CN104386727B - 一种纳米碳酸钙碳化反应装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种纳米碳酸钙碳化反应装置，该装置包括进气阀，进气阀进气口接入二氧化碳补偿气源，所述进气阀出气口、气化器、气压调节阀、安全阀、自动补偿调节阀依次连接，所述自动补偿调节阀出气口接主管道，主管道一端通向碳酸钙碳化反应槽，另一端通向石灰窑，所述检测系统与控制系统相连，并控制自动补偿调节阀启闭、开度。该装置利用二氧化碳补偿气源补偿了石灰窑尾气中二氧化碳浓度的不足，缩短碳化反应时间；利用检测系统、控制系统控制自动补偿调节阀启闭、开度，自动调节稳定了反应槽二氧化碳的浓度，提高了碳酸钙的成型率和均匀性；该装置还设置了安全阀，使阀后气压保持在一定范围内，保证管道内气压稳定。
Description
技术领域
本发明涉及纳米碳酸钙生产工艺技术领域，尤其涉及在碳化工序时对二氧化碳进行浓度控制的一种纳米碳酸钙碳化反应装置。
技术背景
目前，国内生产纳米碳酸钙碳化的装置是将石灰石煅烧生成的含二氧化碳气体的窑气经净化后再通入石灰乳中进行碳化反应。在空气作为燃料助燃供氧的石灰窑中，窑气中二氧化碳气体的体积浓度通常在20～25％之间，相对偏低。在纳米碳酸钙碳化反应过程中，实际发生的是溶解于溶液中的钙离子与溶解在液膜中的二氧化碳发生碳化反应生成碳酸钙，因为窑气中二氧化碳的浓度相对较低，碳化反应时间则较长，设备的有效利用率较低，同时由于窑气中二氧化碳浓度值波动大，不利于碳酸钙的成核和长大，生产的碳酸钙粒子大小不均，影响碳酸钙产品的使用性能，而且现有的碳化装置缺少安全设计，阀后气压有时过大，很可能损坏整个装置。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供具有二氧化碳自动补偿且具有安全保障的纳米碳酸钙碳化反应装置。
本发明是这样实现的：一种纳米碳酸钙碳化反应装置，其特征在于，包括进气阀，所述进气阀进气口接入外部二氧化碳补偿气源，所述进气阀出气口、气化器、气压调节阀、安全阀、自动补偿调节阀依次连接，所述自动补偿调节阀出气口接主管道，主管道一端通向碳酸钙碳化反应槽，另一端通向石灰窑，所述检测系统与控制系统相连，并控制自动补偿调节阀启闭、开度。
进一步地，其特征在于，所述进气阀与二氧化碳补偿气源之间安装有增压阀，用于调节二氧化碳气压。
进一步地，所述气压调节阀与安全阀之间安装有压力表。
进一步地，所述二氧化碳补偿气源为二氧化碳储气罐。
进一步地，所述检测系统包括流量计及二氧化碳浓度传感器，用于采集主管道中石灰窑尾气总流量及二氧化碳浓度值
进一步地，所述控制系统采用单片机控制。
进一步地，所述二氧化碳补偿气源、增压阀、进气阀、气化器、气压调节阀、安全阀、自动补偿调节阀、主管道之间的采用不锈钢管进行连接。
本发明有益效果：该装置采用二氧化碳储气罐作为补偿气源储存纯液体二氧化碳，然后通过气化器将液体变成气体进入主管道，补偿石灰窑尾气二氧化碳浓度的不足，提高反应槽的二氧化碳的浓度，缩短碳化反应时间，提高了设备的有效利用率；该装置利用检测系统、控制系统控制自动补偿调节阀启闭、开度，自动调节了反应槽二氧化碳的浓度，使二氧化碳浓度稳定，提高了碳酸钙的成型率和均匀性；该装置还设置了安全阀，借助气压的作用调节安全阀的开度，使阀后气压保持在一定范围内，保证管道气压始终维持稳定。
附图说明
图1为本发明一种纳米碳酸钙碳化反应装置的结构图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的机构和工作原理。为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。相同或相似的标号对应相同或相似的部件。
参考图1所示，图1为本发明一种纳米碳酸钙碳化反应装置的结构图。该装置包括进气阀3，所述进气阀3进气口接入外部二氧化碳补偿气源1，实施例中，采用二氧化碳储气罐作为二氧化碳补偿气源1，储存有纯液体二氧化碳。进气阀3出气口与气化器4进气口连接，气化器4用于将液体二氧化碳变成气体进入主管道11，补偿石灰窑13尾气二氧化碳浓度的不足，提高反应槽12二氧化碳的浓度，缩短碳化反应时间，提高了设备的有效利用率。
所述进气阀3与二氧化碳储气罐1之间安装有增压阀2，用于调节二氧化碳气压，确保二氧化碳储气罐1出气气压大于主管道11的气压。所述气化器4的出气口、气压调节阀5、安全阀7、自动补偿调节阀8依次相连，气压调节阀5用于控制进气压大于主管道11气压1.0Mpa之内。所述气压调节阀5与安全阀7之间安装有压力表6，便于观察管道内的气压，当气压过大时，安全阀7发出高分贝噪音且借助气压作用调节开口的开度，使阀后气压保持在预设范围内，保证其出口气压始终维持稳定。
所述自动补偿调节阀8出气口接主管道11，主管道11一端通向碳酸钙碳化反应槽12，另一端通向石灰窑13，石灰窑13中有石灰石，通过煅烧石灰石产生含二氧化碳气体的尾气经过主管道11通入储存有石灰乳的反应槽12中进行碳化反应，碳化反应的原理是溶解于溶液中的钙离子与溶解在液膜中的二氧化碳发生碳化反应生成碳酸钙。
所述检测系统9与控制系统10相连，并控制自动补偿调节阀8启闭、开度。所述检测系统9包括流量计及二氧化碳浓度传感器，用于采集主管道中石灰窑尾气总流量及二氧化碳浓度值。二氧化碳浓度值采集的原理是当二氧化碳传感器红外光通过待测气体时,这些气体分子对特定波长的红外光有吸收,其吸收关系服从朗伯--比尔(Lambert-Beer)吸收定律，即某些气体对红外光进行有选择性吸收，其吸收强度变化取决于被测气体的浓度，由此得出被测气体的浓度值。
所述控制系统10采用单片机控制，控制的过程是二氧化碳浓度传感器将浓度信号传输到控制系统10，控制系统10根据计算公式和预设的二氧化碳浓度值对比并计算出该浓度下石灰窑尾气总流量中需要添加的二氧化碳流量，该流量经精确计量后将信号反馈到控制系统10，控制系统10将信号转化成自动补偿调节阀8的开度信号，调节阀门的开度，同时该开度信号也反馈控制系统10中，控制系统10根据流量信号和开度信号精确调整自动补偿调节阀8的开度，最终稳定二氧化碳的输出流量；当石灰窑13尾气二氧化碳浓度发生变化后，控制系统10则重新计算所需的二氧化碳流量，调节自动补偿调节阀8的开度来满足所需的流量值。从而达到碳化时二氧化碳浓度稳定，提高了碳酸钙的成型率和均匀性。
所述二氧化碳补偿气源1、增压阀2、进气阀3、气化器4、气压调节阀5、安全阀7、自动补偿调节阀8、主管道11之间的采用不锈钢管进行连接，但不限于不锈钢管。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种纳米碳酸钙碳化反应装置，包括进气阀，所述进气阀进气口接入外部二氧化碳补偿气源，所述进气阀出气口、气化器、气压调节阀、安全阀、自动补偿调节阀依次连接，所述自动补偿调节阀出气口接主管道，主管道一端通向碳酸钙碳化反应槽，另一端通向石灰窑，检测系统与控制系统相连，并控制自动补偿调节阀启闭、开度，其特征在于：所述二氧化碳补偿气源为纯液体二氧化碳储气罐。
2.根据权利要求1所述的一种纳米碳酸钙碳化反应装置，其特征在于，所述进气阀与二氧化碳补偿气源之间安装有增压阀，用于调节二氧化碳气压。
3.根据权利要求1所述的一种纳米碳酸钙碳化反应装置，其特征在于，所述气压调节阀与安全阀之间安装有压力表。
4.根据权利要求1所述的一种纳米碳酸钙碳化反应装置，其特征在于，所述检测系统包括流量计及二氧化碳浓度传感器，用于采集主管道中石灰窑尾气总流量及二氧化碳浓度值。
5.根据权利要求1所述的一种纳米碳酸钙碳化反应装置，其特征在于，所述控制系统采用单片机控制。
6.根据权利要求2所述的一种纳米碳酸钙碳化反应装置，其特征在于，所述二氧化碳补偿气源、增压阀、进气阀、气化器、气压调节阀、安全阀、自动补偿调节阀、主管道之间采用不锈钢管进行连接。
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