CN202164134U - 一种节能型生产纳米碳酸钙的碳化反应器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型专利公开了一种节能型生产纳米碳酸钙的碳化反应器，如图1。它主要解决目前在纳米碳酸钙的生产过程中需要冷冻和搅拌能耗大的问题。其原理是在反应器的底部装有旋涡式气体分布器，当窑气从反应器的底部喷射时，带动浆料旋转，同时将气体均匀分散于浆料中。利用该反应器，在常温下添加一定量的晶型控制剂，不需机械搅拌就能合成粒径分布均匀的纳米碳酸钙。

Description

一种节能型生产纳米碳酸钙的碳化反应器
技术领域
本实用新型专利涉及一种节能型生产纳米碳酸钙的碳化反应器，特别是在常温下不需机械搅拌就能使气液混合均匀生产纳米碳酸钙的碳化反应器，属于化工反应设备的技术领域。 
背景技术
现有技术中用于合成纳米碳酸钙的设备主要有：间歇鼓泡式搅拌反应器、连续喷雾反应器和超重力反应器。间歇鼓泡式搅拌反应器设备简单，在碳化时窑气从底部进入，通过机械搅拌使气液混合生成纳米碳酸钙。这种设备的能耗高，工艺条件较难控制，产品粒径分布不均匀。连续喷雾反应器是在顶部安装空心压力式喷嘴，精制石灰乳在空心锥形压力式喷嘴的作用下一，雾化成小液滴均匀地从顶部淋下，与底部进入的二氧化碳气体反应合成纳米碳酸钙。该设备管路复杂，投资大，操作难度大，能耗也大，目前较少应用。超重力反应器是利用设备的高速旋转产生超重力场，在此条件下完成石灰乳与二氧化碳的反应，尽管合成的粒子小而均匀，但设备的投资很大，生产能耗也大，在工业化生产中缺乏竞争优势而很少应用。 
实用新型内容
本实用新型专利的目的在于提供一种节能型生产纳米碳酸钙的碳化反应器。其原理是在反应器的底部装有旋涡式气体分布器，当窑气从反应器的底部喷射时，带动浆料旋转，同时将气体均匀分散于浆料中。利用该反应器， 在常温下添加一定量的晶型控制剂，不需机械搅拌就能合成粒径分布均匀的纳米碳酸钙。 
本实用新型节能型生产纳米碳酸钙的碳化反应器由反应器壳体(1)，在壳体内有档板(2)，在反应器的底部装有旋涡式气体分布器(3)及气体喷嘴(4)，在旋涡式气体分布器的下方有窑气进气管(5)，在反应器的下部有碳酸钙浆料出口管(6)及上部的氢氧化钙浆料进口管(7)等组成，如图1所示。当窑气从反应器的底部喷射时，带动浆料旋转，同时在壳体内档板的作用下，使旋转的浆料形成涡流，强化气液混合，利于窑气的碳化吸收。 
本实用新型反应器具有以下特点： 
在反应器的底部装有旋涡式气体分布器，当窑气从反应器的底部喷射时，带动浆料旋转，同时在壳体内档板的作用下，强化气液混合，利于窑气的碳化吸收，加速碳化过程。 
该反应器改变了传统间歇鼓泡式搅拌反应器需要机械力搅拌才能使气液混合，节省能耗。 
该旋涡式气体分布器随着窑气流量的增大而强化气液混合效果，避免了一般的搅拌式反应器随着窑气流量增大而降低混合效果的现象，从而使气体吸收更完全，碳化的粒子更均匀。 
使用本实用新型节能型碳化反应器，在常温下添加一定量的晶型控制剂，不需机械搅拌就能合成粒径分布均匀的纳米碳酸钙产品。 
附图说明
图1中：1-碳化器壳体；2-壳体内有档板；3-旋涡式气体分布器；4-气体喷嘴；5-窑气进气管；6-浆料出口管；7-浆料进口管。 
图2为旋涡式气体分布器俯视图。 
具体实施方式
实施例1 
如图1所示：反应器直径2.0米，高6.5米，反应器内装有6个档板，每个档板宽0.12米，旋涡式气体分布器直径为1.3米，其中装有4个气体喷嘴，喷嘴的直径为5公分。 
在实际生产时，把15立方米质量浓度为9.0％的氢氧化钙浆料注入反应器内，氢氧化钙浆料在反应器内的高度为5米。在反应前加入晶型控制剂蔗糖9公斤和柠檬酸9公斤，加入量分别是生成碳酸钙量的0.5％。采用压力为78Kpa的罗茨风机，将窑气压缩进入反应器，控制窑气的流量为每分钟10立方米，窑气中二氧化碳的体积含量为26-30％。随着窑气从气体喷嘴中快速喷射，带动反应器内的浆料旋转并与气体快速混合进行碳化，碳化的起始温度为28℃，碳化2小时30分后，浆料的pH值降为6.9，即为碳化的终点，终点温度为57℃。取碳化后的浆料在电镜上测得碳酸钙的粒径为70-110纳米，粒径分布均匀，分散性好，无团聚现象。 
实施例2 
按实施1相同的方法，控制窑气的流量为每分钟8立方米，窑气中二氧化碳的体积含量为26-30％。随着窑气从气体喷嘴中快速喷射，带动反应器内的浆料旋转并与气体快速混合进行碳化，碳化的起始温度为28℃，碳化3小时10分后，浆料的pH值降为6.9，即为碳化的终点，终点温度为55℃。取碳化后的浆料在电镜上测得碳酸钙的粒径为70-110纳米，粒径分布均匀，分散性好，无团聚现象。 
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范 围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。 

Claims (4)

1.一种节能型生产纳米碳酸钙的碳化反应器，其特征在于结构中包括反应器壳体(1)，在壳体内有档板(2)，在反应器的底部装有旋涡式气体分布器(3)及气体喷嘴(4)，在旋涡式气体分布器的下方有窑气进气管(5)，在反应器的下部有碳酸钙浆料出口管(6)及上部的氢氧化钙浆料进口管(7)。
2.根据权利要求1所述一种节能型生产纳米碳酸钙的碳化反应器，其特征是：所述旋涡式气体分布器(3)直径大小为反应器直径的2/3～1/2，由3～6个喷嘴射气管以一定弧度倾斜组成。
3.根据权利要求1所述一种节能型生产纳米碳酸钙的碳化反应器，其特征是：旋涡式气体分布器安装在反应器的底部上方20～40公分处。
4.根据权利要求1所述一种节能型生产纳米碳酸钙的碳化反应器，其特征是：反应器的四周装有4-6个纵向档板。 
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