次用作晶種材料。這可有助于維持粒料材料內(nèi)的一致性而不會(huì)從外部來(lái)源引入晶種形式的新材料。在一些方面中，在從市售供應(yīng)商(例如提供地質(zhì)來(lái)源的研磨石灰石的石灰石供應(yīng)商)常規(guī)獲得的碳酸鈣晶種的組成有問(wèn)題時(shí)(例如組成變化、雜質(zhì))，所指定的粒料反應(yīng)器可用于生產(chǎn)晶種材料。在一些示例中，加入充分的晶種材料4，從而一旦進(jìn)行微流化則固體床7可延伸至15英尺至50英尺范圍之內(nèi)的高度。在下一步驟中，然后向反應(yīng)器中加入堿性溶液1。流入物堿性溶液流1和再循環(huán)流3(從流化床反應(yīng)結(jié)晶器8的頂部取液并將其加回至反應(yīng)器8的底部)可單獨(dú)進(jìn)入反應(yīng)器8并可用于提供固體床材料7的合適微流化。在一些方面中，該工藝可設(shè)置為再循環(huán)流與流入物流具有較高比值約19:1至50:1，其中再循環(huán)流提供微流化固體床物質(zhì)7的大量流。在本文一些示例實(shí)施方式中，固體床物質(zhì)可包括在反應(yīng)器8內(nèi)被微流化的固體顆粒。大量該固體物質(zhì)可在反應(yīng)器8中保留，僅少量以連續(xù)或半連續(xù)模式以成熟粒料(例如成熟碳酸鈣晶群)形式取出。在一些方面中，固體床物質(zhì)可提供表面積，從熟化反應(yīng)中產(chǎn)生的碳酸鈣可在其上沉淀。固體床物質(zhì)內(nèi)的大部分顆?？膳c晶種顆粒尺寸相似或更大。固體流化床7可在與平均液體流動(dòng)方向正交的方向上充分混合并在固體之間緊密接觸，如此形成床7，并且液體的向上流動(dòng)可維持固體懸浮?；诖骰乃桀w粒尺寸選擇向上的液體流的速度并且僅流化一定范圍內(nèi)的顆粒。流化流用于促進(jìn)混合(降低碳酸鈣過(guò)飽和)并控制床密度，維持床密度足夠高從而使溶液和床物質(zhì)的表面積的接觸最大化并防止從反應(yīng)器8損失床物質(zhì)，并且維持床密度足夠低從而使床物質(zhì)磨碎和/或團(tuán)聚問(wèn)題最小化。在一些情況中，流化速度范圍為60米/小時(shí)(m/h)至120m/h，并且在一些方面中，對(duì)于直徑范圍為約0.85mm和1.2mm的成熟粒料來(lái)說(shuō)為80m/h至100m/h。在一些方面中，對(duì)于直徑范圍為約0.1mm和0.4mm的成熟粒料來(lái)說(shuō)流化速度范圍為2m/h至70m/h，并且在一些方面中，對(duì)于直徑范圍為約0.1mm和0.2mm的成熟粒料來(lái)說(shuō)流化速度范圍為2m/h至20m/h。在一些示例實(shí)施方式中，流化速度可限定線性速度，流體用該速度以一般向上的方向運(yùn)行通過(guò)流化床反應(yīng)結(jié)晶器。硫化速度有時(shí)用于幫助限定操作條件的范圍，所述條件提供優(yōu)化的床密度或粒料床擴(kuò)張從而床密度不會(huì)太高而導(dǎo)致磨損以及最終的床底部(例如大部分成熟粒料會(huì)貯留的流化床的底部)破碎。其還可提供最優(yōu)床密度，從而其不會(huì)太低而降低粒料上的鈣保持和/或增加鈣變成細(xì)粒的量。若顆粒太大，向上的液體流不能將其懸浮，并且它們會(huì)從流化床沉淀出來(lái)并落在單元底部，若顆粒太小，它們會(huì)通過(guò)流6從流化床中被帶走。在所需粒徑為1mm時(shí)，大很多的顆粒(例如直徑5mm)將會(huì)沉淀，而小顆粒(例如由于成核而形成的那些)會(huì)在流6中被帶走。在一些方面中，排出的成熟粒料的目標(biāo)直徑為約0.85mm至1.2mm。在一些方面中，將與堿性溶液中該尺寸粒料的適當(dāng)流化相關(guān)的泵送能量用于流化。在一些方面，靶成熟粒料直徑更小，約0.100mm至0.85mm或約0.100mm至0.400mm。在一些方面，較小的最終粒料尺寸可有助于維持該系統(tǒng)中的床密度或床擴(kuò)張?jiān)谙嗤膬?yōu)化范圍，如前述系統(tǒng)所示(例如上述產(chǎn)生較大成熟粒料尺寸的系統(tǒng))，其將使用較小的泵送能量但仍會(huì)提供具有可被高效脫水的尺寸的粒料。在示例性實(shí)施方式中，床擴(kuò)張可定義無(wú)流化時(shí)(例如粒料床是靜態(tài)的并且實(shí)際靜置于流化床反應(yīng)結(jié)晶器的底部)和系統(tǒng)經(jīng)流化時(shí)(從而粒料之間有更多的液體并且床體積擴(kuò)張，產(chǎn)生流化床反應(yīng)器8中的較高的床水平)之間的床體積的增加百分比。一旦床材料的合適流化經(jīng)建立，并且反應(yīng)器8內(nèi)的流化固體床物質(zhì)的高度為15英尺至50英尺，則以受控方式在一個(gè)或多個(gè)進(jìn)入點(diǎn)將含氫氧化鈣漿料的流入物流2單獨(dú)加入反應(yīng)器8，通常為5kg-Ca/m2/小時(shí)至35kg-Ca/m2/小時(shí)范圍內(nèi)，在一些方面中為20k-Cag/m2/小時(shí)至30kg-Ca/m2/小時(shí)范圍內(nèi)，從而自發(fā)成核(例如產(chǎn)生比所需更小的顆粒)受到抑制并實(shí)現(xiàn)高速粒料生長(zhǎng)。在一些方面，該工藝可包括濃度在約2重量％至約40重量％范圍內(nèi)的氫氧化鈣漿料。進(jìn)入反應(yīng)器8的碳酸鹽與鈣的摩爾比通常為1.1:1至30:1。在一些方面，堿性流中的碳酸鹽的摩爾量超過(guò)氫氧化鈣，從而在離開(kāi)流化床反應(yīng)結(jié)晶器的流出物流中保留有碳酸鹽。氫氧化鈣溶于溶液并變?yōu)榉磻?yīng)(2)中的限制試劑，其中鈣與由緊鄰固體床材料7的流入物流1、2和3所引入的溶解的碳酸鹽反應(yīng)。這有助于碳酸鈣沉淀在固體床物質(zhì)表面，使得個(gè)體固體顆粒生長(zhǎng)。本文所述系統(tǒng)和/或工藝的示例實(shí)施方式可以貫穿床的非常低的碳酸鹽物質(zhì)的轉(zhuǎn)化速率工作。例如，本文所述系統(tǒng)和/或工藝的示例實(shí)施方式可以約10–25％的水性碳酸鹽至CaCO3固體的轉(zhuǎn)化率操作。移動(dòng)通過(guò)反應(yīng)器8的溶液的pH可為大于12，并且在一些方面大于14。這種高pH抑制進(jìn)入反應(yīng)器8的氫氧化鈣的溶解。已知?dú)溲趸}在低pH例如7-10的堿性溶液(如水軟化和廢水處理應(yīng)用中所示)中具有非瞬時(shí)溶解速率；本文所述系統(tǒng)和/或工藝的示例實(shí)施方式的高pH(大于14的pH)進(jìn)一步抑制氫氧化鈣的溶解速率。在一些方面，本文所述系統(tǒng)和/或工藝的示例實(shí)施方式可通過(guò)延伸固體床高度至15英尺-50英尺來(lái)操作低溶解的氫氧化鈣，從而在床物質(zhì)內(nèi)有足夠的停留時(shí)間以完全溶解氫氧化鈣并使鈣反應(yīng)。這可促進(jìn)碳酸鈣沉淀在固體床物質(zhì)上(碳酸鈣晶群)而非促進(jìn)固體床之外的成核，后者會(huì)導(dǎo)致自發(fā)成核和產(chǎn)生細(xì)粒。進(jìn)入流化床反應(yīng)結(jié)晶器8的Ca(OH)2可為限制試劑，并且因此可產(chǎn)生對(duì)于流入物碳酸鹽轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓徕}(并因此從溶液中移出)的程度的上限。因此，流入物Ca(OH)2的摩爾量可設(shè)定流入物和流出物流之間溶解的碳酸鹽的摩爾濃度中的最大差異。流入物Ca(OH)2的摩爾量還可設(shè)定流入物和流出物流之間溶解的氫氧化物的摩爾濃度中的最大差異。在一個(gè)示例中，流入物[OH]是約1M并且流入物[CO3]是約0.5M，從Ca(OH)2石灰漿料裝載鈣的速率為約15kg-Ca/m2/小時(shí)，再循環(huán)與流入流的比例為約19:1，流化速率為80m/h至100m/h，然后流入物和流出物流之間碳酸鹽的摩爾濃度的所得差異(例如降低)可為約0.07M-0.10M，即約0.0037M-0.0053M/床通過(guò)(bedpass)。流入物和流出物流之間氫氧化物的摩爾濃度的相關(guān)差異(例如增加)可為約0.14M–約0.20M，即約0.0074M-0.0105M/床通過(guò)。對(duì)于從溶液中通過(guò)反應(yīng)(2)沉淀的每摩爾的碳酸鹽，都有2摩爾的氫氧化物溶于溶液中?？捎绊懱妓猁}和氫氧化物的摩爾濃度差異以及貫穿流化床反應(yīng)結(jié)晶器通過(guò)反應(yīng)(2)反應(yīng)的Ca(OH)2的量的因素包括流入物的流速、流化床反應(yīng)結(jié)晶器8的液體速度需求、鈣裝載速率、流入物[OH]和[CO3]、以及流化床反應(yīng)結(jié)晶器8的機(jī)械構(gòu)造?？刂品磻?yīng)(2)的速率和反應(yīng)(2)發(fā)生的環(huán)境導(dǎo)致生成的碳酸鈣晶群具有相當(dāng)于直徑為0.1mm～2mm的球體的體積的平均體積。在這些固體顆粒質(zhì)量增加的同時(shí)，它們向反應(yīng)器8的底部移動(dòng)。來(lái)自于該工藝的液體中的一部分水性碳酸鹽發(fā)生沉淀(例如從溶液中移除)和成比例的氫氧化物從Ca(OH)2溶于液體，且所得混合物被排出為流出物流6，同時(shí)將已經(jīng)生長(zhǎng)成需要尺寸的固體碳酸鈣晶群作為流出物流5從流化床反應(yīng)結(jié)晶器8移出。較大的個(gè)體粒料尺寸與所得固體顆粒的低孔隙率聯(lián)合可允許簡(jiǎn)單的下游脫水工藝。這還可得到具有水含量低很多的碳酸鈣產(chǎn)物，所述水含量低于碳酸鈣晶群的總重量的約15％(固體在篩上瀝干后測(cè)量)。入口9可用于提供其他化學(xué)品例如添加劑或氫氧化鈣漿料，從而優(yōu)化反應(yīng)器8的環(huán)境用于生產(chǎn)靶尺寸范圍、硬度、粉碎強(qiáng)度、孔隙率、組成和純度的粒料，并且使比所需更小的顆粒和/或雜質(zhì)的自發(fā)成核和產(chǎn)生最小化，防止進(jìn)入流出物產(chǎn)物流和下游加工步驟。圖2顯示流化床反應(yīng)結(jié)晶工藝單元的另一示例實(shí)施方式，其可用作生長(zhǎng)碳酸鈣晶群的更大工藝的部分，同時(shí)降低溶解的碳酸鹽含量并增加流出物液體流的溶解的氫氧化物含量。在一些實(shí)施方式中，所示的流化床反應(yīng)結(jié)晶工藝單元28可用作圖4-6中的工藝所示的單元120。在一些方面，圖示的流化床反應(yīng)結(jié)晶工藝單元28可與圖1所示的單元8基本相似，除了圖2的示例中的流入物流21、22和23可在反應(yīng)器28的上游直接組合以便于混合流入物流22從而使堵塞和局部不利的濃度條件最小化。而且，在一些方面中，圖2中的容器的進(jìn)入段(向其中引入流入物流)可為錐形，以便于溶液和固體進(jìn)行良好的混合作用。當(dāng)向流化床反應(yīng)結(jié)晶器28添加化學(xué)品具有較快的溶解速率時(shí)，這可表示化學(xué)品即溶。如流化床反應(yīng)結(jié)晶器的廢水和水軟化應(yīng)用所見(jiàn)，這可導(dǎo)致反應(yīng)器28的進(jìn)入點(diǎn)處局部過(guò)飽和，若沒(méi)有有效混合，這可促成自發(fā)成核，換句話說(shuō)就是產(chǎn)生細(xì)小顆粒(細(xì)粒)，它們沒(méi)有加入粒料床物質(zhì)但卻小到足以被向上的液體流淘洗并作為細(xì)小材料離開(kāi)床。這樣得到的細(xì)小材料降低了反應(yīng)器的結(jié)晶效率并且可能需要下游過(guò)濾。圖2的構(gòu)造至少部分依賴(lài)于在本文所述系統(tǒng)和/或工藝的示例實(shí)施方式中Ca(OH)2在高pH環(huán)境下的未改良的慢速溶解速率，從而允許在固體床物質(zhì)之外和上游的混合而避免發(fā)生會(huì)產(chǎn)生小于所需的顆粒(通常稱(chēng)為細(xì)粒)的成核。本文所述系統(tǒng)和/或工藝的示例實(shí)施方式還施用高濃度的Ca(OH)2漿料流入物。在一些方面中，使用超過(guò)30重量％和至多40重量％的高Ca(OH)2漿料濃度來(lái)使利用過(guò)量水稀釋所有工藝溶液最小化。使用這些高濃度的石灰漿料可能存在挑戰(zhàn)。例如，已知高于30重量％Ca(OH)2的Ca(OH)2漿料顯示具有挑戰(zhàn)性的流體現(xiàn)象例如假塑性、賓漢流動(dòng)(bingham)和膨脹現(xiàn)象。這些現(xiàn)象可使該漿料難以混合和轉(zhuǎn)移，并且易于堵塞，尤其是通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)噴槍注射系統(tǒng)中所需的小型管線時(shí)。通過(guò)消除與圖1相關(guān)的噴槍注射裝置所存在的較小的管線尺寸和相關(guān)管線限制和障礙，圖2所示的構(gòu)造可使這些問(wèn)題(例如部分或全部)最小化。由于Ca(OH)2的溶解可能很慢，在接觸固體床物質(zhì)之前與再循環(huán)流混合會(huì)使產(chǎn)生的總懸浮固體(TTS)最少，同時(shí)有利于流入物流中Ca(OH)2的有效混合和分配。該注射工藝的復(fù)雜程度低于將Ca(OH)2直接引入固體床物質(zhì)的底部所需的多重小內(nèi)徑、高速率、化學(xué)品注射噴槍的應(yīng)用。在一些示例性實(shí)施方式中，TTS或總懸浮固體可包括離開(kāi)和/或進(jìn)入固體床物質(zhì)的溶液中的不溶性固體，尺寸范圍為約2微米至約10微米，其通常通過(guò)能懸浮但不能淘洗較大碳酸鈣固體床物質(zhì)的流化速度而被床所攜帶(例如淘洗)。如圖所示，基于流入物流21(其為堿性溶液)的進(jìn)入位置，系統(tǒng)20還可與系統(tǒng)10不同。根據(jù)本發(fā)明所述系統(tǒng)和/或工藝的示例性實(shí)施方式的特點(diǎn)，能夠利用該進(jìn)入位置，其中流入物流21的總[CO3]和[OH]與再循環(huán)流23中的并沒(méi)有大的差異，并且再循環(huán)流是進(jìn)入反應(yīng)器28底部的大量液體。這允許流入物流21直接插入到反應(yīng)器入口上游的再循環(huán)流，而不是單獨(dú)進(jìn)入反應(yīng)器28，因?yàn)槠湮达@著影響反應(yīng)器28內(nèi)的[OH]和[CO3]組成。圖3顯示流化床反應(yīng)結(jié)晶工藝單元的另一示例實(shí)施方式，其可用作生長(zhǎng)碳酸鈣晶群的較大型工藝的部分，同時(shí)降低溶解的碳酸鹽含量并增加流出物液體流的溶解的氫氧化物含量。在一些實(shí)施方式中，所示的流化床反應(yīng)結(jié)晶工藝單元38可用作圖4-6中的工藝所示的單元120.在一些方面，圖示的流化床反應(yīng)結(jié)晶工藝單元28可與圖1所示的單元8基本相似，不同之處在于滑流(slipstream)35可從再循環(huán)圈中拉出并送至噴射器34，在這里其與流入物石灰漿流32組合并將推動(dòng)石灰漿通過(guò)進(jìn)入反應(yīng)器38。系統(tǒng)30可解決當(dāng)使用Ca(OH)2漿料濃度在20重量％至40重量％之間時(shí)，尤其是大于30重量％時(shí)，觀察到的堵塞問(wèn)題，而無(wú)需移除化學(xué)品噴槍注射系統(tǒng)，即當(dāng)使用噴槍注射系統(tǒng)時(shí)，噴射器34直接加入噴槍上游，如圖3所示。噴射器34利用較大再循環(huán)流的滑流以稀釋石灰漿料中的固體和/或協(xié)助推動(dòng)石灰漿料通過(guò)噴槍系統(tǒng)進(jìn)入反應(yīng)器8。與流體從噴射器34進(jìn)入流化床37所用的短時(shí)間相聯(lián)的Ca(OH)2的低溶解速率可防止(例如完全或部分)苛化反應(yīng)與成核的發(fā)生并產(chǎn)生小于所需尺寸的顆粒(例如細(xì)粒)。加工條件為約0.5M-1.5M氫氧化物和0.2-0.8M碳酸鹽(例如加工條件被圖1所示的工藝覆蓋)的流化床反應(yīng)結(jié)晶器的在先實(shí)驗(yàn)級(jí)測(cè)試使用含低至約2重量％Ca(OH)2和高至約38重量％Ca(OH)2的氫氧化鈣漿料。該工藝的另一示例在加工條件為約0.5M-1.5M氫氧化鉀和0.2-0.8M碳酸鉀(被該工藝覆蓋的加工條件)的流化床反應(yīng)結(jié)晶器中進(jìn)行測(cè)試，使用含低至約35重量％Ca(OH)2且高至約40重量％Ca(OH)2的氫氧化鈣漿料。在流化床反應(yīng)結(jié)晶器(例如圖3所示)中進(jìn)行的該工藝的一個(gè)示例中，粒料在含約0.4M-1.5M氫氧化鉀和0.2M-0.9M碳酸鉀的堿性環(huán)境中于獲自水軟化加工工藝的方解石晶種上生長(zhǎng)至約直徑0.85mm-1.2mm。該晶種含量為成熟粒料的約5-10重量％。所得的成熟方解石粒料從流化床反應(yīng)結(jié)晶器產(chǎn)生并排出，表現(xiàn)出下述性質(zhì)和組成。在上述示例中，碳酸鈣粒料的填充體積密度(packedbulkdensity)測(cè)量為約1.63-1.68g/cm3。從上述工藝示例中排出的成熟粒料的樣品的粒徑分布(PSD)示于下表：洗滌并干燥的從上述工藝示例生長(zhǎng)的碳酸鈣粒料的元素組成：流化床反應(yīng)結(jié)晶器進(jìn)行的該工藝的一個(gè)示例中，粒料在含約0.5M-1.5M氫氧化鈉和0.2M-0.6M碳酸鈉的堿性環(huán)境中于文石晶種上生長(zhǎng)至直徑約0.85mm-1.2mm。該晶種含量為從床排出的成熟粒料的約5-10重量％。收集的數(shù)據(jù)顯示粒料具有低孔體積(約0.0009-0.0011cm3/g)、小的平均孔徑(約6.54-6.65nm)和非常低的孔隙率表面積(約0.40-0.48m2/g)。流化床反應(yīng)結(jié)晶器的一個(gè)目的是改善固體沉淀在粒料上與自發(fā)成核(例如產(chǎn)生細(xì)粒)之間的競(jìng)爭(zhēng)。其影響因素可包括結(jié)晶所需能量、相對(duì)過(guò)飽和和CaOH2溶解的速度。例如，在粒料/晶種上結(jié)晶所需的能量可低于自發(fā)成核，從而添加和適當(dāng)混合入流化學(xué)品(NaOH或Ca(OH)2)到粒料/晶種的床中有助于降低細(xì)粒產(chǎn)生。若相對(duì)過(guò)飽和得到控制，并且在添加點(diǎn)和/或存在碳酸鹽時(shí)鈣物質(zhì)解離的位置(例如在整個(gè)床分布而非都在床底部)處最小化，則自發(fā)成核不太可能發(fā)生，而是促進(jìn)固體床材料上的晶體生長(zhǎng)。此外，若CaOH2溶解的速度過(guò)快，其可造成局部碳酸鈣過(guò)飽和的問(wèn)題，尤其是在進(jìn)入?yún)^(qū)域。本文所述系統(tǒng)和/或工藝的示例實(shí)施方式的特征在于使用流化床反應(yīng)結(jié)晶器而非標(biāo)準(zhǔn)結(jié)晶容器，并且工藝的特征在于低碳酸鹽轉(zhuǎn)化速率、對(duì)流入物流中的TSS的耐受、較高的溶液pH和Ca(OH)2漿料的慢溶解。流化床反應(yīng)結(jié)晶器可與標(biāo)準(zhǔn)結(jié)晶容器在下述方面不同：流化床的向上液體流懸浮固體床并誘導(dǎo)非常高速的混合同時(shí)保持比標(biāo)準(zhǔn)結(jié)晶器高的床密度。需要高速混合來(lái)防止在Ca(OH)2加入點(diǎn)的局部碳酸鈣過(guò)飽和，其會(huì)導(dǎo)致自發(fā)成核和產(chǎn)生小顆粒。更高的床密度產(chǎn)生顯著的每單位體積的固體床物質(zhì)表面積(例如由生長(zhǎng)的粒料和/或晶種材料組成)。固體在表面上的沉淀需要更少的能量，因此比自發(fā)成核更有利，但在標(biāo)準(zhǔn)結(jié)晶器中受到低的每單位體積表面積的限制。流化床反應(yīng)結(jié)晶器中的高床體積提供了相對(duì)更大的表面積供于碳酸鈣在其上沉淀，因此相對(duì)不具有固體材料床的系統(tǒng)減少了自發(fā)成核的量。該環(huán)境促進(jìn)主軸長(zhǎng)度多至約2mm的個(gè)體粒料的生長(zhǎng)，而非標(biāo)準(zhǔn)結(jié)晶器中所見(jiàn)的非常小的顆粒(標(biāo)準(zhǔn)結(jié)晶器中產(chǎn)生的個(gè)體顆粒的主軸長(zhǎng)度為5-100微米)。本文所述系統(tǒng)和/或工藝的示例實(shí)施方式的特征為在較高的流出物TSS水平下操作，其預(yù)期在較低pH(例如pH7-10)系統(tǒng)中產(chǎn)生較差的反應(yīng)器性能。這是由于通常預(yù)期流出物中更高的TSS表明鈣在成核并形成細(xì)粒而非在床物質(zhì)上沉淀并生長(zhǎng)結(jié)晶，從而將鈣作為床物質(zhì)的部分保留在流化床反應(yīng)結(jié)晶器內(nèi)。在本文所述系統(tǒng)和/或工藝的示例實(shí)施方式中，系統(tǒng)可在高很多的流出物TSS(例如500ppm-2000ppm)下操作，而不是水軟化和水處理應(yīng)用中常見(jiàn)的低于100ppm。例如，本文所述系統(tǒng)和工藝可不遵循伴隨流入物中高TSS含量的預(yù)期性能下降，而是在更高TSS水平中操作同時(shí)以與水處理工廠相當(dāng)?shù)拟}裝載速率實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)上可行的保留率。例如，所述系統(tǒng)和工藝的初始測(cè)試在低很多的裝載速率約2kg-Ca/m2/小時(shí)下運(yùn)行，從而使流出物TSS最小化至約200ppm，從而例如將保留水平維持在這些初始測(cè)試所見(jiàn)的高約84％-93％。然而，測(cè)試顯示了非顯而易見(jiàn)的結(jié)果：在流出物TSS水平為約1400ppm且鈣裝載速度為15kg-Ca/m2/小時(shí)時(shí)鈣保留高于約85％。這些結(jié)果是無(wú)法預(yù)期的，但顯示出雖然具有可能較高的TSS，本文所述系統(tǒng)和/或工藝的示例實(shí)施方式仍可以經(jīng)濟(jì)上可行的裝載速率工作。本文所述系統(tǒng)和/或工藝的示例實(shí)施方式以高pH(例如pH>14)操作，其中大多數(shù)CO2以碳酸鹽(CO3)形式存在，極少數(shù)為碳酸氫鹽(HCO3)。流化床反應(yīng)結(jié)晶器的其他應(yīng)用(例如水處理)以約8-10的較低pH操作，并且因此依賴(lài)于水中的碳酸氫鹽和碳酸鹽的含量，這是由于碳酸氫鹽-碳酸鹽平衡反應(yīng)的性質(zhì)。相比本文所述系統(tǒng)和/或工藝的示例實(shí)施方式中更高的pH(例如大于12)，這會(huì)以非常不同的方式影響容器內(nèi)相對(duì)碳酸鈣過(guò)飽和。因此，以當(dāng)前應(yīng)用的較高pH操作的動(dòng)力學(xué)不同，并且工藝內(nèi)的控制(governing)阻力也不同。在圖2所示的一些方面，所述系統(tǒng)和/或工藝使簡(jiǎn)單的反應(yīng)器設(shè)計(jì)得以使用，例如噴射或錐形流化床反應(yīng)器。本文所述系統(tǒng)和/或工藝的示例實(shí)施方式中的Ca(OH)2的慢溶解速率允許將Ca(OH)2漿料加入固體床物質(zhì)的上游，例如混合物流化床材料上游的流入物溶液(例如再循環(huán)和/或堿性溶液)。相比設(shè)計(jì)用于解決化學(xué)品溶解速率更快并且碳酸鈣過(guò)飽和更可能發(fā)生的應(yīng)用中的化學(xué)品加入問(wèn)題的系統(tǒng)，噴射床或錐形流化床反應(yīng)器設(shè)計(jì)可更簡(jiǎn)單、便宜，并且能更好地適用于直接添加濃縮的石灰漿料。在一些方面，優(yōu)選使用由例如下述物質(zhì)組成的雜質(zhì)較少的流入物溶液：磷酸鹽、膦酸鹽、IIA族離子、聚丙烯酸、鐵，和鎂，因?yàn)檫@些雜質(zhì)會(huì)抑制碳酸鈣生長(zhǎng)速率或變得包括在晶體結(jié)構(gòu)中，從而改變晶體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。在一些實(shí)施方式中，IIA族離子可包括元素周期表中元素Be、Mg、Ca、Sr、Ba和Ra的離子。這些元素還通常稱(chēng)為堿土金屬。這些金屬會(huì)失去兩個(gè)電子形成M2+離子，例如Ca2+、Be2+、Mg2+等。可控制引入工藝中的IIA族離子的含量，因?yàn)檫@些金屬離子具有與晶格中目標(biāo)Ca2+競(jìng)爭(zhēng)的能力從而引起粒料性質(zhì)的改變。這些離子還可反應(yīng)以形成鹽化合物，并且若被納入到粒料中其可改變粒料的物理和/或反應(yīng)性質(zhì)，例如使粒料更軟并更容易磨碎?？蛇x擇其他離子或添加劑，其中將它們通過(guò)上述方法納入晶格會(huì)使宏觀晶體的硬度增加，使其更不容易磨碎。二價(jià)離子自身可結(jié)合碳酸鈣晶體結(jié)構(gòu)，并且由于其尺寸與碳酸鈣不同，其可引起晶體結(jié)構(gòu)的破壞，在晶體結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生應(yīng)變，所述應(yīng)變導(dǎo)致磨碎和細(xì)粒的風(fēng)險(xiǎn)更高。磷酸鹽還可以相似形式作用，其結(jié)合晶體并進(jìn)一步阻止。此外，已顯示一些膦酸鹽化合物例如HEDP會(huì)抑制碳酸鈣生長(zhǎng)(例如在冷卻塔/冷卻工廠中使用以防止積垢)。添加劑(以及雜質(zhì))可能會(huì)改變晶體成核和生長(zhǎng)。給定添加劑是否影響晶體成核(例如而非晶體生長(zhǎng))可通過(guò)測(cè)量介穩(wěn)區(qū)(metastablezone)寬度來(lái)確定，其由于成核抑制劑而變寬。添加劑和雜質(zhì)如何影響晶體結(jié)構(gòu)有許多一般特征。例如，為了有效抑制晶體成核(例如細(xì)粒形成)，添加劑應(yīng)與溶質(zhì)(本案中為碳酸鈣固體)發(fā)生強(qiáng)相互作用并具有的結(jié)構(gòu)能破壞與出現(xiàn)的晶體核相關(guān)的周期性。這些特征可確保添加劑最終位于聚集晶體內(nèi)，并且晶體必須破壞其正常配對(duì)以適應(yīng)添加劑分子。這可有助于破壞成核和細(xì)粒形成工藝。可選擇類(lèi)似如上所述的添加劑，從而其比堿具有更大的親和性(包括在碳酸鈣晶群內(nèi))，并因此會(huì)占據(jù)晶體結(jié)構(gòu)內(nèi)通常被堿占據(jù)的空間。使用添加劑和/或操作條件還可用于促進(jìn)某些形狀晶體和/或某些尺寸晶體的生長(zhǎng)，其天然具有總晶群內(nèi)的低孔隙率。添加劑特征例如上述那些可用于本文所述的工藝已使設(shè)計(jì)者“按需定制”添加劑，以及使雜質(zhì)最小化，從而盡可能有效生產(chǎn)碳酸鈣粒料(細(xì)粒產(chǎn)生最小)同時(shí)仍具有最優(yōu)粒料性質(zhì)(例如低孔隙率、硬度、低堿含量)用于下游加工。在一些方面，添加劑可以受控形式加入以改變工藝內(nèi)組分的物理性質(zhì)或工藝的動(dòng)力學(xué)。例如，在一個(gè)應(yīng)用中，可以控制量加入添加劑例如次氮基三乙酸(NTA)、酚、蔗糖、NH4Cl或H-EDTA以增加Ca(OH)2的溶解速率。增加Ca(OH)2的溶解速率使得更短的反應(yīng)器容器得以使用，因?yàn)楣腆w床物質(zhì)內(nèi)更短的停留時(shí)間需要溶解Ca(OH)2然后使Ca2+離子反應(yīng)以形成CaCO3。在一些方面中，以受控方式向工藝中加入添加劑以減少粒料中所含的低熔點(diǎn)鹽的存在。在一些應(yīng)用中，例如將碳酸鈣晶群送入煅燒爐用于進(jìn)一步加工時(shí)，碳酸鈣中存在低熔點(diǎn)鹽可引起煅燒爐和下游設(shè)備的污染和操作問(wèn)題。可引起下游設(shè)備操作問(wèn)題的低熔點(diǎn)鹽的示例為Na2CO3、K2CO3、NaOH、KOH和氯化物。在一些方面中，以受控方式向工藝中加入添加劑以增加所產(chǎn)生的碳酸鈣晶群的硬度，從而使流化床反應(yīng)結(jié)晶器和其他下游設(shè)備例如傳送器內(nèi)的磨損最小。在一些方面中，以受控方式向工藝中加入添加劑以降低所產(chǎn)生的碳酸鈣晶群的孔隙率，從而下游脫水和干燥工藝變的簡(jiǎn)單。在一些方面中，以受控方式向工藝中加入添加劑以降低熟化工藝產(chǎn)生的Ca(OH)2漿料的粘度，允許濃度大于30重量％的石灰漿料以10℃-90℃的操作溫度從熟化單元輸送。作為示例，苛性鉀(例如氫氧化鉀或KOH)或苛性鈉(例如氫氧化鈉或NaOH)具有分散劑表現(xiàn)，并且當(dāng)加入熟化單元時(shí)，其會(huì)發(fā)生作用降低Ca(OH)2漿料粘度，因此更容易輸送。圖4例示了一種用于連續(xù)生長(zhǎng)和加工碳酸鈣晶群的示例性工藝100，其使加入的Ca(OH)2漿料和堿性碳酸鹽溶液通過(guò)苛化反應(yīng)(上述反應(yīng)(2))發(fā)生反應(yīng)以將一部分沉淀的碳酸鈣沉積在現(xiàn)有的固體床上，使固體體積增大以及降低溶解的碳酸鹽含量和增加液體流的氫氧化物含量。如圖所示，該示例性工藝100包括單元110(例如熟化單元)、流化床反應(yīng)結(jié)晶器120、分離和洗滌站130、以及控制系統(tǒng)108。示例性工藝中的第一步驟使氧化鈣與水反應(yīng)以通過(guò)上述反應(yīng)(1)在單元110(例如與混合罐耦合的工業(yè)石灰熟化器或石灰水合器，所述混合罐中額外的水浴水合器中產(chǎn)生的Ca(OH)2混合)中形成氫氧化鈣。用于此反應(yīng)的水可以是液態(tài)的或氣態(tài)的。當(dāng)水為液態(tài)時(shí)，伴隨將記為流112的不反應(yīng)的污染物去除和處理的整體工藝，該反應(yīng)可以在混合槽反應(yīng)器中進(jìn)行，一個(gè)實(shí)例是工業(yè)石灰熟化器。加入該裝置中的記為流101的水有兩個(gè)用途，第一，其中的一部分水被反應(yīng)消耗從而通過(guò)反應(yīng)(1)生成氫氧化鈣，第二，必須加入過(guò)量的水來(lái)生成可以運(yùn)輸?shù)挠洖榱?11的氫氧化鈣漿料。選擇和控制該氫氧化鈣漿料流111的性質(zhì)以滿(mǎn)足后續(xù)加工單元的需要。如果輸送至單元110的水中含有溶解的碳酸鹽，生成的氫氧化鈣會(huì)自發(fā)地通過(guò)上述反應(yīng)(2)與這些化合物反應(yīng)，以不受控制的方式生成碳酸鈣沉淀。該沉淀會(huì)由本文描述的工藝所不希望得到的顆粒組成，該顆粒的體積小于100微米直徑球體的體積。為了減少該不受控制的反應(yīng)，應(yīng)當(dāng)向該加工步驟提供10倍于作為流101的一部分進(jìn)入水中的溶解的碳酸鹽的摩爾量的氧化鈣。在一些方面，對(duì)熟化單元110中產(chǎn)生并隨后加入流化床反應(yīng)器8的Ca(OH)2顆粒的尺寸進(jìn)行控制。Ca(OH)2顆粒尺寸和相關(guān)具體表面積的控制用于優(yōu)化總工藝性能。可通過(guò)所用熟化系統(tǒng)的類(lèi)型(例如糊料熟化器、滯留熟化器、球磨熟化器、批料熟化器、水合系統(tǒng))、通過(guò)使用添加劑例如氯化物或通過(guò)控制與熟化單元關(guān)聯(lián)的操作參數(shù)來(lái)對(duì)顆粒尺寸進(jìn)行直接或間接控制。操作參數(shù)例如熟化溫度、石灰(CaO)與水的比例、熟化期間攪拌程度、漿料粘度、熟化時(shí)間和水溫度都可影響所產(chǎn)生的Ca(OH)2顆粒的粒徑和/或相關(guān)具體表面積。流化床反應(yīng)結(jié)晶器內(nèi)的碳酸鈣過(guò)飽和可由溶解的鈣的濃度控制。例如，在穩(wěn)定狀態(tài)操作中，將裝載至反應(yīng)器8的氫氧化鈣固定在約15kg-Ca/m2/小時(shí)和30kg-Ca-m2/小時(shí)的范圍內(nèi)。因此，改變流入物Ca(OH)2固體顆粒的尺寸可改變相關(guān)顆粒表面積，其可改變固液界面產(chǎn)生更快或更慢的溶解。這還可分別增加或降低局部過(guò)飽和的風(fēng)險(xiǎn)。若石灰顆粒溶解較慢，這會(huì)降低過(guò)飽和的風(fēng)險(xiǎn)但會(huì)增加在流化固體床物質(zhì)中所需的停留時(shí)間，以促進(jìn)晶體在固體床物質(zhì)上生長(zhǎng)而非在床外產(chǎn)生細(xì)粒。漿料中較大的Ca(OH)2顆粒還可能增加流化床反應(yīng)結(jié)晶器的上游(熟化系統(tǒng)和相關(guān)管道中)漿料中Ca(OH)2固體沉淀的風(fēng)險(xiǎn)。一旦生成了氫氧化鈣漿料(流111)，就將其輸送至但單元120，其通過(guò)使氫氧化鈣漿料在可控的方式下通過(guò)反應(yīng)(2)與在液體流106中溶解的碳酸鹽組分反應(yīng)從而生長(zhǎng)碳酸鈣晶群。該反應(yīng)在已經(jīng)調(diào)節(jié)成在高pH值環(huán)境下運(yùn)行的流化床反應(yīng)結(jié)晶器，單位120中進(jìn)行。將流111的氫氧化鈣漿料計(jì)量加入該裝置中以控制碳酸鈣的生成速率且該裝置經(jīng)過(guò)排布以使反應(yīng)(2)在緊鄰碳酸鈣晶群生長(zhǎng)的位置處發(fā)生?？刂品磻?yīng)(2)的速率和反應(yīng)(2)發(fā)生的環(huán)境導(dǎo)致生成的碳酸鈣晶群具有相當(dāng)于直徑為0.1mm～2mm的球體的體積的平均體積。來(lái)自于該裝置的液體中的一部分已沉淀(減低溶解的碳酸鹽濃度)并且額外的氫氧化物已溶解(增加溶解的氫氧化物濃度)，并且具有改良組分的所得液體作為產(chǎn)物氫氧化物流被排出，而已經(jīng)生長(zhǎng)成需要尺寸的固體碳酸鈣晶群作為溶液和碳酸鈣晶群的混合物被從流動(dòng)床反應(yīng)結(jié)晶器中去除，并作為流121被向前輸送到達(dá)下一個(gè)加工步驟?？梢詫⒕ХN材料加入單位120中以促進(jìn)碳酸鈣晶群的生長(zhǎng)。該晶種材料可以通過(guò)粉碎或研磨一部分碳酸鈣晶群來(lái)制備，或者從外部來(lái)源來(lái)補(bǔ)給，比如堿石灰或沙子或所指的晶種流化床反應(yīng)結(jié)晶器。由于流121中碳酸鈣晶群晶群的尺寸、形態(tài)以及物理性質(zhì)，可以很容易地在單元130中使用國(guó)內(nèi)工業(yè)裝置比如篩網(wǎng)或螺旋分類(lèi)器將碳酸鈣晶群從流121的溶液中分離出來(lái)，使得分離后伴隨溶液少于該碳酸鈣晶群總重的15％。然后利用包括凈水的流103來(lái)洗滌該碳酸鈣晶群，從而去除碳酸鈣晶群表面上大部分的殘余溶液。該加工步驟中去除的溶液和水可以作為氫氧化物流131的一部分來(lái)輸送，或循環(huán)回到流化床反應(yīng)器結(jié)晶器或從系統(tǒng)一并移出或遞送至熟化器作為其所需的輸入水，鑒于其具有足夠低的碳酸鹽含量。將已從氫氧化物溶液中分離出來(lái)的碳酸鈣晶群作為流132送至最終用戶(hù)。工藝100還包括控制系統(tǒng)108，該控制系統(tǒng)通過(guò)通信組件115與單元110(例如熟化器)、流化床反應(yīng)結(jié)晶器120、分離和洗滌站130中至少一個(gè)通信耦合。控制系統(tǒng)108的實(shí)施可以包括數(shù)碼電路、或電腦軟件、固件或硬件，包括說(shuō)明書(shū)所披露的結(jié)構(gòu)和它們的結(jié)構(gòu)等同物、或以上各項(xiàng)的組合。例如，該控制系統(tǒng)108可以是基于微處理器的控制器(或控制系統(tǒng))，也可以是基于機(jī)電的控制器(或控制系統(tǒng))。該控制系統(tǒng)中的指令和/或邏輯(例如控制工藝100或單元110所實(shí)施的其它工藝(例如熟化器)、流化床反應(yīng)結(jié)晶器120、分離和洗滌站130)可以一種或多種計(jì)算機(jī)程序的形式實(shí)施，例如用于被執(zhí)行或控制數(shù)據(jù)處理裝置運(yùn)行的編碼于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)上的一種或多種計(jì)算機(jī)程序指令。替代地或附加地，該程序指令可以編碼于人工生成并傳播的非轉(zhuǎn)移性信號(hào)上，例如機(jī)器生成的電、光或電磁信號(hào)上，生成該信號(hào)來(lái)對(duì)傳輸?shù)胶线m的接收設(shè)備的信息進(jìn)行編碼，供數(shù)據(jù)處理設(shè)備執(zhí)行?？刂葡到y(tǒng)108可以包括客戶(hù)端和服務(wù)器和/或主控制器和從屬控制器?？蛻?hù)端和服務(wù)器一般彼此遠(yuǎn)離且通常通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)互連。憑借在各自計(jì)算機(jī)上運(yùn)行且具有客戶(hù)端－服務(wù)器相互關(guān)系的計(jì)算機(jī)程序來(lái)建立客戶(hù)端和服務(wù)器之間的關(guān)系。在一些方面中，該控制系統(tǒng)108代表通過(guò)通信組件115與工藝100中每一個(gè)例示的組件通信連接(例如有線的或無(wú)線的)的主要控制器(例如主控制器)。圖5例示了一種示例性的工藝200，該工藝200用于在溶液環(huán)境中生長(zhǎng)和加工碳酸鈣晶群，所述溶液環(huán)境由來(lái)自于制漿車(chē)間的流出物(被稱(chēng)為綠液)組成，并且由于發(fā)生苛化反應(yīng)，降低液體流中的溶解的碳酸鹽含量并增加溶解的氫氧化物含量，并將所得流作為澄清白液遞送至制漿車(chē)間。工藝200，如圖所示，包括與流化床反應(yīng)結(jié)晶器120、以及分離和洗滌單元130物質(zhì)相連的制漿車(chē)間210。另外，工藝500包括，在所示的實(shí)施方式中，單元110(例如熟化器)、干燥機(jī)、以及煅燒爐150。在例示的工藝200中，制漿車(chē)間210在制漿工藝中利用來(lái)自于流化床反應(yīng)結(jié)晶器120的澄清白液流221和來(lái)自于單元130的澄清白液流231來(lái)加工和蒸煮木屑。來(lái)自于分離和洗滌單元130的苛性洗滌水流232可與制漿車(chē)間210中的黑液向混合從而生成提供至流化床反應(yīng)結(jié)晶器單元120的富含碳酸鹽的綠液流211。因此，在一些方面中，該工藝至少向制漿車(chē)間提供了澄清白液，且反過(guò)來(lái)從制漿車(chē)間接收富含碳酸鈣的綠液。在一些方面中，本實(shí)施方式中使用的熟化單元110以與圖1所示和第一個(gè)實(shí)施方式所描述的方式相同或相似的方式運(yùn)行、利用與圖1所示和第一個(gè)實(shí)施方式所描述的原料相同或相似的原料以及輸出與圖1所示和第一個(gè)實(shí)施方式所描述的物質(zhì)相同或相似的物質(zhì)。一旦生成了氫氧化鈣漿料(流111)，就將其輸送至但單元120，其通過(guò)使氫氧化鈣漿料與從制漿車(chē)間210排出的綠液流211反應(yīng)從而生長(zhǎng)碳酸鈣晶群。氫氧化鈣通過(guò)反應(yīng)(2)以可控的方式與流211的溶解的碳酸鹽組分反應(yīng)。該反應(yīng)在已經(jīng)調(diào)節(jié)成在高pH值環(huán)境下運(yùn)行的流化床反應(yīng)結(jié)晶器中進(jìn)行。將流111的氫氧化鈣漿料計(jì)量加入該裝置中以控制碳酸鈣的生成速率且該裝置經(jīng)過(guò)排布以使反應(yīng)(2)在緊鄰碳酸鈣晶群生長(zhǎng)的位置處發(fā)生?？刂品磻?yīng)(2)的速率和反應(yīng)(2)發(fā)生的環(huán)境導(dǎo)致生成了具有相當(dāng)于直徑為0.1mm～2mm的球體體積的平均體積的碳酸鈣晶群。來(lái)自于該裝置的液體中的一部分已沉淀(減低溶解的碳酸鹽濃度)并且額外的氫氧化物已溶解(增加溶解的氫氧化物濃度)，并且具有改良組分的所得液體作為產(chǎn)物澄清白液流221被排出返回至制漿車(chē)間單元210，而已經(jīng)生長(zhǎng)成需要尺寸的固體碳酸鈣晶群作為溶液和碳酸鈣晶群的混合物被從流動(dòng)床反應(yīng)結(jié)晶器中移出，并作為流121被向前輸送到達(dá)下一個(gè)加工步驟。由于流121中碳酸鈣晶群晶群的尺寸、形態(tài)以及物理性質(zhì)，可以幾乎完全地在單元130中使用工業(yè)分離裝置比如篩網(wǎng)或螺旋分類(lèi)器將碳酸鈣晶群從流121的溶液中分離出來(lái)，使得分離后伴隨溶液少于該碳酸鈣晶群總重的15％。將未稀釋的氫氧化物溶液作為流231送回制漿車(chē)間(單元120)且該溶液與制漿工藝中的澄清白液具有相似的性質(zhì)。然后利用由凈水組成的流103來(lái)洗滌該碳酸鈣晶群，從而去除碳酸鈣晶群表面上大部分的殘余溶液。將所消耗的苛性清洗水(流232)也送回制漿車(chē)間(單元210)，以用來(lái)溶解黑液和生成綠液。從該加工步驟中去除的溶液和水也可以循環(huán)回流動(dòng)床反應(yīng)結(jié)晶器單元120。將已洗滌并從氫氧化物溶液中分離出來(lái)的碳酸鈣晶群作為流132輸送至系統(tǒng)例如煅燒爐，其設(shè)計(jì)用于將它們從CaCO3轉(zhuǎn)化為可在熟化單元110中再利用的CaO。該工藝生產(chǎn)的粒料具有的物理性質(zhì)和特征，例如尺寸、低孔隙率、低堿性含量，對(duì)于石灰泥來(lái)說(shuō)是優(yōu)選的并且使得更有效和/或低成本的煅燒設(shè)備得以使用。圖6例示了一種用于生長(zhǎng)和加工碳酸鈣晶群的示例性工藝500，其使加入的Ca(OH)2漿料和堿性碳酸鹽溶液通過(guò)苛化反應(yīng)(上述反應(yīng)(2))發(fā)生反應(yīng)以將一部分沉淀的碳酸鈣沉積在現(xiàn)有的固體床上，使固體體積增大以及降低溶解的碳酸鹽含量和增加液體流的氫氧化物含量，因?yàn)樵诠に囍惺褂脧目諝獠东@CO2。工藝500，如圖所示，包括與流化床反應(yīng)結(jié)晶器120、以及分離和洗滌站130物料相連的氣體吸收器或空氣吸收器或空氣接觸器510。另外，工藝500包括，在所示的實(shí)施方式中，單元110(例如熟化器)、干燥機(jī)、以及煅燒爐150。在所示的工藝500中，氣體吸收器單元510利用來(lái)自于流化床反應(yīng)結(jié)晶器120的貧CO2溶液流421和來(lái)自于分離和洗滌單元130的稀釋的貧CO2流431的組合來(lái)吸收一部分來(lái)自于常壓空氣的CO2。在CO2被吸收以后，該氣體吸收器將得到的富CO2流411輸送回單元120。因此，在一個(gè)方面中，該工藝至少向氣體吸收器提供了貧CO2溶液，并反過(guò)來(lái)從該氣體吸收器接收富CO2溶液。在示例的工藝500中，例示了與煅燒爐關(guān)聯(lián)的CO2捕獲和氣體吸收器。在一些方面中，本實(shí)施方式中使用的熟化單元110以與圖4所示和第一個(gè)實(shí)施方式所描述的方式相同或相似的方式運(yùn)行、利用與圖1所示和第一個(gè)實(shí)施方式所描述的原料相同或相似的原料以及輸出與圖1所示和第一個(gè)實(shí)施方式所描述的物質(zhì)相同或相似的物質(zhì)。一旦生成了氫氧化鈣漿料(流111)，就將其輸送至但單元120，其通過(guò)使氫氧化鈣漿料與從空氣或氣體吸收器單元510中排出的富CO2流411反應(yīng)從而生長(zhǎng)碳酸鈣晶群。氫氧化鈣通過(guò)反應(yīng)(2)以可控的方式與流411的一部分溶解的碳酸鹽組分反應(yīng)。該反應(yīng)在已經(jīng)調(diào)節(jié)成在高pH值環(huán)境下運(yùn)行的流化床反應(yīng)結(jié)晶器中進(jìn)行。將流111的氫氧化鈣漿料計(jì)量加入該裝置中以控制碳酸鈣的生成速率且該裝置經(jīng)過(guò)排布以使生成碳酸鈣的反應(yīng)在緊鄰碳酸鈣晶群生長(zhǎng)的位置處發(fā)生?？刂品磻?yīng)(2)的速率和反應(yīng)(2)發(fā)生的環(huán)境導(dǎo)致生成了具有相當(dāng)于直徑為0.1mm～2mm的球體體積的平均體積的碳酸鈣晶群。來(lái)自于該裝置的液體中的一部分已沉淀(減低溶解的碳酸鹽濃度)并且額外的氫氧化物已溶解(增加溶解的氫氧化物濃度)，并且具有改良組分的所得液體作為貧CO2流421被排出返回空氣或氣體吸收單元510，而已經(jīng)生長(zhǎng)成需要尺寸的固體碳酸鈣晶群作為溶液和碳酸鈣晶群的混合物被從流動(dòng)床反應(yīng)結(jié)晶器中去除，并作為流121被向前輸送到達(dá)下一個(gè)加工步驟。由于流121中碳酸鈣晶群晶群的尺寸、形態(tài)以及物理性質(zhì)，可以幾乎完全地在單元130中使用工業(yè)分離裝置比如篩網(wǎng)或螺旋分類(lèi)器將碳酸鈣晶群從流121的溶液中分離出來(lái)，使得分離后伴隨溶液少于該碳酸鈣晶群總重的大約15％。然后利用包括凈水的流103來(lái)洗滌該碳酸鈣晶群，從而去除碳酸鈣晶群表面上大部分的殘余溶液。混合消耗的苛性清洗水和為稀釋的氫氧化物溶液并將其作為貧CO2流431輸送回氣體吸收器單元510?？梢詫⒃摷庸げ襟E中去除的溶液和水輸送回氣體吸收器單元510或循環(huán)回到流化床反應(yīng)結(jié)晶器單元120。將已洗滌并從氫氧化物溶液中分離出來(lái)的碳酸鈣晶群作為流132輸送至蒸發(fā)殘余水分的干燥單元140。在單元130中從溶液中分離出來(lái)的此工藝中的碳酸鈣晶群的表面上攜帶有很少量的水，該碳酸鈣晶群隨后經(jīng)過(guò)干燥單元140的加工以去除此殘余的水。將存在于液相或氣相中的該殘余水分作為流141的一部分從工藝中排出。由于該晶群的尺寸和形態(tài)，流化床干燥機(jī)可以用作單元140，該單元140可以利用通過(guò)高級(jí)干燥工藝如過(guò)熱蒸汽干燥機(jī)、蒸汽再壓縮干燥機(jī)以及以?xún)?nèi)置式換熱管提供的熱量。具體地，流化床干燥機(jī)可以在低于或稍微高于100℃的低位熱、來(lái)自于工藝中其它位置的熱氣體、或者在蒸汽再壓縮系統(tǒng)的場(chǎng)合，電能驅(qū)動(dòng)熱泵，該熱泵可以通過(guò)消耗1kJ電能來(lái)輸送高達(dá)60kJ的熱量?；蛘?，干燥機(jī)140可以是接觸式干燥機(jī)比如，例如真空盤(pán)式、垂直攪動(dòng)式、雙錐式、水平盤(pán)式、板式、真空帶式、水平式、槳式或間接旋轉(zhuǎn)式干燥機(jī)。干燥機(jī)140除了是流化床干燥機(jī)以外還可以是分散對(duì)流干燥機(jī)，比如噴動(dòng)床、之間旋轉(zhuǎn)式和氣流干燥機(jī)或是層對(duì)流干燥機(jī)比如對(duì)流盤(pán)式、全循環(huán)式、渦輪盤(pán)式、隧道式、移動(dòng)床式、槳式或通風(fēng)旋轉(zhuǎn)式干燥機(jī)。除了流132中的碳酸鈣晶群以外，向干燥單元140中加入記為流105的補(bǔ)充的鈣化合物，用來(lái)對(duì)工藝中鈣化合物的損失進(jìn)行彌補(bǔ)。該補(bǔ)充碳酸鈣的來(lái)源可以是石灰石。如此，流142的干燥碳酸鈣晶群和補(bǔ)充碳酸鈣適于進(jìn)行最終的加工步驟。該碳酸鈣晶群隨后通過(guò)上述的反應(yīng)(3)來(lái)重新生成用于本工藝第一步驟的氧化鈣且釋放出含有CO2的氣體流。該反應(yīng)在約900℃下發(fā)生，需要投入熱能，且在通常被稱(chēng)為煅燒爐的單元150中進(jìn)行?？梢酝ㄟ^(guò)燃燒烴，比如天然氣、燃料油或生物燃料或通過(guò)利用太陽(yáng)能熱、電能或以上方法的組合來(lái)向煅燒爐提供熱量。使用的煅燒爐(例如單位150)可以是旋轉(zhuǎn)窯、豎窯、閃速煅燒爐或流動(dòng)床煅燒爐。在一些實(shí)施方式中，當(dāng)記為流104的燃料與由來(lái)自于空氣分離單元(ASU)的空氣或氧氣所組成的氣體流102中的氧氣燃燒時(shí)，提供適當(dāng)?shù)臒崃?。燃料的燃燒產(chǎn)物與反應(yīng)(3)的CO2相混且作為廢氣152從煅燒單元150排出。上文所描述的且只能通過(guò)碳酸鈣晶群來(lái)實(shí)現(xiàn)的洗滌使得流化床煅燒爐可以使用，該流化床煅燒爐是令人滿(mǎn)意的，因?yàn)樗鼈冊(cè)揪鸵子诳刂埔约熬哂嗅尫沤y(tǒng)一的內(nèi)部條件，這兩者都是導(dǎo)致在流151中生成更多CaO和生成更少的過(guò)熱物質(zhì)、過(guò)燒或燒結(jié)的必須配置的物質(zhì)的因素。流151返回單元110使得該工藝可以重復(fù)進(jìn)行。流152的廢氣是熱的且可以用于在作為干燥單元140熱源或在鍋爐中產(chǎn)生蒸汽的流102、104或142進(jìn)入煅燒單元150之前對(duì)其進(jìn)行預(yù)加熱。流152可以用于這些工藝中，因?yàn)榇蟛糠秩芤涸趩卧?30中被去除，且該碳酸鈣晶群的尺寸和形態(tài)通過(guò)來(lái)自于流142或151的難以處理的粉塵量或流121的化學(xué)物質(zhì)防止了流152的污染物。一旦流152中的熱量被以上形式使用，可以將生成的氣體輸送至CO2富集的空氣的消耗者，比如溫室或農(nóng)業(yè)設(shè)備，或者在流102由空氣分離單元的氧氣組成時(shí)，流152主要是CO2并且可將CO2遞送至用戶(hù)例如增強(qiáng)的油回收領(lǐng)域。本發(fā)明描述了許多實(shí)施方式。然而，應(yīng)理解可以進(jìn)行各種改進(jìn)。例如，假如以不同的順序?qū)嵤┧兜募夹g(shù)步驟；假如以不同的方式組合所披露的系統(tǒng)組分；或者假如以其它組分替代或增補(bǔ)這些組分，仍然可以實(shí)現(xiàn)那些有益的結(jié)果。另外，在一些實(shí)施方式中，本文所披露的一個(gè)或多個(gè)工藝在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以增加步驟、減少步驟或以不同順序?qū)嵤?。作為另一個(gè)實(shí)例，雖然控制系統(tǒng)(例如控制系統(tǒng)108)并未作為每個(gè)公開(kāi)工藝和/或系統(tǒng)的一部分例示出，每個(gè)上述的工藝(例如系統(tǒng)20和30和其他)都可以包括與組件(例示或未例示)通信相連的控制系統(tǒng)或控制器(例如與控制器11和/或控制系統(tǒng)108類(lèi)似)且配制成進(jìn)行操作和/或執(zhí)行指令從而實(shí)施這些工藝(以及其它工藝)。因此，其他實(shí)施方式落在上述權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3 當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3