[實用新型]一種納米碳酸鋇碳化反應裝置

有效

• 申請號: 201520668901.8
• 申請日: 2015-08-31
• 公開（公告）號: CN204973893U
• 公開（公告）日: 2016-01-20
• 發明（設計）人: 馮冬梅;劉淵;湯升亮;肖國先;蔡玉良
• 申請（專利權）人: 中國中材國際工程股份有限公司
• 主分類號: B01J19/18
• 分類號: B01J19/18;C01F11/18;B01D53/18
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 孟紅梅

技術領域

本實用新型涉及一種納米碳酸鋇碳化反應裝置，屬于化工技術領域。

背景技術

碳酸鋇作為重要的化工原料而廣泛地應用于光學玻璃、陶瓷、電子、化工、水凈化和三廢處理等領域。隨著科學技術的發展，不同的使用領域對于碳酸鋇材料的晶體形狀要求差別較大，如柱狀碳酸鋇分散性好，很少出現過度燒結現象，多用于一般工業行業；球狀碳酸鋇多用于PTC熱敏電阻元件的生產，可使電容器具有高的介電常數和溫度特性；針狀超細碳酸鋇用于微電子工業及塑料、橡膠、涂料等填料等。現已合成的碳酸鋇粒子有線狀、片狀、球狀、啞鈴狀、絮狀等，但粒徑很大，在幾個微米甚至幾十個微米左右，其中柱狀、球狀碳酸鋇粒子較為少見，因此，形貌與尺寸可控，分布均勻的超細粉體成為碳酸鋇制備的研究熱點。

由于碳化法生產碳酸鋇產品質量穩定、生產成本低，因而被我國碳酸鋇生產廠家采用。將重晶石和煤按重量比配好混合，經粉碎、篩分后連續地加入回轉爐，在900~1200℃高溫下進行還原反應，生成粗硫化鋇熔體。粗硫化鋇浸取后，放入澄清罐澄清，澄清液打入碳化塔內，同時將石灰窯制得的二氧化碳氣體經水洗、分離、壓縮導入碳化塔內，進行碳化反應，制得的沉淀碳酸鋇漿，過濾、烘干即為沉淀碳酸鋇成品。

硫化鋇溶液與二氧化碳氣體在碳化塔內發生如下反應：

Ba(OH)₂+CO₂=BaCO₃+H₂O

Ba(SH)₂+CO₂+H₂O=BaCO₃+2H₂S

BaS+CO₂+H₂O=BaCO₃+2H₂S

碳化工藝是納米碳酸鋇生產過程中最關鍵的環節，也是整個碳酸鋇生產過程中產生有毒氣體的主要工序，廢氣中含有36%的H₂S氣體。

根據納米碳酸鋇制備的碳化反應器的不同，可分為間歇鼓泡式反應器、攪拌式反應器、連續噴霧式反應器及超重力式反應器等。傳統碳酸鋇生產是采用硫化鋇溶液通入碳化塔，碳化塔多級串聯，由塔底通入窯氣鼓泡進行碳化反應，由于該工藝下碳酸鋇晶體發育較為完整，粒徑分布寬，存在較大顆粒以及碳酸鋇團聚體。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是：克服現有碳酸鋇生產工藝存在的碳酸鋇晶體粒徑分布寬，粒度較大以及存在碳酸鋇團聚體的缺陷，提供一種納米碳酸鋇碳化反應裝置。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是：

一種納米碳酸鋇碳化反應裝置，包括碳化反應釜、攪拌軸、攪拌電機、第一氣體分布器和氣體吸收裝置；所述碳化反應釜頂部設有液體進料口、氣體進口和氣體出口，底部設有液體出料口，內側邊壁處設有擋板，外壁設有夾層，所述夾層與反應釜釜體外壁形成空腔，所述空腔內通入傳熱介質，所述攪拌軸的上端與攪拌電機傳動軸相連，攪拌軸的上部、中部和下部分別設有攪拌槳葉；所述第一氣體分布器位于反應釜內下部，通過進氣連接管與氣體進口相連，所述氣體吸收裝置通過排氣連接管與氣體出口相連。

作為優選，所述碳化反應釜體的內壁上設置有至少四個擋板，所述擋板為矩形，四邊均焊接在釜體內壁上。

作為優選，設于攪拌軸上部的上層攪拌槳葉為消泡槳葉，為旋轉蛇形柵條式槳葉；設于攪拌軸中部的中層攪拌槳葉為推進式折葉槳葉；設于攪拌軸下部的下層攪拌槳葉為直葉圓盤渦輪式槳葉；三層攪拌槳葉分層交叉設置。

作為優選，所述碳化反應釜內的第一氣體分布器為氣泡石。

作為優選，所述氣泡石呈圓盤狀，表面及側壁開有微細孔。

作為優選，所述氣體吸收裝置包括一個吸氣瓶或兩個以上串聯的吸氣瓶。

作為優選，所述吸氣瓶內部下方設有第二氣體分布器，所述第二氣體分布器與吸氣瓶的進氣管相連。

作為優選，所述第二氣體分布器為圓盤狀氣泡石，其表面及側壁開有微細孔。