CN215586475U - 改进型碳化塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种改进型碳化塔，涉及纳米碳酸钙生产设备技术领域，包括塔体，塔体上设置有进浆口、排浆口和进气口，进气口内设置有进气管道，进气管道延伸入塔体内部，进气管道上设置有出气口，塔体内部还设置有水冷夹套和搅拌装置，搅拌装置包括转动安装在塔体顶部的搅拌轴，搅拌轴上连接有驱动装置，搅拌轴延伸入塔体内部的一端上设置有搅拌桨，出气口位于搅拌桨下部。本实用新型通过设置水冷夹套，从而可以很好的控制碳化还原反映温度，利于晶型形成，而且能快速高效的对碳化塔进行散热，提高设备使用寿命；在出气口上方设置搅拌装置，搅拌装置既可以对浆液进行搅拌，有利于浆液与气体的充分混合，提高了反应的效果。

Description

改进型碳化塔

技术领域

本实用新型涉及纳米碳酸钙生产设备技术领域，特别涉及一种改进型碳化塔。

背景技术

纳米碳酸钙，又名：超细碳酸钙，广泛应用于橡胶、塑料造纸、化学建材、油墨、涂料、密封胶与粘结剂等行业。纳米碳酸钙的粒径很小，用物理方法生产很困难，特别是物理方法不能制备高活性晶形，所以生产纳米碳酸钙均采用化学方法碳化法来生产。碳化法是将精选的石灰石矿石煅烧，得到氧化钙和窑气，使氧化钙消化，并将生成的悬浮氢氧化钙在高剪切力作用下粉碎，多级旋液分离除去颗粒及杂质，得到一定浓度的精制的氢氧化钙悬浮液；通入二氧化碳气体，碳化至终点，得到要求晶形的碳酸钙浆液；进行脱水、干燥、表面外理，得到所要求的碳酸钙产品。

碳化法需要有碳化塔，目前常用的碳化塔主要包括三类，即搅拌式碳化塔、连续喷雾碳化塔和超重力合成碳化塔。其中，搅拌式碳化塔也称釜式碳化法，是在持续搅拌的条件下通过控制反应温度、浓度、搅拌速度和反应时间等条件完成碳化反应，反应较均匀，国内生产厂家普遍采用这种设备。但是目前的生产设备存在以下问题：1、碳化反应过程需要释放大量热量，所以导致浆液温度控制不理想，从而影响碳化反应速度和反应效果；2、浆液搅拌不均匀，反应效果差。

发明内容

针对以上缺陷，本实用新型的目的是提供一种改进型碳化塔，此改进型碳化塔可以控制碳化还原反应温度，利于晶体形成，而且浆液搅拌均匀，利于碳化反应的气液固三相交互稳定的完成，对于工艺控制和产值质量稳定有极大的改善。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种改进型碳化塔，包括塔体，所述塔体上设置有进浆口、排浆口和进气口，所述进气口内设置有进气管道，所述进气管道延伸入所述塔体内部，所述进气管道上设置有出气口，所述塔体内部还设置有水冷夹套和搅拌装置，所述搅拌装置包括延伸入所述塔体内部的搅拌轴，所述搅拌轴位于所述塔体外部的一端上连接有驱动装置，所述搅拌轴延伸入所述塔体内部的一端上设置有搅拌桨，所述出气口位于所述搅拌桨下部。

其中，所述出气口上设置有帽型发散器。

其中，所述搅拌桨倾斜向下设置。

其中，所述搅拌桨表面上均匀设置有尖刺。

其中，所述水冷夹套为桶状，所述水冷夹套外侧壁与所述塔体侧壁存在过流通道，所述搅拌轴贯穿所述水冷夹套内腔，所述搅拌桨和所述出气口均位于所述水冷夹套内腔内。

其中，所述搅拌桨分为上搅拌桨和下搅拌桨，所述上搅拌桨位于所述水冷夹套内腔内，所述下搅拌桨位于所述塔体底部。

其中，所述进浆口内设置有进浆管，所述进浆管上设置有进浆头，所述进浆头为伞状喷头。

其中，所述进气管道包括弧形管，所述弧形管环绕所述水冷夹套内腔侧壁设置，所述弧形管上连接有进气管，所述弧形管上均匀设置有若干出气口。

其中，所述出气口的出气方向倾斜向上，倾斜方向与所述搅拌桨的旋转方向一致。

其中，所述搅拌轴上位于所述上搅拌桨上方设置有旋转桨叶。

采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：

由于本实用新型改进型碳化塔包括塔体，塔体上设置有进浆口、排浆口和进气口，进气口内设置有进气管道，进气管道延伸入塔体内部，进气管道上设置有出气口，塔体内部还设置有水冷夹套和搅拌装置，搅拌装置包括延伸入塔体内部的搅拌轴，搅拌轴位于塔体外部的一端上连接有驱动装置，搅拌轴延伸入塔体内部的一端上设置有搅拌桨，出气口位于搅拌桨下部。本实用新型通过在塔体内设置水冷夹套，通过水冷夹套对浆液进行温度控制，从而可以很好的控制碳化还原反应温度，利于晶体形成，而且能快速高效的对碳化塔进行散热，提高设备使用寿命；搅拌装置既可以对浆液进行搅拌，有利于浆液与气体的充分混合，也可以对出气口排出气体进行有效的切割，使气泡粒径更小，大大提高了反应的效果。

由于水冷夹套为桶状，水冷夹套外侧壁与塔体侧壁存在过流通道，搅拌轴贯穿水冷夹套内腔，搅拌桨和出气口位于水冷夹套内腔内，通过在水冷夹套内部设置搅拌桨和出气口，水冷夹套的内腔作为反应的第一内腔，小体积的反应空间，大大提高了浆液与二氧化碳充分混合，提高了二氧化碳和浆液的碰撞几率，使反应更充分和彻底，提高转化效率；水冷夹套内腔和外部的过流通道形成内循环，从而延长了反应路线和反应时间，大大提高了转化率。

由于搅拌桨倾斜向下设置，从而可以延长二氧化碳气泡与搅拌桨的接触面积，使搅拌桨对二氧化碳气泡的剪切效果更好，气泡分散程度高，而且倾斜向下的搅拌桨可以产生更大的搅拌动力，使浆液搅拌效果更好。

由于搅拌桨表面上均匀设置有尖刺，尖刺有利于二氧化碳气泡的剪切打散，有利于气泡的扩散。

由于搅拌桨分为上搅拌桨和下搅拌桨，上搅拌桨位于水冷夹套内腔，下搅拌桨位于塔体底部，上搅拌参与内循环，下搅拌桨防止反应后的碳酸钙沉淀，从而防止沉淀的碳酸颗粒排出困难，从而减少了设备清理的难度和碳酸钙颗粒的流失。

由于进浆口内设置有进浆管，进浆管上设置有进浆头，进浆头为伞状喷头，伞状喷头可以将进浆的浆液喷淋进入，可以使提高浆液与二氧化碳的接触面积，从而使部分浆液在下落过程中就与空气中的二氧化碳进行接触反应，提高反应效率。

由于出气口的出气方向倾斜向上，倾斜方向与搅拌桨的旋转方向一致，从而加快了水流的旋转流速，并加速了内循环的效率。

由于搅拌轴上位于上搅拌桨上方设置有旋转桨叶，从而加速了内循环的效率。

综上所述，本实用新型改进型碳化塔解决了现有技术中碳化塔反应温度不容易控制，搅拌反应不充分的技术问题，本实用新型通过设置水冷夹套和搅拌装置大大提高了反应效果和反映效率。

附图说明

图1是本实用新型改进型碳化塔实施例一的结构示意图；

图2是本实用新型改进型碳化塔实施例二的结构示意图；

图3是图2中进气管道的结构示意图；

图中：10、塔体，11、出水口，12、进水口，13、进浆口，14、排气口，15、进气口，16、进浆管，161、进浆头，17、排浆口，171、电控阀门，20、搅拌装置，21、驱动装置，22、搅拌轴，24、搅拌桨，241、尖刺，242、上搅拌桨，243、下搅拌桨，25、旋转桨叶，30、水冷夹套，31、出水管，32、进水管，40、进气管道，41、进气管，42、弧形管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本实用新型。

本说明书中涉及到的方位均以附图所示方位为准，仅代表相对的位置关系，不代表绝对的位置关系。

实施例一：

如图1所示，一种改进型碳化塔，包括塔体10，塔体10上设置有进浆口13、排浆口17、进气口15、排气口14、进水口12、出水口11。其中，进浆口13位于塔体10顶部，进浆口13内设置有进浆管16，进浆管16上设有第一流量控制阀（图中未示出），进浆管16一端贯穿塔体10侧壁固定安装有进浆头161，进浆头161为伞状喷头。排浆口17位于塔体10底部，排浆口17与塔体10接触处设有电控阀门171。进气口15位于塔体10底部，进气口15内设置有进气管道40，进气管道40从外部延伸入塔体10内部。进气管道40位于塔体10内部的管路上设置有出气口，出气口向塔体10内部浆液中排放二氧化碳，出气口上设置有帽型发散器。进气管道40上设置有第二流量控制阀（图中未示出）。塔体10内部还设置有温度传感器（图中未示出），可以随时测量塔体10内部的反应温度。

如图1所示，塔体10内部还设置有水冷夹套30和搅拌装置20，水冷夹套30为桶状，水冷夹套30外侧壁与塔体10内侧壁存在过流通道，水冷夹套30悬空固定安装在塔体10内腔中，可以通过上部吊装，也可以通过安装架固定在塔体10内部侧壁，此固定安装方式本实施例对此不作限制。塔体10侧壁上设置有进水口12和出水口11，进水口12内设置有进水管32，出水口11内设置有出水管31，进水管32和出水管31分别为水冷夹套30提供进水冷却水和出水冷却水。

如图1所示，塔体10顶部中央位置设置有排气口14，排气口14可以排出多余的二氧化碳气体。塔体10上还安装有搅拌装置20，搅拌装置20包括搅拌轴22，搅拌轴22贯穿排气口14，搅拌轴22伸出排气口14的一端上连接有驱动装置21，本实施例优选驱动装置21为电机和减速器驱动，实际设计中还可以采用其他驱动结构，本实施例对此不作限制。搅拌轴22延伸入塔体10内部的一端贯穿水冷夹套30内腔，搅拌轴22伸出水冷夹套30内腔的一端上连接有连接套，连接套上固定有横向延伸的搅拌桨24。搅拌桨24位于帽型发散器上方，可以对从帽型发散器散发出的气体进行剪切，也可以对浆液进行高速剪切搅拌，使得碳化反应的气液固三相交互能更稳定的完成，对于工艺控制和产值质量稳定有极大的改善。搅拌桨24倾斜向下设置有倾斜角，倾斜向下设置的搅拌桨24，可以增大与浆液的接触面积，使浆液搅拌力度更大，搅拌效果更好。搅拌桨24表面上均匀设置有尖刺241。

实施例二：

实施例一与实施例二结构和工作原理基本相同，不同之处在于，搅拌装置20和进气管道40结构略有不同。

如图2所示，搅拌装置20的搅拌轴22上分别设置有两个搅拌桨，分别为上搅拌桨242和下搅拌桨243，上搅拌桨242位于水冷夹套30内腔，下搅拌桨243位于塔体10底部区域。进气口15位于塔体10侧壁上，进气管道40位于上搅拌桨242和下搅拌桨243之间，进气管道40延伸入水冷夹套30内腔中，从而出气口位于水冷夹套30内腔。

如图2和图3共同所示，进气管道40包括弧形管42，弧形管42环绕水冷夹套30内腔侧壁设置，弧形管42与水冷夹套30侧壁的固定方式可以采用吊装或是在水冷夹套30侧壁上设置安装孔，通过安装孔安装固定。弧形管42上连接有进气管41，进气管41连通外部气源。弧形管42上均匀设置有若干出气口，出气口上设置有帽型发散器，帽型发散器防止出气口被堵塞。出气口的出气方向倾斜向上，倾斜方向与搅拌桨的旋转方向一致。搅拌轴22上位于上搅拌桨242上方设置有旋转桨叶25，从而提高了内循环的效率。

如图1所示，本实用新型改进型碳化塔的工作流程如下：

第一步、氢氧化钙溶液从进浆口13进入到塔体10内，部分溶液在下落过程中与二氧化碳气体发生反应。

第二步、剩余的溶液进入到塔体10内腔，搅拌装置20不停的搅拌，同时进气管道40不停地往浆液中通入二氧化碳气体，溶液和二氧化碳不停的反应。

第三步、水冷夹套30对反应的浆液进行降温。

第四步、到达反应时间后，电控阀门171打开，排出反应后纳米碳酸钙浆液。

本实用新型改进型碳化塔可以有效的控制反应温度，而且浆液搅拌均匀，反应效率和反应效果好。

本实用新型不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所做出的种种变换，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种改进型碳化塔，包括塔体，所述塔体上设置有进浆口、排浆口和进气口，所述进气口内设置有进气管道，所述进气管道延伸入所述塔体内部，所述进气管道上设置有出气口，其特征在于，所述塔体内部还设置有水冷夹套和搅拌装置，所述搅拌装置包括延伸入所述塔体内部的搅拌轴，所述搅拌轴位于所述塔体外部的一端上连接有驱动装置，所述搅拌轴延伸入所述塔体内部的一端上设置有搅拌桨，所述出气口位于所述搅拌桨下部。

2.根据权利要求1所述的一种改进型碳化塔，其特征在于，所述出气口上设置有帽型发散器。

3.根据权利要求1所述的一种改进型碳化塔，其特征在于，所述搅拌桨倾斜向下设置。

4.根据权利要求1所述的一种改进型碳化塔，其特征在于，所述搅拌桨表面上均匀设置有尖刺。

5.根据权利要求1所述的一种改进型碳化塔，其特征在于，所述水冷夹套为桶状，所述水冷夹套外侧壁与所述塔体侧壁存在过流通道，所述搅拌轴贯穿所述水冷夹套内腔，所述搅拌桨和所述出气口均位于所述水冷夹套内腔内。

6.根据权利要求5所述的一种改进型碳化塔，其特征在于，所述搅拌桨分为上搅拌桨和下搅拌桨，所述上搅拌桨位于所述水冷夹套内腔内，所述下搅拌桨位于所述塔体底部。

7.根据权利要求1所述的一种改进型碳化塔，其特征在于，所述进浆口内设置有进浆管，所述进浆管上设置有进浆头，所述进浆头为伞状喷头。

8.根据权利要求1所述的一种改进型碳化塔，其特征在于，所述进气管道包括弧形管，所述弧形管环绕所述水冷夹套内腔侧壁设置，所述弧形管上连接有进气管，所述弧形管上均匀设置有若干出气口。

9.根据权利要求7所述的一种改进型碳化塔，其特征在于，所述出气口的出气方向倾斜向上，倾斜方向与所述搅拌桨的旋转方向一致。

10.根据权利要求6所述的一种改进型碳化塔，其特征在于，所述搅拌轴上位于所述上搅拌桨上方设置有旋转桨叶。

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