[實用新型]生產納米碳酸鈣用旋轉噴射碳化裝置

有效

• 申請號: 201320287259.X
• 申請日: 2013-05-23
• 公開（公告）號: CN203247106U
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 鄒林富
• 申請（專利權）人: 福建鴻豐納米科技有限公司
• 主分類號: C01F11/18
• 分類號: C01F11/18;B82Y30/00
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 李雁翔

技術領域

本實用新型涉及納米碳酸鈣生產技術領域，具體涉及一種生產納米碳酸鈣用旋轉噴射碳化裝置。

背景技術

納米碳酸鈣是20世紀80年代發展起來的一種新型超細固體粉末材料，其粒度介于0.01～0.1μm之間。由于納米碳酸鈣粒子的超細化，其晶體結構和表面電子結構發生變化，產生了普通碳酸鈣所不具有的量子尺寸效應、小尺寸效應、表面效應和宏觀量子效應，可廣泛用于塑料、橡膠、油漆油墨、密封膠粘材料、涂料等領域。納米碳酸鈣的生產方法主要為碳化法，碳化技術是用碳化法生產納米碳酸鈣的核心技術，不同的設備和工藝所生產的納米碳酸鈣的品質千差萬別。碳酸鈣粒度分布、粒徑大小、比表面積、吸油值、孔體容等各項指標好不好，很大程度上取決于碳化設備的好壞。碳化裝置是整個工藝的關鍵設備，其結構直接影響納米碳酸鈣產品的質量。

目前，國內生產納米碳酸鈣用碳化裝置主要有普通攪拌碳化塔、連續噴霧碳化塔以及超重力合成器等。用普通攪拌碳化塔生產納米碳酸鈣的不足之處在于：氣液接觸效果差，工藝條件難以控制，在反應過程中容易產生包裹現象，合成的納米碳酸鈣產品粒度不均勻，產品質量較差。用連續噴霧碳化塔生產納米碳酸鈣的不足之處在于：設備投資較大，噴頭容易堵塞，技術較復雜，操作難度大，生產效率低，工業應用推廣受到限制。用超重力合成器生產納米碳酸鈣的不足之處在于：生產設備復雜，設備投資和能耗較大，操作控制困難，生產能力低，生產成本高。

實用新型內容

本實用新型所解決的技術問題是針對上述不足，提供一種生產納米碳酸鈣用旋轉噴射碳化裝置，該碳化裝置結構簡單、投資較小，用其生產納米碳酸鈣具有生產操作容易控制、二氧化碳吸收效率高、產品質量好、生產效率高等優點。

本實用新型所采用的技術方案是：生產納米碳酸鈣用旋轉噴射碳化裝置，包括碳化反應塔、循環泵、換熱器、存液塔、二氧化碳進氣管和旋轉噴射混合器，碳化反應塔、循環泵、換熱器、旋轉噴射混合器通過管道依次相連接，存液塔通過管道與循環泵相連接，二氧化碳進氣管與旋轉噴射混合器相連接。

所述旋轉噴射混合器包括接受室、噴嘴、混合室、擴散室，噴嘴與接受室相連接，混合室設于噴嘴的下方，擴散室與混合室相連接。

所述擴散室呈上小下大的圓錐形。

本實用新型的有益效果是：1、本實用新型中碳化反應塔、循環泵、換熱器、旋轉噴射混合器依次連接形成循環系統，通過循環泵將漿料輸入換熱器中進行換熱冷卻后，漿料從高位自行落入旋轉噴射碳化器中產生負壓，再經噴嘴高速噴出產生真空，利用真空將二氧化碳氣體吸入進行碳化反應，整個生產操作過程容易控制，整套裝置結構簡單、設備投資小；2、本實用新型采用新型的旋轉噴射碳化器，二氧化碳的吸收效率高，碳化效果好；3、本實用新型通過在碳化反應塔外部設置換熱器，由外循環的換熱器帶走反應體系的升溫，這種設計既可以達到冷卻的目的，又省掉了碳化反應塔內部的輔助設備，避免了碳化過程中反應塔內壁結疤而影響傳熱效率，有利于提高產品質量和二氧化碳利用率；4、本實用新型采用的擴散室呈上小下大的圓錐形形，在擴散室的作用下，氣液混合體形成有擴散射角的射流，旋轉噴射入碳化反應塔內，使反應塔內的流體形成旋轉剪切紊流，有規律的高剪切旋轉渦流在反應塔內循環流動，同時完成碳化反應，生成的納米粒子均勻，分散性好，能減少團聚現象。

附圖說明

圖1為本實用新型生產納米碳酸鈣用旋轉噴射碳化裝置的結構示意圖。

符號說明：1－碳化反應塔；2－存液塔；3－循環泵；4－換熱器；5－二氧化碳進氣管；6－旋轉噴射混合器；7－接受室；8－噴嘴；9－混合室；10－擴散室；11－管道；12－溢流管。

具體實施方式

下面結合附圖與具體實施對本實用新型做進一步的說明。

本實用新型生產納米碳酸鈣用旋轉噴射碳化裝置，如圖1所示，包括碳化反應塔1、循環泵3、換熱器4、存液塔2、二氧化碳進氣管5和旋轉噴射混合器6。碳化反應塔1、循環泵3、換熱器4、旋轉噴射混合器6通過管道依次相連接，存液塔2通過管道11與循環泵3相連接，二氧化碳進氣管5與旋轉噴射混合器6相連接。所述旋轉噴射混合器6包括接受室7、噴嘴8、混合室9、擴散室10；噴嘴8與接受室7相連接，混合室9設于噴嘴8的下方，擴散室10與混合室9相連接，擴散室10呈上小下大的圓錐形。碳化反應塔1還通過溢流管12與存液塔2相連接。

在生產納米碳酸鈣時，首先，通過循環泵3將存液塔2中的氫氧化鈣漿料輸入換熱器4中，在換熱器4中進行換熱后，氫氧化鈣漿料從高位自行落入旋轉噴射碳化器6內并產生負壓，再經噴嘴8高速噴出產生真空，利用真空將二氧化碳氣體吸入混合室9，吸入的二氧化碳氣體與氫氧化鈣漿料形成氣液混合物，氣液混合物再通過擴散室10噴射入碳化反應塔1進行碳化反應；其次，再通過循環泵3將碳化反應塔1內的初步碳化漿料輸入換熱器4中進行換熱冷卻后，換熱冷卻后的初步碳化漿料從高位自行落入旋轉噴射碳化器6內并產生負壓，再經噴嘴8高速噴出產生真空，利用真空將二氧化碳氣體吸入混合室9，二氧化碳氣體與初步碳化漿料形成的氣液混合物通過擴散室10噴射入碳化反應塔1進行再次碳化；如此循環直至碳化漿料達到碳化工藝指標要求。本實用新型結構簡單、設備投資小，用其生產納米碳酸鈣具有生產操作容易控制、二氧化碳吸收效率高、產品質量好、生產效率高等優點。