CN217221483U - 一种沉淀碳酸钙的碳化反应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种沉淀碳酸钙的碳化反应装置，包括搅拌碳化釜、喷射混合器、料浆加压泵；搅拌碳化釜包含搅拌系统、料浆进料口、pH值探头、采样口、循环出料口、循环进料口、出料口；喷射混合器包含有射流头、进气口、进气腔、缩径部、扩容腔；搅拌碳化釜循环出料口通过管道与所述料浆加压泵连接，料浆加压泵通过管道与喷射混合器射流头端连接，喷射混合器扩容腔出口通过管道与搅拌碳化釜循环进料口连接。在碳化反应过程中，氢氧化钙料浆经过循环反应，在射流混合器中与窑气得到充分的混合，在搅拌碳化釜中得到充分的反应，配以工艺条件和晶型控制剂的控制，使得沉淀碳酸钙的制备工艺条件变得易于控制且操作更为简单，易于获得预期的碳酸钙粒径和粒型。

Description

一种沉淀碳酸钙的碳化反应装置

技术领域

本实用新型涉及一种碳酸钙产品的生产装置，尤其涉及一种沉淀碳酸钙的碳化反应装置。

背景技术

碳酸钙粉体是一种重要的无机化工产品，凭借优异独特的物理化学性质且来源广泛、价格低廉的优势，已发展成为应用最广、用量最大的无机非金属矿物粉体材料，在我国的工业体系中占据非常重要的位置，广泛应用于橡塑、造纸、涂料、建材、日用化学品等领域。碳酸钙粉体根据制备方式的不一样，又可分为物理法获得的重质碳酸钙和化学法获得的沉淀碳酸钙，重质碳酸钙通过物理研磨获得，其粒径分布和颗粒形状不可控，而化学法获得的沉淀碳酸钙由于可控制其粒径粒型，因而受到了广泛的关注和应用。

碳化法是化学制备沉淀碳酸钙产品的常用方法，通过煅烧石灰石得到氧化钙和含二氧化碳的窑气，将氧化钙和水按一定比例进行消化，得到氢氧化钙反应浆料，然后通入净化后的窑气，碳化反应生成碳酸钙沉淀物，再脱水、干燥、破碎得到沉淀碳酸钙产品。碳化反应是沉淀碳酸钙生产过程中最为关键的工艺步骤，对反应条件的控制决定了产品的粒径大小、分布与颗粒形状，而目前的间歇式搅拌碳化法、超重力法、多级喷雾碳化法等要么难以实现沉淀碳酸钙的粒径控制，要么设备投资大、技术较复杂、操作难度大、能耗大，需要一种能够实现窑气与氢氧化钙料浆充分混合，且易于操作，工艺条件较易控制的碳化装置，来优化沉淀碳酸钙的生产制备工艺过程，从而简便地控制产品粒径大小、分布与颗粒形状，获得高品质的沉淀碳酸钙产品。

实用新型内容

因此，为了解决上述不足，本实用新型在此提供一种沉淀碳酸钙的碳化反应装置。其采用喷射混合的方式将窑气与氢氧化钙料浆进行充分混合并形成碳酸钙晶核，进一步在搅拌条件下使得料浆与窑气继续反应，同时将料浆进行循环，不断通过喷射混合的方式吸入窑气，由此完成料浆与窑气的反应。

本实用新型是这样实现的，构造一种沉淀碳酸钙的碳化反应装置，其特征在于：包括搅拌碳化釜、喷射混合器以及料浆加压泵；

所述搅拌碳化釜包含搅拌系统、料浆进料口、pH值探头、采样口、循环出料口、循环进料口、出料口；所述搅拌系统置于搅拌碳化釜中心部位，对应的搅拌桨置于搅拌碳化釜底部和中部，用于碳化反应搅拌；所述料浆进料口位于搅拌碳化釜上部，用于氢氧化钙料浆进料；所述pH值探头设置于碳化搅拌釜上部并延申入搅拌碳化釜内，探头与内部的料浆接触，用于监测料浆的pH值；所述采样口位于搅拌碳化釜下部，用于反应过程中料浆采样分析；所述循环出料口、循环进料口各位于搅拌碳化釜的底部与上部，用于料浆循环进出，其中循环进料口向下延申至搅拌碳化釜中部；

所述喷射混合器包含有射流头、进气口、进气腔、缩径部、扩容腔；所述射流头设有朝向缩径部的喷口，所述进气口内径大于所述缩径部，所述扩容腔一端与缩径部相连，另一端连接出口，扩容腔内径由缩径部至出口逐渐增大。

根据本实用新型所述一种沉淀碳酸钙的碳化反应装置，其特征在于：所述出料口设置于搅拌碳化釜底部，用于反应结束后的料浆出料。

根据本实用新型所述一种沉淀碳酸钙的碳化反应装置，其特征在于：所述搅拌碳化釜的循环出料口通过管道与所述料浆加压泵连接，料浆加压泵通过管道与喷射混合器射流头端连接，喷射混合器扩容腔出口通过管道与所述搅拌碳化釜循环进料口连接。

本实用新型具有如下优点：本实用新型的碳化反应装置适合于需要进行粒径和控制的沉淀碳酸钙生产过程；在射流混合器中，经料浆加压泵泵来的料浆经射流头高速通过缩径部产生负压，窑气被缩径部内的负压抽入，吸入的窑气在负压和高速射流的共同作用下，以细小气泡的形式与料浆实现充分的剪切与分散，由于充分的混合，在此过程中氢氧化钙与二氧化碳反应形成大量的碳酸钙晶核。气液混合物排入搅拌碳化釜后，未反应的二氧化碳进一步在搅拌作用下与料浆反应，并在已形成的碳酸钙晶核上堆积成长，提升了窑气中二氧化碳的利用率。料浆经过反复的循环，在射流混合器中与窑气得到充分的混合，在搅拌碳化釜中得到充分的反应，由此，沉淀碳酸钙的反应过程易于控制，通过工艺条件和晶型控制剂的控制，可获得预期的碳酸钙粒径和粒型。同时，相对于超重力法、多级喷雾碳化法等碳化反应方式，本实用新型使得碳化反应工艺控制相对简单，成本也能得到控制。

附图说明

图1是本实用新型的沉淀碳酸钙的碳化反应装置的结构示意图；

其中：1、搅拌碳化釜，2、喷射混合器，3、料浆加压泵，4、搅拌系统，5、料浆进料口，6、pH值探头，7、采样口，8、循环出料口，9、循环进料口，10、出料口，11、射流头，12、进气口，13、进气腔，14、缩径部，15、扩容腔。

具体实施方式

下面将结合附图1对本实用新型进行详细说明，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型通过改进在此提供一种沉淀碳酸钙的碳化反应装置，如图1所示，可以按照如下方式予以实施；包括搅拌碳化釜1、喷射混合器2、料浆加压泵3。

本实用新型实施时；所述搅拌碳化釜1包含搅拌系统4、料浆进料口5、pH值探头6、采样口7、循环出料口8、循环进料口9、出料口10；所述搅拌系统4置于搅拌碳化釜1中心部位，搅拌桨置于搅拌碳化釜1底部和中部，用于碳化反应搅拌；所述料浆进料口5位于搅拌碳化釜1上部，用于氢氧化钙料浆进料；所述pH值探头6设置于碳化搅拌釜1上部并延申入搅拌碳化釜1内，探头与内部的料浆接触，用于监测料浆的pH值；所述采样口7位于搅拌碳化釜1下部，用于反应过程中料浆采样分析；所述循环出料口8、循环进料口9各位于搅拌碳化釜1的底部与上部，用于料浆循环进出，其中循环进料口9向下延申至搅拌碳化釜1中部；所述出料口10设置于搅拌碳化釜1底部，用于反应结束后的料浆出料。

本实用新型实施时；所述喷射混合器2包含有射流头11、进气口12、进气腔13、缩径部14、扩容腔15；所述射流头11设有朝向缩径部14的喷口，所述进气口12内径大于所述缩径部14，所述扩容腔15一端与缩径部14相连，另一端连接出口，扩容腔15内径由缩径部14至出口逐渐增大。

所述搅拌碳化釜1的循环出料口8通过管道与所述料浆加压泵3连接，料浆加压泵3通过管道与喷射混合器2射流头11端连接，喷射混合器2扩容腔15出口通过管道与所述搅拌碳化釜循环进料口9连接。

本实用新型的工作过程为：氢氧化钙料浆经料浆进料口4泵入搅拌碳化釜1，料浆达到一定量后停止进料，开启料浆加压泵3和搅拌系统4，喷射混合器2随后在高压料浆作用下开始工作。在射流混合器2中，经料浆加压泵3泵来的料浆经射流头11高速通过缩径部14产生负压，窑气被的负压抽入，吸入的窑气在负压和高速射流的共同作用下，以细小气泡的形式与料浆实现充分的剪切与分散，由于充分的混合，在此过程中氢氧化钙与二氧化碳反应形成大量的碳酸钙晶核。气液混合物排入搅拌碳化釜1后，未反应的二氧化碳进一步在搅拌作用下与料浆反应，并在已形成的碳酸钙晶核上堆积成长，提升了窑气中二氧化碳的利用率。料浆经过反复的循环，在射流混合器2中与窑气得到充分的混合，在搅拌碳化釜1中得到充分的反应，当从pH值探头6监测到一定pH时停止料浆加压泵3，获得的料浆产物通过出料口10排出进行脱水和干燥。本实用新型使得沉淀碳酸钙的反应过程易于控制，通过工艺条件和晶型控制剂的控制，可获得预期的碳酸钙粒径和粒型。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (3)

1.一种沉淀碳酸钙的碳化反应装置，其特征在于：包括搅拌碳化釜(1)、喷射混合器(2)以及料浆加压泵(3)；所述搅拌碳化釜(1)包含搅拌系统(4)、料浆进料口(5)、pH值探头(6)、采样口(7)、循环出料口(8)、循环进料口(9)、出料口(10)；所述搅拌系统(4)置于搅拌碳化釜(1)中心部位，对应的搅拌桨置于搅拌碳化釜(1)底部和中部，用于碳化反应搅拌；所述料浆进料口(5)位于搅拌碳化釜(1)上部，用于氢氧化钙料浆进料；所述pH值探头(6)设置于搅拌碳化釜(1)上部并延伸入搅拌碳化釜(1)内，探头与内部的料浆接触，用于监测料浆的pH值；所述采样口(7)位于搅拌碳化釜(1)下部，用于反应过程中料浆采样分析；所述循环出料口(8)、循环进料口(9)各位于搅拌碳化釜(1)的底部与上部，用于料浆循环进出，其中循环进料口(9)向下延申至搅拌碳化釜(1)中部；所述喷射混合器(2)包含有射流头(11)、进气口(12)、进气腔(13)、缩径部(14)、扩容腔(15)；所述射流头(11)设有朝向缩径部(14)的喷口，所述进气口(12)内径大于所述缩径部(14)，所述扩容腔(15)一端与缩径部(14)相连，另一端连接出口，扩容腔(15)内径由缩径部(14)至出口逐渐增大。

2.根据权利要求1所述一种沉淀碳酸钙的碳化反应装置，其特征在于：所述出料口(10)设置于搅拌碳化釜(1)底部，用于反应结束后的料浆出料。

3.根据权利要求1所述一种沉淀碳酸钙的碳化反应装置，其特征在于：所述搅拌碳化釜(1)的循环出料口(8)通过管道与所述料浆加压泵(3)连接，料浆加压泵(3)通过管道与喷射混合器(2)射流头(11)端连接，喷射混合器(2)扩容腔(15)出口通过管道与所述搅拌碳化釜循环进料口(9)连接。

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