CN214693916U

CN214693916U - 一种用于高孔隙率氢氧化钙生产的干法高温消化反应装置

Info

Publication number: CN214693916U
Application number: CN202120285221.3U
Authority: CN
Inventors: 田伟
Original assignee: Zhejiang Tianshi Nano Tech Co ltd
Current assignee: Zhejiang Tianshi Nano Tech Co ltd
Priority date: 2021-02-01
Filing date: 2021-02-01
Publication date: 2021-11-12
Anticipated expiration: 2031-02-01

Abstract

本实用新型公开了一种用于高孔隙率氢氧化钙生产的干法高温消化反应装置，包括反应釜，反应釜内设有搅拌装置，反应釜为密封容器，连通有蒸汽导管，蒸汽导管上设有阀门。本实用新型的有益效果是：提供了正压环境，采用了单级工艺，防止了粉体的反复挤压，提高了氢氧化钙粉体的比表面和空隙率。

Description

一种用于高孔隙率氢氧化钙生产的干法高温消化反应装置

技术领域

本实用新型涉及无机粉体生产设备领域，具体是一种用于高孔隙率氢氧化钙生产的干法高温消化反应装置。

背景技术

氢氧化钙作为一种强碱性无机产品，广泛应用于工业酸性废水处理、烟道气脱硫脱氯等领域，其孔隙率的大小直接影响着其最终的应用表现。氢氧化钙的工业生产主要采取氧化钙消化工艺，即氧化钙与水在不同条件下发生水合反应生成氢氧化钙。消化工艺根据反应固液比可分为干法消化以及湿法消化，其中干法消化固液比一般大于2.5，反应放热剧烈，常采用负压操作，消化反应终点即可得到氢氧化钙干粉，具有工艺流程短，生产效率高，物料利用率高等优点。而湿法消化固液比一般小于0.2，反应过程温和，一般常压操作，消化反应终点得到的是氢氧化钙浆液，需要继续进行精制除杂、固液分离、脱水干燥等工序才能得到氢氧化钙粉体，其优势主要是消化完全、杂质剔除彻底、纯度高以及氧化钙包裹少。从行业技术发展和安全环保等角度看，干法工艺具有很多先天优势，而逐步成为氢氧化钙生产的主流工艺，其工艺核心装备是干法消化器，其结构特点和工作模式直接决定着氢氧化钙粉体的性能和品质。中国专利文献CN109809715A于2019年5月28日公开了“高孔隙率氢氧化钙的制备方法”，包括以下步骤：（1）高温煅烧处理；（2）氧化钙石块的破碎筛选；（3）消化反应；（4）过滤、脱水处理；（5）烘干干燥；（6）筛选过滤处理。本发明最大的特征是通过大幅提高消化用水的温度至85~100℃，提高物料消化温度至145~155℃，让物料在高温消化状态下，充分膨胀；粉体内部孔径内的水份快速蒸发-膨胀--气化，作为造孔剂，大幅提高粉体内部的孔隙率和孔径。在原有高比表面积的基础上，通过提高粉体内部微孔的孔径，减小了固液反应过程中的液体难以浸润到粉体内部，导致反应速率慢和反应不彻底等世界性难题。类似的现有干法消化反应器一般都采取负压操作，且采取多级分布式消化反应模式，反应物、中间产物及产品混合杂糅在一起反复挤压，所得氢氧化钙粉体的比表面小、孔隙率低，无法满足需要高吸附特性的应用场景，因此制约着其产品应用档次和经济效益的提高。

发明内容

基于以上问题，本实用新型提供一种用于高孔隙率氢氧化钙生产的干法高温消化反应装置，提供了正压环境，采用了单级工艺，防止了粉体的反复挤压，提高了氢氧化钙粉体的比表面和空隙率。

为了实现发明目的，本实用新型采用如下技术方案：一种用于高孔隙率氢氧化钙生产的干法高温消化反应装置，包括反应釜，反应釜内设有搅拌装置，反应釜为密封容器，连通有蒸汽导管，蒸汽导管上设有阀门。

本技术方案设计的用于高孔隙率氢氧化钙生产的干法高温消化反应装置，包括一个反应釜，参与消化反应的氧化钙和消化液、催化剂、添加剂等均置于反应釜内进行反应。反应釜是一个密封容器，进料口、出料口等在反应时均处于封闭状态。反应釜连接有蒸汽导管，用来排出消化反应产生的大量蒸汽。蒸汽导管的下端开口通常会设置在反应釜的上部，以方便蒸汽的进入。蒸汽导管的上端可以直接向大气排放，也可以导通至预设区域以方便余热利用等。蒸汽导管上设有阀门，因此在阀门开启之前，密封的反应釜内进行消化反应，会产生正压。在正压环境下，消化液可以加速向粉体内部渗透，有助于氧化钙的充分消化，尤其是有助于提高氢氧化钙粉体的比表面和空隙率。同时，封闭的反应釜内可以形成较高的环境温度，也有助于提高氢氧化钙粉体的比表面和空隙率。应当注意，反应釜内的压力值应当处于合适范围内，必要时可以开启阀门进行减压，兼顾安全生产和产品质量。

作为优选，所述阀门为泄压阀。使用限压阀，可以设定压力值，反应釜内压力超标后泄压阀即可自动开启泄压阀，压力回落至设定范围内时，泄压阀重新闭合，保持合适的生产压力环境。

作为优选，还设有消化液预热罐，蒸汽导管的下游端导通至消化液预热罐内；消化液预热罐通过消化液导管导通至反应釜内；消化液导管上设有液压泵。本方案设计将蒸汽导管的下游端导入消化液预热罐内，对预存在消化液预热罐内的消化液进行预热。这样可以充分利用余热，提高消化液的初始温度，加速消化反应的速度，还可以将随水蒸气带出反应釜的催化剂、添加剂等回收再利用，降低了生产成本，也可以消除蒸汽在大气中排放导致的白烟。

作为优选，所述搅拌装置包括搅拌电机和搅拌器；搅拌器包括纵向设置的搅拌器主轴，搅拌器主轴上固定有横桨，横桨的长度方向沿水平向延伸，横桨的截面形状为流线型或菱形。搅拌的作用是提高粉体的反应均匀程度。横桨的截面形状为流线型或菱形，旋转时与粉体碰撞时的阻力最小，最大程度的减少了搅拌过程对粉体的挤压作用，有助于提高了氢氧化钙粉体的比表面和空隙率。

作为优选，所述纵桨的截面形状的圆形的直径不大于55mm。

作为优选，所述搅拌电机为变频电机。使用变频电机，可以有效的调节转速，以充分适应反应的不同阶段。

综上所述，本实用新型的有益效果是：提供了正压环境，采用了单级工艺，防止了粉体的反复挤压，提高了氢氧化钙粉体的比表面和空隙率。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是搅拌器的正视图。

图3是图2的俯视图。

图4是图2的侧视图。

其中：1反应釜，11进料口，12出料口，13温度压力表，2搅拌电机，3搅拌器，31搅拌器主轴，32横桨，33纵桨，4消化液预热罐，5蒸汽导管，51阀门，6消化液导管，61液压泵，7消化液添加管。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。

实施例为一种用于高孔隙率氢氧化钙生产的干法高温消化反应装置，主要应用在制备某规格的高端氢氧化钙粉体工艺上。

如图1所示，本例的用于高孔隙率氢氧化钙生产的干法高温消化反应装置，包括用于消化反应的反应釜1，反应釜1为一个密闭的圆柱体，上方侧边设置有进料口11，下方侧边设置有出料口12，侧壁上安装有温度压力表13。在消化反应时，进料口11和出料口12等均处于关闭状态。反应釜1下方设有搅拌电机2，搅拌电机2动力连接设于反应釜内的搅拌器3。反应釜1上方连接有蒸汽导管5。蒸汽导管5下端连接反应釜1，上端右拐后连接至消化液预热罐4内。蒸汽导管5上安装有阀门51，本例选择的是泄压阀。消化液预热罐4用于贮存消化液，有单独的消化液添加管7从其它供应点为消化液预热罐4注入调配好的消化液。消化液预热罐4通过消化液导管6连接反应釜1，用来向反应釜1供应消化液。消化液导管6上设有液压泵61。

如图2、图3、图4所示，本例的搅拌器3包括竖直向设置的搅拌器主轴31，搅拌器主轴31直径100mm。搅拌器主轴31上安装有横桨32。横桨32的长度方向沿水平向延伸，截面形状为左右两端尖锐、上下两面为水平面的六面菱形。在横桨32上还轴对称的设置有6个纵桨33。纵桨33的截面形状为圆形，贯通的设置在横桨32上。单侧的三根纵桨33以低、高、低的布局方式排列。纵桨33截面形状为圆形的直径为55mm，长度60cm。

本例的用于高孔隙率氢氧化钙生产的干法高温消化反应装置，使用时从进料口11向反应釜1内投入氧化钙，然后闭合进料口11，通过消化液导管6和液压泵61从消化液预热罐4向反应釜1内通入适量消化液，即产生消化反应。消化反应期间产生大量高温水蒸气，使反应釜1内形成高温的正压环境。如果压力超标，高温水蒸气会冲开泄压阀，通过蒸汽导管5进入消化液预热罐4，对贮存的消化液进行预加热，可以有效的利用余热，加快反应速度，减少催化剂、添加剂的浪费。消化反应的同时，搅拌器3对反应的粉体进行搅拌，确保反应均匀。由于横桨32和纵桨33的截面形状均为小阻力设计，因此可以最大限度的减少对粉体的挤压，有助于提高氢氧化钙粉体的比表面和空隙率。反应完毕的成品从出料口12排出。

Claims

1.一种用于高孔隙率氢氧化钙生产的干法高温消化反应装置，包括反应釜（1），反应釜（1）内设有搅拌装置，其特征是，反应釜（1）为密封容器，连通有蒸汽导管（5），蒸汽导管（5）上设有阀门（51）。

2.根据权利要求1所述的一种用于高孔隙率氢氧化钙生产的干法高温消化反应装置，其特征是，所述阀门（51）为泄压阀。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于高孔隙率氢氧化钙生产的干法高温消化反应装置，其特征是，还设有消化液预热罐（4），蒸汽导管（5）的下游端导通至消化液预热罐（4）内；消化液预热罐（4）通过消化液导管（6）导通至反应釜（1）内；消化液导管（6）上设有液压泵（61）。

4.根据权利要求1或2所述的一种用于高孔隙率氢氧化钙生产的干法高温消化反应装置，其特征是，所述搅拌装置包括搅拌电机（2）和搅拌器（3）；搅拌器包括纵向设置的搅拌器主轴（31），搅拌器主轴（31）上固定有横桨（32），横桨（32）的长度方向沿水平向延伸，横桨（32）的截面形状为流线型或菱形。

5.根据权利要求4所述的一种用于高孔隙率氢氧化钙生产的干法高温消化反应装置，其特征是，横桨（32）上固定有纵桨（33），纵桨（33）的长度方向沿竖直向延伸，纵桨（33）的截面形状为圆形。

6.根据权利要求5所述的一种用于高孔隙率氢氧化钙生产的干法高温消化反应装置，其特征是，所述纵桨（33）的截面形状的圆形的直径不大于55mm。

7.根据权利要求4所述的一种用于高孔隙率氢氧化钙生产的干法高温消化反应装置，其特征是，所述搅拌电机（2）为变频电机。