CN204434303U - 一种微泡式超微细碳酸钙合成反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于化工领域，具体涉及一种微泡式超微细碳酸钙合成反应器。本实用新型的微泡式超微细碳酸钙合成反应器由传动电机、筒体、搅拌器、调温盘管、气体导管和气体分布器组成，其中气体分布器悬浮于筒体底部，包括一个环形管，在环形管上安装有若干个气体喷枪，所述的气体喷枪与环形管之间的角度可调，气喷枪内部设有螺旋形的破碎旋片，喷枪底部的进气口设有导流格栅板。本实用新型的微泡式超微细碳酸钙合成反应器不仅可以缩短反应时间，提高合成效率，降低生产成本，而且还可以使制备的产品质量更加均一。

Description

一种微泡式超微细碳酸钙合成反应器

技术领域

本实用新型属于化工领域，具体涉及一种微泡式超微细碳酸钙合成反应器。

背景技术

目前，超细微碳酸钙的生产主要有两种方法：一是物理研磨法，二是化学合成法。物料研磨法是将天然的碳酸钙矿石放在粉磨设备中进行研磨，使其粒度充分细化，从而制备出需要粒度的超微细碳酸钙产品；化学合成法是将含有氢氧化钙的乳液放入合成反应器中，再向乳液通入二氧化碳气体，并控制搅拌强度、乳液浓度、反应温度和晶体生长剂种类、用量等条件，使氢氧化钙乳液进行碳化，反应生成需要粒度的超微细碳酸钙产品。化学合成法因其制备过程可控性好、产品质量稳定、生产成本相对较低等优点，应用更加普遍。合成反应器是化学合成法的关键设备，在生产过程中，反应器内存在着固、液、气三相反应，因此反应气体在乳液中的分布状态对生产及产品有着重要的影响。目前，工业应用的合成反应器设计时一般都没有特别重视二氧化碳反应气分布问题，结果必然造成：（1）二氧化碳反应气以较大的气泡进入反应体系中，反应气不能与固液二相充分混合接触，造成反应速度慢，生产效率相对较低；（2）大气泡中的部分二氧化碳可能还没来得及与乳液发生反应就被排出反应器，造成二氧化碳反应气的浪费；（3）由于二氧化碳反应气分布的不均匀，造成反应器内各个部位反应的不均衡，产品质量不均一。改善和解决这个问题的关键，是在合成反应器设计制造时，同时设计安装一种微气泡发生器装置。

目前生产中使用的碳酸钙反应器有多种，如超重力反应器、高剪切反应器、普通搅拌反应器等，这些反应器的最大差别在于各自搅拌方式的不同，它们主要通过改变搅拌方式来改变碳酸钙合成时，体系的传质、传热特性，从而获得不同质量的碳酸钙产品。生产实践表明，碳酸钙合成过程中，反应气体CO₂的给入方式，对合成反应效率、体系的传质传热及产品质量，与搅拌方式一样产生重要的影响。因此设计一种搅拌装置和气体分布装置均先进、高效、合理的碳酸钙合成反应器对于超微细碳酸钙生产的优化意义重大。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种微泡式超微细碳酸钙合成反应器，目的是通过特别的气体分布结构改善CO₂气体分布的均匀性，从而提高化学法制备超微细碳酸钙的生产效率和产品质量。

本实用新型的微泡式超微细碳酸钙合成反应器由传动电机、筒体、搅拌器、调温盘管、气体导管和气体分布器组成；其中所述的搅拌器设置在筒体中央，并与筒体外的传动电机相连；所述的调温盘管设置在靠近筒体内壁的两侧；所述的气体导管插入筒体，气体导管的进气口在筒体外与外部的储气装置相连，出气口与气体分布器相连；

所述的气体分布器悬浮于筒体底部，其包括一个环形管，在环形管上安装有若干个气体喷枪，所述的气体喷枪与环形管之间的角度可调，喷枪内部设有螺旋形的破碎旋片，喷枪底部的进气口设有导流格栅板。

所述的搅拌器是猫式搅拌器、旋桨式搅拌器、桨式搅拌器、旋涡式搅拌器、推进式搅拌器、板框桨式搅拌器或剪切式搅拌器。

所述的气体喷枪与环形管之间为螺栓连接。

所述的破碎旋片由固定杆固定在气体喷枪枪体中央。

与现有技术相比，本发明的特点和有益效果是：

化学法生产超细微碳酸钙的过程存在如下化学反应：Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃+H₂O；

这个过程实质上是在氢氧化钙溶液中通入二氧化碳反应气，经过碳化反应同时控制碳化过程，制备出需要晶型和粒径的碳酸钙粉体。这种生产方法在合成过程中存在着固、液、气三相反应，而二氧化碳反应气在反应体系中的分散特性对于生产效率和生产产品的质量有着重要的影响。

本实用新型的微泡式超细微碳酸钙合成反应器，在气体输送室中设置一个气体分布器，当二氧化碳气体以一定的压力给入气体分布器时，由于气体分布器中设有气体导流格栅板及气体破碎旋片，二氧化碳气体首先被导流格栅切割成无数细小的气流束，而后这些气流束又在旋片的破碎作用下，形成大量的微气泡，微气泡以一定的速度喷射到反应乳液后，在反应器的搅拌装置的搅拌作用下充分、均匀的与反应乳液混合，由此实现了反应乳液和二氧化碳反应气的快速、均匀的反应。因为二氧化碳反应气是微泡的形态参与合成反应过程的，所以气-固、气-液相接触机会和接触面积都大大增加，一方面能够显著加快体系的反应进程，另一方面能够显著改善体系传质的均匀度。

本发明的微泡式超细微碳酸钙合成反应器不仅可以缩短反应时间，提高合成效率，降低生产成本，而且还可以使制备的产品质量更加均一。

附图说明

图1是本实用新型的微泡式超细微碳酸钙合成反应器的结构示意图；

图2是图1中的气体分布器的结构示意图；

图3是图2中的喷枪的结构示意图；

图4是图3的A-A剖面图；

其中：1：传动电机；2：筒体；3：搅拌器；4：调温盘管；5：气体分布器；6：气体导管；7：气体喷枪； 8：破碎旋片；9：导流格栅板。

具体实施方式

本实用新型的微泡式超细微碳酸钙合成反应器如图1~图4所示，由传动电机1、筒体2、搅拌器3、调温盘管4、气体分布器5和气体导管6组成；其中筒所述的搅拌器3设置在筒体2中央，并与筒体2外的传动电机1相连，所述的调温盘管4设置在靠近筒体内壁的两侧，所述的气体导管6插入筒体，气体导管6的进气口在筒体外与外部的储气装置相连，出气口与气体分布器5相连，所述的气体分布器5悬浮于筒体2底部，其包括一个环形管，在环形管上安装有若干个气体喷枪7，附图2中以6个为例进行说明，气体喷枪7与环形管之间为螺栓连接，二者之间的角度可调，气体喷枪7内部设有螺旋形的破碎旋片8，破碎旋片8由固定杆固定在气体喷枪7枪体中央，气体喷枪7底部的进气口设有导流格栅板9。

    当二氧化碳气体以一定的压力给入气体分布器5时，由于气体分布器5中设有气体导流格栅板9及气体破碎旋片8，二氧化碳气体首先被导流格栅板9切割成无数细小的气流束，而后这些气流束又在破碎旋片8的破碎作用下，形成大量的微气泡，微气泡以一定的速度喷射到反应乳液后，在反应器的搅拌器3的搅拌作用下充分、均匀的与反应乳液混合，由此实现了反应乳液和二氧化碳反应气的快速、均匀的反应。

Claims (4)

1.一种微泡式超微细碳酸钙合成反应器，其特征在于反应器由传动电机、筒体、搅拌器、调温盘管、气体导管和气体分布器组成；其中所述的搅拌器设置在筒体中央，并与筒体外的传动电机相连；所述的调温盘管设置在靠近筒体内壁的两侧；所述的气体导管插入筒体，气体导管的进气口在筒体外与外部的储气装置相连，出气口与气体分布器相连；

所述的气体分布器悬浮于筒体底部，其包括一个环形管，在环形管上安装有若干个气体喷枪，所述的气体喷枪与环形管之间的角度可调，喷枪内部设有螺旋形的破碎旋片，喷枪底部的进气口设有导流格栅板。

2.根据权利要求1所述的一种微泡式超微细碳酸钙合成反应器，其特征在于所述的搅拌器是猫式搅拌器、旋桨式搅拌器、桨式搅拌器、旋涡式搅拌器、推进式搅拌器、板框桨式搅拌器或剪切式搅拌器。

3.根据权利要求1所述的一种微泡式超微细碳酸钙合成反应器，其特征在于所述的气体喷枪与环形管之间为螺栓连接。

4.根据权利要求1所述的一种微泡式超微细碳酸钙合成反应器，其特征在于所述的破碎旋片由固定杆固定在气体喷枪枪体中央。