專利名稱：一種納米碳酸鈣列管式反應(yīng)塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種納米碳酸鈣列管式反應(yīng)塔，尤其適用于碳化法生產(chǎn)納米碳酸鹽、納米氫氧化物、白炭黑等氣-液-固三相反應(yīng)，屬于化工反應(yīng)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前現(xiàn)有技術(shù)中用于納米碳酸鈣合成的設(shè)備主要有1、間歇鼓泡式碳化塔將反應(yīng)液加入塔內(nèi)，保持一定液位，由塔底通入CO2氣體，向上鼓泡進(jìn)行碳化反應(yīng)生成碳酸鈣。這種設(shè)備能耗較高，CO2氣體消耗量大，碳化時(shí)間較長(zhǎng)，通常反應(yīng)2-4小時(shí)，工藝條件較難控制，產(chǎn)品粒度不均勻，粒徑較大，在反應(yīng)過(guò)程中容易產(chǎn)生包裹現(xiàn)象，最終導(dǎo)致產(chǎn)品返堿，影響產(chǎn)品質(zhì)量。
2、高速攪拌式碳化塔將反應(yīng)液加入塔內(nèi)，通入CO2氣體，通過(guò)高速攪拌器或是轉(zhuǎn)子、定子間形成較小的間隙，生成較小粒徑的納米碳酸鈣。這種設(shè)備能耗較高，設(shè)備復(fù)雜。
3、連續(xù)噴霧合成器在合成器的頂部安裝壓力噴嘴，精制石灰乳在壓力噴嘴的作用下，霧化成直徑為0.1mm的液滴，均勻地從頂部淋下，與從底部進(jìn)入的CO2反應(yīng)，制得納米碳酸鈣。該設(shè)備工藝投資高，管路復(fù)雜，技術(shù)含量高，操作管理難度大，而且壓力噴嘴易堵，應(yīng)用較少。
4、超重力合成器利用離心力來(lái)形成比地球重力場(chǎng)大數(shù)百倍乃至上千倍的超重力場(chǎng)，在此條件下完成石灰乳與CO2反應(yīng)。該設(shè)備生產(chǎn)的納米碳酸鈣粒度小且分布范圍窄，碳化時(shí)間短。但該設(shè)備投資大，能力小，大規(guī)模生產(chǎn)受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)上述問(wèn)題提供一種能夠降低能耗，減少投資，提高效率，連續(xù)化生產(chǎn)，維修方便，產(chǎn)品粒度小且分布窄的碳酸鈣反應(yīng)塔。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的這種納米碳酸鈣列管式反應(yīng)塔，由設(shè)置進(jìn)氣口、補(bǔ)水口、排料口和排渣口的塔體和塔體內(nèi)設(shè)置的噴淋裝置構(gòu)成，其特征在于反應(yīng)塔內(nèi)設(shè)置多組開(kāi)有微孔的列管與塔外CO2進(jìn)氣口連通。
所述的納米碳酸鈣列管式反應(yīng)塔的開(kāi)有微孔的列管在塔內(nèi)均勻排列。
所述的納米碳酸鈣列管式反應(yīng)塔的開(kāi)有微孔的列管在塔內(nèi)環(huán)形、矩形或三角形排列。
所述的納米碳酸鈣列管式反應(yīng)塔的開(kāi)有微孔的列管與塔內(nèi)設(shè)置的環(huán)形或矩形分氣管連通。
所述的納米碳酸鈣列管式反應(yīng)塔的微孔列管在反應(yīng)塔內(nèi)呈放射環(huán)狀交錯(cuò)設(shè)置。
所述的納米碳酸鈣列管式反應(yīng)塔的開(kāi)有微孔的列管的微孔孔徑是0.5-4.0mm。
所述的納米碳酸鈣列管式反應(yīng)塔的開(kāi)有微孔的列管上微孔的分布密度是5.0-30.0cm2一個(gè)孔。
所述的納米碳酸鈣列管式反應(yīng)塔的CO2進(jìn)氣口設(shè)置于反應(yīng)塔上部。
所述的納米碳酸鈣列管式反應(yīng)塔的反應(yīng)塔上部設(shè)置有氣體循環(huán)出口和補(bǔ)水進(jìn)口。
所述的納米碳酸鈣列管式反應(yīng)塔的上部設(shè)置石灰乳噴淋裝置。
本實(shí)用新型所提供的列管式反應(yīng)塔技術(shù)進(jìn)步效果表現(xiàn)在1、該反應(yīng)塔可在常壓下進(jìn)行，不用動(dòng)力攪拌裝置，減少動(dòng)力消耗90％以上。
2、反應(yīng)塔中均勻分布多根列管，每根列管上分布著數(shù)百個(gè)微孔，CO2氣體通過(guò)列管微孔高速噴出，在反應(yīng)器內(nèi)形成立體氣流網(wǎng)，CO2氣泡微小，氣液接觸面更新快，CO2利用率高，碳酸鈣粒徑小。
3、通過(guò)上部進(jìn)氣，發(fā)生塔不宜堵塞，有利于生產(chǎn)的正常進(jìn)行。
4、反應(yīng)塔連續(xù)生產(chǎn)，設(shè)備操作穩(wěn)定。
5、設(shè)備制造工藝簡(jiǎn)單，成本低，易于工業(yè)化，維修方便。
6、CO2可以循環(huán)利用，縮短反應(yīng)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，減少損失和大氣污染。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖圖2是圖1中環(huán)型分氣管和開(kāi)有微孔的列管的放大俯視圖圖中1、塔體 2、CO2進(jìn)氣口 3、環(huán)型分氣管4、開(kāi)有微孔的列管 5、石灰乳噴淋裝置 6、補(bǔ)水口7、氣體循環(huán)出口 8、排料口 9、排渣口 10、液位計(jì)
7、氣體循環(huán)出口 8、排料口 9、排渣口 10、液位計(jì)具體實(shí)施方式
圖1是本實(shí)用新型納米碳酸鈣列管式反應(yīng)塔的一種實(shí)施方式結(jié)構(gòu)剖視圖，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的反應(yīng)塔的塔頂設(shè)置補(bǔ)水口6和氣體循環(huán)出口7，塔內(nèi)上部設(shè)置石灰乳噴淋裝置5，塔體中部軸向放射環(huán)狀交錯(cuò)設(shè)置開(kāi)有微孔的列管4，在實(shí)際應(yīng)用中可根據(jù)CO2進(jìn)氣量設(shè)置列管上的微孔，分布密度是5.0-30.0cm2一個(gè)孔，微孔孔徑是0.5-4.0mm。
實(shí)際反應(yīng)時(shí)先由補(bǔ)進(jìn)水口6向反應(yīng)器注入水達(dá)到一定水位后，CO由進(jìn)氣口2通入，然后由乳液噴淋裝置5控制一定流速將石灰乳液噴淋分散到反應(yīng)器，CO2通過(guò)開(kāi)有微孔的列管4上的微孔高速噴出，與石灰乳在液相中進(jìn)行碳化反應(yīng)，氣液接觸面更新快，CO2氣體通過(guò)氣體循環(huán)出口7循環(huán)使用，全程反應(yīng)時(shí)間為30-40min。反應(yīng)過(guò)程均勻穩(wěn)定，碳化時(shí)間縮短4-8倍。
應(yīng)用本實(shí)用新型生產(chǎn)出的納米碳酸鈣產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、晶型好、品質(zhì)高，用透射電鏡檢測(cè)，粒度小且分布均勻，粒徑為20-70nm。
本實(shí)用新型列舉的實(shí)施例旨在更進(jìn)一步地闡明這種納米碳酸鈣列管式反應(yīng)塔的工作原理，而不對(duì)本實(shí)用新型的保護(hù)范圍構(gòu)成任何限制，用上述實(shí)施例和經(jīng)由本實(shí)用新型權(quán)利要求書(shū)所述均可得到納米碳酸鈣列管式反應(yīng)塔。
權(quán)利要求1.一種納米碳酸鈣列管式反應(yīng)塔，由設(shè)置進(jìn)氣口(2)、補(bǔ)水口(6)、排料口(8)和排渣口(9)的塔體(1)和塔體內(nèi)設(shè)置的噴淋裝置(5)構(gòu)成，其特征在于反應(yīng)塔內(nèi)設(shè)置多組開(kāi)有微孔的列管(4)與塔外CO2進(jìn)氣口(2)連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米碳酸鈣列管式反應(yīng)塔，其特征在于所述的開(kāi)有微孔的列管(4)在塔內(nèi)均勻排列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米碳酸鈣列管式反應(yīng)塔，其特征在于所述的開(kāi)有微孔的列管(4)在塔內(nèi)環(huán)形或矩形排列。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的納米碳酸鈣列管式反應(yīng)塔，其特征在于所述的開(kāi)有微孔的列管(4)與塔內(nèi)設(shè)置的環(huán)形或矩形分氣管(3)連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的納米碳酸鈣列管式反應(yīng)塔，其特征在于所述的開(kāi)有微孔的列管(4)在反應(yīng)塔內(nèi)呈放射環(huán)狀交錯(cuò)設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米碳酸鈣列管式反應(yīng)塔，其特征在于所述的開(kāi)有微孔的列管(4)的微孔孔徑是0.5-4.0mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米碳酸鈣列管式反應(yīng)塔，其特征在于所述的開(kāi)有微孔的列管(4)上微孔的分布密度是5.0-30.0cm2一個(gè)孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米碳酸鈣列管式反應(yīng)塔，其特征在于所述的CO2進(jìn)氣口(2)設(shè)置于反應(yīng)塔上部。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米碳酸鈣列管式反應(yīng)塔，其特征在于所述的反應(yīng)塔上部設(shè)置有氣體循環(huán)出口(7)和補(bǔ)水口(6)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米碳酸鈣列管式反應(yīng)塔，其特征在于所述的反應(yīng)塔上部設(shè)置石灰乳噴淋裝置(5)。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種能夠降低能耗，減少投資，提高效率，連續(xù)化程度高，維修方便，且產(chǎn)品粒度小，分布窄的納米碳酸鈣反應(yīng)塔。這種納米碳酸鈣列管式反應(yīng)塔，由設(shè)置進(jìn)氣口、補(bǔ)水口、排料口和排渣口的塔體和設(shè)置在塔體內(nèi)的噴淋裝置構(gòu)成，其特征在于反應(yīng)塔內(nèi)設(shè)置多組開(kāi)有微孔的列管與塔外CO
文檔編號(hào)C01F11/18GK2771179SQ20052002358
公開(kāi)日2006年4月12日 申請(qǐng)日期2005年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月11日
發(fā)明者張星辰, 次立杰, 魏青, 段書(shū)德, 楊曉輝, 趙建路, 常永芳 申請(qǐng)人:石家莊學(xué)院