納米碳酸鈣生產的碳化反應裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及納米碳酸鈣生產技術領域，具體涉及一種納米碳酸鈣生產的碳化反應裝置。
【背景技術】
[0002]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?0.1 μπι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。
[0003]根據碳化反應按不同的生產工藝及碳化設備，納米碳酸鈣的生產工藝可分為鼓泡碳化法、攪拌式碳化法、噴霧碳化、超重力碳化法、膜分散微結構反應器碳化等。
[0004](I)間歇鼓泡碳化法
[0005]間歇鼓泡碳化法是從塔底通入C(V混合氣體，鼓泡向上，進行碳化反應生成碳酸鈣。這種方法的氣液接觸效果差，工藝條件難控制，產品的粒度不均勻，碳化比表面積不穩定，碳化時間長，在反應過程中容易產生包裹現象，導致產品返堿，影響產品質量。
[0006](2)攪拌式碳化法
[0007]間歇攪拌式碳化法也稱釜式碳化法，是在有攪拌下進行碳化反應，通過控制反應溫度、濃度、攪拌速度、添加劑等條件間歇制備超細CaC03。目前國內納米碳酸鈣廠家，大多采用這種帶攪拌，是對鼓泡碳化法的改良，反應較均勻，該法設備投資大，強力攪拌需要的能耗較大，操作較復雜，由于機械攪拌的塔徑比小，CO2吸收不充分，碳化比表面積不穩定。
[0008](3)超重力碳化法
[0009]超重力碳化法利用旋轉產生的比地球重力加速度大得多的重力環境，在分子尺度上有效控制碳化反應和結晶過程，制得粒度小、分布均勻的納米粉體碳酸鈣。但其技術復雜，設備投資和能耗較大，操作控制困難，反應裝置小，生產能力小，生產成本大。
[0010](4)多級噴霧碳化法
[0011]由多級噴霧碳化法制備的0&0)3產品的粒度細小且均勻，平均粒徑在30-40nm范圍內，微粒晶型可以調節控制。不足之處是設備投資較大，噴頭容易堵塞，技術較復雜，操作難度大，不適合生產，工業應用推廣受到限制。
[0012](5)膜分散微結構反應器碳化
[0013]膜分散微結構反應器是用孔徑為幾微米或幾十微米的膜材料作為分散介質，通過強化微觀混合促進傳質和反應的快速進行，使制備的碳酸鈣粒徑小且分布均勻。但是膜分散微結構反應器碳化存在著成本高，設備容易堵塞，工業化生產困難的問題。
[0014]傳統的納米碳酸鈣碳化裝置存在投資大、反應慢、生產過程難以控制等缺點。研究具有投資少、易于操作，反應快速、高效的碳化反應裝置，提高我國的納米碳酸鈣生產技術水平，具有重要的意義。【實用新型內容】
[0015]本實用新型所解決的技術問題是針對傳統的納米碳酸鈣碳化裝置存在的不足，提供一種反應速度快、效率高、效果好，易于操作，設備投資和能耗較小的納米碳酸鈣生產的碳化反應裝置。應用本實用新型所述裝置，能降低納米碳酸鈣的生產成本，提高納米碳酸鈣的生產效率和產品質量。
[0016]本實用新型所采用的技術方案是:納米碳酸鈣生產的碳化反應裝置，包括Ca(OH)2漿料進料管、碳化塔、攪拌器、環形氣液分布器、CO2氣體進氣管和乳化分散機；所述碳化塔的內部空腔中設有隔板，隔板將碳化塔的內部空腔分割為反應區和回流區，隔板與碳化塔的底部和兩側封閉連接，隔板與碳化塔的頂部之間設有開口，所述Ca (OH) 2漿料進料管與碳化塔的回流區相連通，碳化塔的回流區的頂部設有排氣口，攪拌器設置于碳化塔的反應區內，環形氣液分布器設置于碳化塔的反應區內攪拌器的下方；所述碳化塔的反應區的底部和回流區的底部分別設有出料口，回流區底部出料口、反應區底部出料口分別設有閥門，回流區的底部出料口、反應區的底部出料口均通過送料管與乳化分散機相連接，0)2氣體進氣管與乳化分散機相連接，乳化分散機還通過回流管與環形氣液分布器相連接。
[0017]本實用新型的有益效果是:1、本實用新型所述納米碳酸鈣生產的碳化反應裝置設置具有隔板的復合式碳化塔、攪拌器、環形氣液分布器等結構，在碳化過程中，通過乳化分散機強烈的乳化分散從而提高反應速度，使0)2和Ca(OH) 2之間的劇烈反應，在反應過程中氣體、液體和固體顆粒彼此同時在強烈的湍流和充分接觸反應，促進了大量的CaCO3粒子均相成核，成核速度快，成核數目多，生成的CaCO3粒子非常細小且均勻，沒有吸收的CO 2氣體循環回到帶攪拌的碳化塔充分吸收，大大提高了碳化效果；2、本實用新型的碳化塔中間采用隔板，將碳化塔分隔為反應區和回流區，隔板與碳化塔的頂部之間設有開口，Ca(OH)2I料放置在回流區內，經乳化分散機乳化分散后的混合漿料返回到反應區，能防止氣液返混，有利于混合漿料在反應區進行徹底反應，而氣泡能從隔板與碳化塔頂部之間的開口進入回流區進行消除，有利于乳化分散機抽漿；3、本實用新型在碳化塔的反應區的攪拌器下方設置環形氣液分布器，能更加均勻地分散漿料，有利于反應徹底進行；4、應用本實用新型所述裝置，設備投資和能耗較小，能降低納米碳酸鈣的生產成本，提高納米碳酸鈣的生產效率和產品質量。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型納米碳酸鈣生產的碳化反應裝置的結構示意圖。
[0019]符號說明:1 一碳化塔；2 —攪拌器；3 —驅動電機；4 一排氣口；5 —隔板；6 —Ca(OH)2IW進料管；7 —回流區；8 —反應區；9 一 CO2氣體進氣管；10 —乳化分散機；11 一送料管；12 —回流管；13 —環形氣液分布器；14 一出料管；15 —閥門A ;16 —閥門B。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖與具體實施對本實用新型做進一步的說明。
[0021]—種納米碳酸鈣生產的碳化反應裝置，如圖1所示，包括Ca(OH)2漿料進料管6、碳化塔1、攪拌器2、環形氣液分布器13、C02氣體進氣管9和乳化分散機10。所述碳化塔I的內部空腔中設有隔板5，隔板5將碳化塔I的內部分割為反應區8和回流區7，隔板5與碳化塔I的底部和兩側封閉連接，隔板5與碳化塔I的頂部之間設有開口，所述Ca(OH)2IW進料管6與碳化塔I的回流區相連通，碳化塔I的回流區的頂部設有排氣口 4，攪拌器2設置于碳化塔I的反應區7內，攪拌器2的上端與驅動電機3相連接，環形氣液分布器13設置于碳化塔I的反應區8內攪拌器2的下方。所述碳化塔I的反應區8的底部和回流區7的底部分別設有出料口，回流區7底部出料口設有閥門A15，反應區8底部出料口設有閥門B16，回流區7的底部出料口、反應區8的底部出料口均通過送料管11與乳化分散機10相連接，CO2氣體進氣管9與乳化分散機10相連接，乳化分散機10還通過回流管12與環形氣液分布器13相連接。所述送料管11還與出料管14相連接。
[0022]在進行碳化反應時，從Ca (OH) 2漿料進料管6將調配好的Ca (OH) 2漿料送入碳化塔I的回流區7中，打開碳化塔I的回流區7底部出料口的閥門A15，開啟乳化分散機10，將碳化塔I的回流區7中的Ca(OH)2漿料從回流區7的底部出料口抽出并不斷送入乳化分散機10中，同時從CO2氣體進氣管9將CO 2氣體通入乳化分散機10中與Ca(OH) 2漿料進行混合和反應，用乳化分散機10進行乳化分散后，通過回流管12將混合漿料不斷送至環形氣液分布器13中，混合漿料經環形氣液分布器13分散后進入碳化塔I的反應區8繼續反應，開啟攪拌器2不斷攪拌。當碳化塔I的回流區7中的Ca(OH)2^料抽送完后，關閉回流區底部出料口的閥門A15，打開反應區8底部出料口的閥門B16，將碳化塔I的反應區8中的混合漿料從反應區8的底部出料口抽出并不斷送入乳化分散機10中，繼續將CO2氣體通入乳化分散機10中與混合漿料進行混合和反應，用乳化分散機10進行乳化分散后，通過回流管12將混合漿料不斷送至環形氣液分布器13中，混合漿料經環形氣液分布器13分散后進入碳化塔I的反應區8繼續反應，混合漿料在碳化塔I和乳化分散機10之間不斷循環進行碳化及乳化分散，當pH = 7?7.5時，停止通入CO2反應和乳化分散機的運行，制得納米碳酸鈣熟漿。制得的納米碳酸鈣熟漿可從出料管14排出。
[0023]應用所述納米碳酸鈣生產的碳化反應裝置，碳化反應速度快、效率高、效果好，易于操作，設備投資和能耗較小，制備的粒子分散性好、吸油值低。應用本實用新型所述裝置和方法，能降低納米碳酸鈣的生產成本，提高納米碳酸鈣的生產效率和產品質量。
【主權項】
1.納米碳酸鈣生產的碳化反應裝置，其特征在于:包括Ca(OH) 2漿料進料管、碳化塔、攪拌器、環形氣液分布器、CO2氣體進氣管和乳化分散機；所述碳化塔的內部空腔中設有隔板，隔板將碳化塔的內部空腔分割為反應區和回流區，隔板與碳化塔的底部和兩側封閉連接，隔板與碳化塔的頂部之間設有開口，所述Ca(OH)2漿料進料管與碳化塔的回流區相連通，碳化塔的回流區的頂部設有排氣口，攪拌器設置于碳化塔的反應區內，環形氣液分布器設置于碳化塔的反應區內攪拌器的下方；所述碳化塔的反應區的底部和回流區的底部分別設有出料口，回流區底部出料口、反應區底部出料口分別設有閥門，回流區的底部出料口、反應區的底部出料口均通過送料管與乳化分散機相連接，CO2氣體進氣管與乳化分散機相連接，乳化分散機還通過回流管與環形氣液分布器相連接。
【專利摘要】本實用新型公開了一種納米碳酸鈣的碳化反應裝置，包括Ca(OH)2漿料進料管、碳化塔、攪拌器、環形氣液分布器、CO2氣體進氣管和乳化分散機；所述碳化塔的內部空腔中設有隔板，隔板將碳化塔的內部空腔分割為反應區和回流區，隔板與碳化塔的底部和兩側封閉連接，隔板與碳化塔的頂部之間設有開口。應用所述納米碳酸鈣生產的碳化反應裝置，碳化反應速度快、效率高、效果好，易于操作，設備投資和能耗較小，制備的粒子分散性好、吸油值低。應用本實用新型所述裝置和方法，能降低納米碳酸鈣的生產成本，提高納米碳酸鈣的生產效率和產品質量。
【IPC分類】C01F11/18, B82Y30/00
【公開號】CN204737736
【申請號】CN201520342104
【發明人】劉亞雄, 鄒林富, 陶淘, 陶裕興
【申請人】福建鴻豐納米科技有限公司
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年5月25日