[發明專利]一種生產納米碳酸鈣的碳化器及方法

有效

• 申請號: 201210060076.4
• 申請日: 2012-03-02
• 公開（公告）號: CN102531017A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 潘志婷;晏華中;熊維湘;劉瓊艷;廖權;甘潔媛;馬躍東
• 申請（專利權）人: 連州市凱恩斯納米材料有限公司
• 主分類號: C01F11/18
• 分類號: C01F11/18;B82Y40/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 羅曉林;李志強

技術領域

本發明涉及一種生產納米碳酸鈣的設備，特別是涉及一種連續生產納米碳酸鈣的新型碳化反應器及方法。

背景技術

碳化反應是在一個氣、液、固三相反應體系中進行，其中涉及到氫氧化鈣固體的溶解、二氧化碳氣體吸收、碳酸鈣的沉淀以及碳酸鈣粒子成核生長過程。“碳化法”是目前國內外制備碳酸鈣中普遍采用的方法，氫氧化鈣和二氧化碳反應的碳化過程是最為關鍵的一個步驟。目前國內外比較成熟的碳化方法有四種：間歇鼓泡式碳化法、間歇攪拌式碳化法、連續噴霧碳化法和間歇超重力式碳化法。其中從成本方面看，前兩種方法低而后兩種方法高；從投資情況來看，也是前兩種方法低而后兩種方法高。所以國內外生產納米碳酸鈣多以前兩種方法為主，間歇鼓泡式碳化法、間歇攪拌式碳化法是將加有分散劑和晶型導向劑等添加劑的氫氧化鈣漿液制冷后通到裝有攪拌機或沒裝攪拌機的碳化塔里，從塔底通二氧化碳氣體，氫氧化鈣和二氧化碳反應生成碳酸鈣沉淀。由于氫氧化鈣和二氧化碳是氣液-固三相接觸的放熱反應，氣體分布不均勻、反應溫度不斷升高等因素影響碳酸鈣的晶體形態的變化。這兩種碳化方式的不足之處如下：1)生產的產品晶體結構不規整，同批生產的產品粒徑分布范圍廣；2)反應時間較長，二氧化碳利用率低；3)很難實現對碳化過程的全程監控，難實現自動控制；4)碳酸鈣成核和生長階段在同?碳化反應其中時行，很難控制碳酸鈣的粒徑，造成產品波動人。

發明內容

本發明需解決的問題是現有技術中碳酸鈣成核和生長階段沒分開，很難控制碳酸鈣的粒徑，造成產品波動人，對此設計一種連續生產、粒徑分布均勻、晶型規整、產品重現性好、碳化時間短、二氧化碳利用率高、碳酸鈣成核階段和生長階段分步控制而且可以監控整個碳化過程中每個質點的反應情況和反應程度的碳化器以及方法。

為了邊到上述目的，本發明采用的技術方案是：一種生產納米碳酸鈣的碳化器，包括氫氧化鈣調配池，與之連接的氫氧化鈣漿液存儲池，該碳化器還包括依次相互連接的一次碳化成核反應器、一次碳化生長反應器、一次碳化陳化池，二次碳化管式反應器以及碳酸鈣活化池，所述的一次碳化成核反應器與氫氧化鈣漿液存儲池的漿液輸出端連接。

所述的一次碳化成核反應器內設置有由上而下依次連接的漿液導入管、漿液碳化反應管以及排漿管；所述的漿液導入管的一端管口延伸至該反應器外通過管道與氫氧化鈣漿液存儲池的漿液輸出端連接。

所述的一次碳化生長反應器內設置有由上而下依次連接的漿液導入管、漿液碳化反應管以技排漿管；所述的漿液導入管的一端管口延伸至該反應器外通過管道與一次碳化成核反應器的排漿管連接，所述的排漿管通過管道與一次碳化陳化池的漿液輸入端連接。

所述的二次碳化管式反應器內設置有漿液碳化反應管，該漿液碳化反應管一端的管口延伸至該反應器外通過管道與一次碳化陳化池的漿液輸出端連接，另一端口于該反應器底部伸出連接到碳酸鈣活化池內。

所述的一次碳化成核反應器、一次碳化生長反應器以及二次碳化管式反應器內的漿液碳化反應管內設置有二氧化碳多孔反應管，該二氧化碳多孔反應管與設置于該反應器一側的二氧化碳輸入管連通。

所述的一次碳化成核反應器、一次碳化生長反應器以及二次碳化管式反應器內的二氧化碳多孔反應管設置有用于使二氧化碳與漿液接觸反應的孔。

進一步地，所述的一次碳化成核反應器、一次碳化生長反應器以及二次碳化管式反應器各反應器內的漿液導入管與漿液碳化反應管以及二氧化碳多孔反應管均為兩端連續無間斷的復弓形結構結構。

進一步地，所述的一次碳化成核反應器、一次碳化生長反應器內的排漿管的口徑為漿液碳化反應管的口徑的2倍。

一種利用上述碳化器生產納米碳酸鈣的方法，其步驟如下：

1)氫氧化鈣漿液的調制：

在氫氧化鈣調配池中調配好氫氧化鈣漿液的濃度，并在氫氧化鈣漿液里添加晶型導向劑與分散劑六聚偏磷酸鈉，并混合攪拌均勻；

2)氫氧化鈣漿液的存儲：

將在氫氧化鈣調配池中調配好的漿液抽到氫氧化鈣漿液存儲池里存儲；

3)一次碳化成核反應處理：

將氫氧化鈣漿液存儲池里的漿液通到一次碳化成核反應器里的漿液導入管，并往一次碳化成核反應器里的二氧化碳輸入管通入經過凈化處理的二氧化碳氣體，使漿液和二氧化碳氣體在漿液碳化反應管里接觸反應，得到氫氧化鈣和碳酸鈣混合懸浮液，反應后的漿液從該反應器內的排漿管排出；

4)一次碳化生長反應處理：