[實用新型]一種制備多功能性納米碳酸鈣的碳化反應裝置

有效

• 申請號: 201822258870.5
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN209602115U
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發明（設計）人: 李友鳳;林錦良;謝波
• 申請（專利權）人: 遵義師范學院
• 主分類號: C01F11/18
• 分類號: C01F11/18
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務所(普通合伙) 43108
• 代理人: 冷玉萍

本實用新型公開一種多功能性納米碳酸鈣的碳化反應裝置。該裝置包括撞擊流混合器、碳化反應釜及改性反應釜，混合器上有多個切向微孔進料口，CO₂氣管和循環乳液管直接連接到撞擊流混合器上，混合器下部設有碳化反應器，碳化反應器連接換熱器，同時連接到改性反應釜，儲液槽、碳化反應器與改性反應釜互相連通。采用本實用新型的裝置，氫氧化鈣懸浮液與二氧化碳氣體在撞擊流混合器內碳化反應生成碳酸鈣晶核，然后晶核進入循環管路內進行均勻生長，并且可以將石灰乳碳化反應以及碳酸鈣改性先后連續進行，完成多功能性碳酸鈣的制備，提高碳化效率，縮短工藝流程，減小設備占地面積；提高產品收率，降低生產成本。

技術領域

本實用新型涉及碳酸鈣制備裝置，特別涉及一種多功能性納米碳酸鈣的碳化反應裝置。

背景技術

碳化沉淀法是目前國內外生產納米碳酸鈣最常見的方法。以優質石灰石為原料，煅燒后生成CaO和CO₂。將CaO加水消化生成Ca(OH)₂乳液，加入合適的晶型控制機，然后通入煅燒CO₂氣體碳化獲得所需晶型的碳酸鈣懸浮液，脫水、干燥、分級、表面處理后，得到納米碳酸鈣產品。納米碳酸鈣的粒度和晶型主要由碳化過程決定，而碳化過程的核心技術是碳化反應設備與工藝技術。傳統的碳化沉淀法存在溶液的過飽和度分布不均勻，成核時間不一致，碳化溫度高等問題，使得制備的粉體顆粒大，且粒度分布不均勻，難以達到后續應用領域的要求。

實用新型內容

為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種高效制備多功能性納米碳酸鈣的碳化反應裝置。

本實用新型的技術方案為：

一種制備多功能性納米碳酸鈣的碳化反應裝置，包括撞擊流混合器、碳化反應釜及改性反應釜，撞擊流混合器由中心支撐桿和切向微孔的外殼所組成，CO₂氣管和循環液管直接連接到撞擊流混合器上，撞擊流混合器下部設有碳化反應釜，碳化反應器連接換熱器，并同時連接改性反應釜，改性反應釜連接儲液槽，儲液槽、碳化反應器與改性反應釜通過管路和閥門互相連通，連通管道上設置控制閥門和離心泵，反應過程中流體的輸送通過離心泵實現。

優選地，所述的換熱器采用間壁式外冷卻方法，冷卻水從換熱器下端進，上端出。

優選地，所述的切向微孔的直徑為1.0~10.0 mm。

優選地，循環乳液的體積流量為100~500 L/h。

優選地，所述的碳化反應在壓力為0.2~0.4 MPa下操作進行。

本實用新型碳化反應裝置工作時，將一定濃度的氫氧化鈣乳液與二氧化碳氣體在撞擊流混合器內碳化反應生成碳酸鈣晶核，然后碳酸鈣晶核進入循環管路內進行均勻生長。氫氧化鈣乳液與二氧化碳氣體按互為相鄰的微孔通道，同時切向進入撞擊流混合器內，然后從下端出口噴出，通過檢測反應液pH值來控制碳化反應終點，碳酸鈣沉淀根據后續工序需要，或進行改性處理，或直接進行過濾、干燥、分級等處理。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：

（1）本實用新型的撞擊流混合器內兩股反應液流圍繞設置于反應器中心的支撐桿，形成旋轉碰撞流動。微孔流和旋轉碰撞流動作用的設置，強化了反應流體間的微觀混合效果，提升了流體間的均勻程度，使得二氧化碳與氫氧化鈣漿料充分反應，并且通過外冷方式降低碳化反應時產生的高溫，降低顆粒在高溫下長大的趨勢，減少裝置在高溫狀態下損壞的可能性。

（2）本實用新型撞擊流混合器，能夠保證碳酸鈣晶核的均勻生成。

（2）本實用新型碳化反應器和循環液管的設置，能夠保證碳酸鈣晶核均勻成長。

（3）本實用新型的裝置具有優良的傳質傳熱性能，采用物料外循環換熱器，設備能耗相對降低，關鍵核心設備—全自動壓力旋轉噴射碳化反應器具有較高物理體積傳質系數、較低單位能耗。