CN113753932A - 一种纳米级轻质碳酸钙碳化反应系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种纳米级轻质碳酸钙碳化反应系统，涉及纳米级轻质碳酸钙的碳化工序领域。该纳米级轻质碳酸钙碳化反应系统，包括反应器；所述反应器壳体的内部设置有填料，所述反应器壳体的内部且位于填料的下方设置有气体分布器，所述反应器壳体的内部且位于填料的上方设置有液体喷淋器，所述气体分布器呈十字分布，所述液体喷淋器的形状为圆形，且由长短不一的长管组成。通过设置有填料，增加了反应器的传质面积，从而使得提高了碳化反应的速率，通过设置有多个安装孔，方便对内部的情况进行准确的测量，而且通过可以准确测量内部反应浆液温度以及反应终点，便于进行自动化控制，且不会对原料造成浪费。

Description

一种纳米级轻质碳酸钙碳化反应系统
技术领域
本发明涉及纳米级轻质碳酸钙的碳化工序技术领域，具体为一种纳米级轻质碳酸钙碳化反应系统。
背景技术
纳米碳酸钙又称超微细碳酸钙。纳米碳酸钙应用最成熟的行业是塑料工业,主要应用于高档塑料制品。可改善塑料母料的流变性，提高其成型性。用作塑料填料具有增韧补强的作用，提高塑料的弯曲强度和弯曲弹性模量，热变形温度和尺寸稳定性，同时还赋予塑料滞热性。纳米碳酸钙用于油墨产品中体现出了优异的分散性和透明性和极好的光泽及优异的油墨吸收性和高干燥性。纳米碳酸钙在树脂型油墨中作油墨填料，具有稳定性好，光泽度高，不影响印刷油墨的干燥性能.适应性强等优点。
传统的鼓泡碳化塔，气体直接进行流通，使得反应传值面积较小，使得反应的时间较长，影响其中反应的速率，而且其反应不易进行控制，使得加料以及反应程度都不易进行控制。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种纳米级轻质碳酸钙碳化反应系统，解决了现有的碳化塔反应速率慢的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种纳米级轻质碳酸钙碳化反应系统，包括反应器以及连接管道，所述反应器包括反应器壳体，反应器的壳体为不锈钢或碳钢材质，壁厚依据反应系统的压力和反应器总重量进行设计，所述反应器壳体的内部设置有填料，反应器的填料为不锈钢或PTFE、PVC、PE、PP材质，填料的传值面积30～400m2/m3，所述反应器壳体的内部且位于填料的下方设置有气体分布器，所述反应器壳体的内部且位于填料的上方设置有液体喷淋器，所述气体分布器呈十字分布，所述液体喷淋器的形状为圆形，且由长短不一的长管组成。
优选的，所述反应器壳体的顶部设置有尾气出口，所述反应器壳体的侧表面设置有压力检测口与温度检测口。
优选的，所述反应器壳体的侧表面且位于温度检测口的下方设置有石灰乳进料口，所述石灰乳进料口与液体喷淋器相连通。
优选的，所述反应器壳体的侧表面且位于压力检测口的下方设置有精制石灰乳进口，所述反应器壳体的侧表面且位于石灰乳进料口的下方设置有液位计安装口。
优选的，所述反应器壳体的侧表面且位于精制石灰乳进口的下方设置有气体进口，所述气体进口与气体分布器相连通。
优选的，所述反应器壳体的侧表面且位于气体进口的下方设置有检测仪安装口与温度计安装口。
优选的，所述反应器壳体的下表面设置有液体出口，所述连接管道包括进气管道、出气管道、进料管道、循环管道、排料管道。
一种纳米级轻质碳酸钙碳化反应系统，包括以下工艺流程：
步骤一：在进料管道安装有第一切断阀，且由液位安装口安装的液位计进行控制，当液位低于设定的低液位值时，第一切断阀开启，往反应器打入精制石灰乳；当液位上涨到设定值的高液位时，第一切断阀关闭，反应系统停止状态下，该阀门为关闭状态；
步骤二：循环管道安装有第三切断阀，且由液位安装口安装的液位计和检测口安装的PH计进行控制，当反应器液位达到设定的高液位时，使循环管道上的循环泵开启，第三切断阀打开，石灰乳进入循环冷却阶段；当PH值达到的最小设定值时，第三切断阀关闭；
步骤三：进气管道安装有第三调节阀，且开启由管路上安装的液体冷却器的温度控制，其关闭由检测安装口的PH值进行控制，当液体冷却器出口温度达到设定值时，第三调节阀缓慢开，阀门开度依据二氧化碳气体流量计的设定值进行自动调整；当PH值达到的最小设定值时，第三调节阀关闭，反应系统停止状态下，该阀门为关闭状态；
步骤四：循环管路安装有第一调节阀，且其开度有管道安装的液体循环流量计的流量设定值进行控制，控制循环的液体流量；
步骤五：出气管道安装有第二调节阀，且其开度由压力检测口安装的压力检测仪控制，反应系统停止状态下，第二调节阀为关闭状态；
步骤六：在排料管道中安装有第二切断阀，且其开有反应器底部的PH值控制，当PH值达到最小设定值时，第二切断阀打开，将碳化浆打出系统，其关闭由反应器底部液位计的最低设定值控制，当液位达到设定的最低值时，第二切断阀关闭。
(三)有益效果
本发明提供了一种纳米级轻质碳酸钙碳化反应系统。具备以下有益效果：
1、本发明，通过设置有填料，增加了反应器的传质面积，从而使得反应速度加快，而且提高了碳化反应的速率。
2、本发明，通过设置有多个安装孔，方便对内部的情况进行准确的测量，而且通过可以准确测量内部反应浆液温度以及反应终点，便于进行自动化控制，且不会对原料造成浪费。
3、本发明，通过设置有十字状的气体分布器与圆形的液体喷淋器，使得反应气相和液相均匀分布，防止了沟流现象的发生，加快了碳化反应的速率。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明气体分布器结构示意图；
图3为本发明液体喷淋器结构示意图；
图4为本发明工艺流程及控制流程示意图。
其中，1、反应器壳体；2、填料；3、气体分布器；4、液体喷淋器；5、尾气出口；6、压力检测口；7、温度检测口；8、石灰乳进料口；9、精制石灰乳进口；10、气体进口；11、液位计安装口；12、检测仪安装口；13、温度计安装口；14、液体出口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：
如图1-4所示，本发明实施例提供一种纳米级轻质碳酸钙碳化反应系统，包括反应器以及连接管道，反应器包括反应器壳体1，反应器壳体1为不锈钢或碳钢材质，壁厚依据反应系统的压力和反应器总重量进行设计，反应器壳体1的内部设置有填料2，用于增加反应速率，反应器的填料为不锈钢或PTFE、PVC、PE、PP材质，填料的传值面积30～400m2/m3，反应器壳体1的内部且位于填料2的下方设置有气体分布器3，进行进入气体，且进行分散，反应器壳体1的内部且位于填料2的上方设置有液体喷淋器4，进行喷淋浆液，气体分布器3呈十字分布，液体喷淋器4的形状为圆形，且由长短不一的长管组成。
通过设置有填料，增加了反应器的传质面积，从而使得反应速度加快，而且提高了碳化反应的速率。
反应器壳体1的顶部设置有尾气出口5，反应后的气体进行排出，反应器壳体1的侧表面设置有压力检测口6与温度检测口7，用于安装压力表与温度检测仪，反应器壳体1的侧表面且位于温度检测口7的下方设置有石灰乳进料口8，石灰乳进料口8与液体喷淋器4相连通，反应器壳体1的侧表面且位于压力检测口6的下方设置有精制石灰乳进口9，反应器壳体1的侧表面且位于石灰乳进料口8的下方设置有液位计安装口11，用于计量液位的高低。
反应器壳体1的侧表面且位于精制石灰乳进口9的下方设置有气体进口10，进入相应的气体，气体进口10与气体分布器3相连通，反应器壳体1的侧表面且位于气体进口10的下方设置有检测仪安装口12与温度计安装口13，反应器壳体1的下表面设置有液体出口14，所述连接管道包括进气管道、出气管道、进料管道、循环管道、排料管道。
图4所示：图中虚线为信号控制线。
一种纳米级轻质碳酸钙碳化反应系统，包括以下工艺流程：
步骤一：在进料管道安装有第一切断阀，且由液位安装口(11)安装的液位计进行控制，当液位低于设定的低液位值时，第一切断阀开启，往反应器打入精制石灰乳；当液位上涨到设定值的高液位时，第一切断阀关闭，反应系统停止状态下，该阀门为关闭状态；
步骤二：循环管道安装有第三切断阀，且由液位安装口(11)安装的液位计和检测口安装的PH计进行控制，当反应器液位达到设定的高液位时，使循环管道上的循环泵开启，第三切断阀打开，石灰乳进入循环冷却阶段；当PH值达到的最小设定值时，第三切断阀关闭；
步骤三：进气管道安装有第三调节阀，且开启由管路上安装的液体冷却器的温度控制，其关闭由检测安装口的PH值进行控制，当液体冷却器出口温度达到设定值时，第三调节阀缓慢开，阀门开度依据二氧化碳气体流量计的设定值进行自动调整；当PH值达到的最小设定值时，第三调节阀关闭，反应系统停止状态下，该阀门为关闭状态；
步骤四：循环管路安装有第一调节阀，且其开度有管道安装的液体循环流量计的流量设定值进行控制，控制循环的液体流量；
步骤五：出气管道安装有第二调节阀，且其开度由压力检测口安装的压力检测仪控制，反应系统停止状态下，第二调节阀为关闭状态；
步骤六：在排料管道中安装有第二切断阀，且其开有反应器底部的PH值控制，当PH值达到最小设定值时，第二切断阀打开，将碳化浆打出系统，其关闭由反应器底部液位计的最低设定值控制，当液位达到设定的最低值时，第二切断阀关闭。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种纳米级轻质碳酸钙碳化反应系统，包括反应器以及与反应器连通的连接管道，其特征在于：所述反应器包括反应器壳体(1)，所述反应器壳体(1)的内部设置有填料(2)，所述反应器壳体(1)的内部且位于填料(2)的下方设置有气体分布器(3)，所述反应器壳体(1)的内部且位于填料(2)的上方设置有液体喷淋器(4)，所述气体分布器(3)呈十字分布，所述液体喷淋器(4)的形状为圆形，且由长短不一的长管组成。
2.根据权利要求1所述的一种纳米级轻质碳酸钙碳化反应系统，其特征在于：所述反应器壳体(1)的顶部设置有尾气出口(5)，所述反应器壳体(1)的侧表面设置有压力检测口(6)与温度检测口(7)。
3.根据权利要求1所述的一种纳米级轻质碳酸钙碳化反应系统，其特征在于：所述反应器壳体(1)的侧表面且位于温度检测口(7)的下方设置有石灰乳进料口(8)，所述石灰乳进料口(8)与液体喷淋器(4)相连通。
4.根据权利要求1所述的一种纳米级轻质碳酸钙碳化反应系统，其特征在于：所述反应器壳体(1)的侧表面且位于压力检测口(6)的下方设置有精制石灰乳进口(9)，所述反应器壳体(1)的侧表面且位于石灰乳进料口(8)的下方设置有液位计安装口(11)。
5.根据权利要求1所述的一种纳米级轻质碳酸钙碳化反应系统，其特征在于：所述反应器壳体(1)的侧表面且位于精制石灰乳进口(9)的下方设置有气体进口(10)，所述气体进口(10)与气体分布器(3)相连通。
6.根据权利要求1所述的一种纳米级轻质碳酸钙碳化反应系统，其特征在于：所述反应器壳体(1)的侧表面且位于气体进口(10)的下方设置有检测仪安装口(12)与温度计安装口(13)。
7.根据权利要求1所述的一种纳米级轻质碳酸钙碳化反应系统，其特征在于：所述反应器壳体(1)的下表面设置有液体出口(14)，所述连接管道包括进气管道、出气管道、进料管道、循环管道、排料管道。
8.根据权利要求1～7任一项所述的一种纳米级轻质碳酸钙碳化反应系统，其特征在于：还包括以下工艺流程：
步骤一：在进料管道安装有第一切断阀，且由液位安装口(11)安装的液位计进行控制，当液位低于设定的低液位值时，第一切断阀开启，往反应器打入精制石灰乳；当液位上涨到设定值的高液位时，第一切断阀关闭，反应系统停止状态下，该阀门为关闭状态；
步骤二：循环管道安装有第三切断阀，且由液位安装口(11)安装的液位计和检测口安装的PH计进行控制，当反应器液位达到设定的高液位时，使循环管道上的循环泵开启，第三切断阀打开，石灰乳进入循环冷却阶段；当PH值达到的最小设定值时，第三切断阀关闭；
步骤三：进气管道安装有第三调节阀，且开启由管路上安装的液体冷却器的温度控制，其关闭由检测安装口的PH值进行控制，当液体冷却器出口温度达到设定值时，第三调节阀缓慢开，阀门开度依据二氧化碳气体流量计的设定值进行自动调整；当PH值达到的最小设定值时，第三调节阀关闭，反应系统停止状态下，该阀门为关闭状态；
步骤四：循环管路安装有第一调节阀，且其开度有管道安装的液体循环流量计的流量设定值进行控制，控制循环的液体流量；
步骤五：出气管道安装有第二调节阀，且其开度由压力检测口安装的压力检测仪控制，反应系统停止状态下，第二调节阀为关闭状态；
步骤六：在排料管道中安装有第二切断阀，且其开有反应器底部的PH值控制，当PH值达到最小设定值时，第二切断阀打开，将碳化浆打出系统，其关闭由反应器底部液位计的最低设定值控制，当液位达到设定的最低值时，第二切断阀关闭。
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