專利名稱：一種連續(xù)碳化反應(yīng)裝置及應(yīng)用其制備超細(xì)碳酸鈣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超細(xì)碳酸鈣制備的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種連續(xù)碳化反應(yīng)裝置及應(yīng)用其制備超細(xì)碳酸鈣的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有間歇鼓泡攪拌式碳化反應(yīng)合成超細(xì)碳酸鈣是在碳化器內(nèi)裝有精制的氫氧化鈣漿料，將窯氣從碳化器底部進(jìn)入，通過(guò)機(jī)械攪拌使氣液混合均勻生成超細(xì)碳酸鈣。這種設(shè)備反應(yīng)時(shí)需要機(jī)械攪拌，能耗高，工藝條件較難控制。特別是間隙式碳化反應(yīng)，由于每次碳化過(guò)
程中漿料的溫度、濃度、窯氣流量，碳化終點(diǎn)的時(shí)間等都有變化，因此每批次反應(yīng)產(chǎn)品的質(zhì)量是有波動(dòng)的。因此如何進(jìn)行連續(xù)碳化反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定，是人們關(guān)注的熱點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種連續(xù)碳化反應(yīng)裝置及應(yīng)用其制備超細(xì)碳酸鈣的方法，解決目前在超細(xì)碳酸鈣生產(chǎn)過(guò)程中，采用間隙碳化，自動(dòng)化控制程度低，批與批之間的反應(yīng)工藝條件波動(dòng)大，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等弱點(diǎn)。本發(fā)明的技術(shù)方案如下
連續(xù)碳化反應(yīng)裝置，其特征在于包括安裝于支架上的碳化反應(yīng)釜、碳化反應(yīng)器，所述的碳化反應(yīng)器與碳化反應(yīng)釜間隔分布并相互聯(lián)通，其中支架一側(cè)安裝有與最左端的碳化反應(yīng)釜聯(lián)通的儲(chǔ)料罐，最右端的碳化反應(yīng)器底部出料口下端安裝有收集箱，所述的碳化反應(yīng)器包括外殼及懸置于外殼內(nèi)的內(nèi)筒，所述的外殼頂部中心開(kāi)有廢氣排放口，所述的內(nèi)筒內(nèi)自下至上疊加有多個(gè)靜態(tài)氣液混合芯體，內(nèi)筒底部的靜態(tài)氣液混合芯體下方安裝有傘形氣體分布器，有窯氣進(jìn)氣管從外殼外伸入到傘形氣體分布器的下方，窯氣進(jìn)氣管的出氣口正對(duì)傘形分布器。所述的連續(xù)碳化反應(yīng)裝置，其特征在于所述的碳化反應(yīng)釜包括外桶及懸置于外桶內(nèi)的導(dǎo)流筒，外桶的頂部中心開(kāi)有廢氣排放口，所述的導(dǎo)流筒內(nèi)壁上段設(shè)有螺旋擋板，下段設(shè)有縱向擋板，所述的導(dǎo)流筒底部設(shè)有漩渦式氣體分布器，有窯氣進(jìn)氣管從外桶外伸入到漩渦式氣體分布器底部并于其進(jìn)氣口聯(lián)通。所述的連續(xù)碳化反應(yīng)裝置，其特征在于所述的碳化反應(yīng)釜與碳化反應(yīng)器之間通過(guò)溢出管聯(lián)通，溢出管的出口與內(nèi)筒、導(dǎo)流筒沿口等高，最左端的碳化反應(yīng)釜左側(cè)壁上設(shè)有與儲(chǔ)料罐聯(lián)通的待碳化漿料進(jìn)料管。所述的連續(xù)碳化反應(yīng)裝置，其特征在于所述的內(nèi)筒的直徑是外殼直徑的1/2 4/5，內(nèi)筒高度離反應(yīng)器的頂部為6(T80 cm。所述的連續(xù)碳化反應(yīng)裝置，其特征在于所述的靜態(tài)氣液混合芯體由矩形板和多個(gè)圓弧形葉片組成，其中矩形板的長(zhǎng)略小于內(nèi)筒的直徑，高度為l(Tl5cm，多個(gè)圓弧形葉片分別向前后折成40 50°。所述的連續(xù)碳化反應(yīng)裝置，其特征在于所述的傘形氣體分布器安裝在內(nèi)筒的底部，距離外殼底部上方25 35 cm。所述的連續(xù)碳化反應(yīng)裝置，其特征在于所述的導(dǎo)流筒的直徑是外桶的1/2 2/3，導(dǎo)流筒沿口離外桶的頂部為8(Tl00 cm。所述的連續(xù)碳化反應(yīng)裝置，其特征在于所述的縱向擋板寬度為l(Tl5cm，高度是導(dǎo)流筒高度的1/3 1/2 ;所述的螺旋擋板寬度為20 25 cm，長(zhǎng)度為25 30 cm，以40 50°的傾斜角螺旋往上排列。所述的連續(xù)碳化反應(yīng)裝置，其特征在于所述的旋渦式氣體分布器直徑大小為導(dǎo)流筒直徑的1/2 4/5，所述的旋渦式氣體分布器安裝在內(nèi)筒的底部，距離外桶底部25 30cm。一種連續(xù)碳化反應(yīng)裝置及應(yīng)用其制備超細(xì)碳酸鈣的方法，其特征在于包括以下步驟
(1)、配制精制的Ca(OH)2IW:生石灰消化后經(jīng)過(guò)除雜并冷卻至30°c以下，制成質(zhì)量百分濃度在7. (Γ12. 0%Ca (OH)2漿料儲(chǔ)存在儲(chǔ)料罐中待用； (2)、在精制的Ca(OH)2漿料中加入晶型控制劑蔗糖，蔗糖的加入量為Ca(OH)2質(zhì)量的
O.59Γ1. 0%，并攪拌均勻制成混合漿料；
(3)、混合漿料中通入含有體積百分濃度25% 33%的CO2窯氣進(jìn)行碳化，碳化時(shí)在28 45°C條件下進(jìn)行，碳化至混合漿料的PH值小于7時(shí)至碳化終點(diǎn)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是
本發(fā)明超細(xì)碳酸鈣的合成是在連續(xù)碳化反應(yīng)裝置中進(jìn)行，控制初始進(jìn)入碳化器漿料的流量和窯氣進(jìn)入各碳化器的流量，通過(guò)多級(jí)的碳化反應(yīng)釜(器)，從最后一級(jí)碳化反應(yīng)器出口流出的漿料完成碳化反應(yīng)，并獲得超細(xì)碳酸鈣漿料，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)碳化反應(yīng)，產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定，操作方便，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式 參見(jiàn)圖I :
連續(xù)碳化反應(yīng)裝置，包括安裝于支架I上的碳化反應(yīng)釜、碳化反應(yīng)器，碳化反應(yīng)器與碳化反應(yīng)釜間隔分布并相互聯(lián)通，其中支架I 一側(cè)安裝有與最左端的碳化反應(yīng)釜聯(lián)通的儲(chǔ)料罐2，最右端的碳化反應(yīng)器底部出料口 3下端安裝有收集箱4，碳化反應(yīng)器包括外殼5及懸置于外殼5內(nèi)的內(nèi)筒6,外殼5頂部中心開(kāi)有廢氣排放口 7,內(nèi)筒6內(nèi)自下至上疊加有多個(gè)靜態(tài)氣液混合芯體8，內(nèi)筒6底部的靜態(tài)氣液混合芯體8下方安裝有傘形氣體分布器9，有窯氣進(jìn)氣管10從外殼5外伸入到傘形氣體分布器的9下方，窯氣進(jìn)氣管10的出氣口正對(duì)傘形分布器9。碳化反應(yīng)爸包括外桶11及懸置于外桶11內(nèi)的導(dǎo)流筒12,外桶11的頂部中心開(kāi)有廢氣排放口 7，導(dǎo)流筒12內(nèi)壁上段設(shè)有螺旋擋板13，下段設(shè)有縱向擋板14，導(dǎo)流筒12底部設(shè)有漩渦式氣體分布器15，有窯氣進(jìn)氣管10從外桶11外伸入到漩渦式氣體分布器15底部并于其進(jìn)氣口聯(lián)通。碳化反應(yīng)釜與碳化反應(yīng)器之間通過(guò)溢出管16聯(lián)通，溢出管16的出口與內(nèi)筒6、導(dǎo)流筒12沿口等高，最左端的碳化反應(yīng)釜左側(cè)壁上設(shè)有待碳化漿料進(jìn)料管17。內(nèi)筒6的直徑是外殼5直徑的1/2 4/5，內(nèi)筒6高度離反應(yīng)器的頂部為6(T80 cm。靜態(tài)氣液混合芯體8由矩形板8-1和多個(gè)圓弧形葉片8-2組成，其中矩形板8_1的長(zhǎng)略小于內(nèi)筒6的直徑，高度為l(Tl5cm，多個(gè)圓弧形葉片8-2分別向前后折成4(Γ50°，優(yōu)選45。ο傘形氣體分布器9安裝在內(nèi)筒6的底部,距離外殼5底部上方25 35 cm。導(dǎo)流筒12的直徑是外桶11的1/2 2/3，導(dǎo)流筒12沿口離外桶11的頂部為8(Tl00cm ο縱向擋板14寬度為l(Tl5cm，高度是導(dǎo)流筒12高度的1/3 1/2 ;螺旋擋板14寬度為20 25 cm，長(zhǎng)度為25 30 cm，以40 50°的傾斜角螺旋往上排列。旋渦式氣體分布器15直徑大小為導(dǎo)流筒12直徑的1/21/5，旋渦式氣體分布器15安裝在內(nèi)筒的底部，距離外桶11底部25 30 cm。窯氣進(jìn)氣管10、碳化漿料進(jìn)料管17上還可輔助設(shè)有流量計(jì)18、閥門(mén)19。
連續(xù)碳化反應(yīng)裝置及應(yīng)用其制備超細(xì)碳酸鈣的方法，包括以下步驟
(1)、配制精制的Ca(OH)2IW:生石灰消化后經(jīng)過(guò)除雜并冷卻至30°C以下，制成質(zhì)量百分濃度在7. (Γ12. 0%Ca (OH)2漿料儲(chǔ)存在儲(chǔ)料罐中待用；
(2)、在精制的Ca(OH)2漿料中加入晶型控制劑蔗糖，蔗糖的加入量為Ca(OH)2質(zhì)量的
0.59Γ1. 0%，并攪拌均勻制成混合漿料；
(3)、混合漿料中通入含有體積百分濃度25% 33%的CO2窯氣進(jìn)行碳化，碳化時(shí)在28 45°C條件下進(jìn)行，碳化至混合漿料的PH值小于7時(shí)至碳化終點(diǎn)。
下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但應(yīng)該理解這些實(shí)施例并不是限制本發(fā)明的范圍，在不違背本發(fā)明精神和范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可對(duì)本發(fā)明作出改變和改進(jìn)以使其不同的使用情況，條件和實(shí)施方案。實(shí)施例I
碳化反應(yīng)釜的外桶直徑為O. 9米，高6米，導(dǎo)流筒直徑為O. 6米，高4. 7米，內(nèi)筒下部的有4個(gè)縱向檔板，高I. 5米，上部為均勻安裝的螺旋檔板。導(dǎo)流筒底部裝有旋渦式氣體分布器，直徑為O. 4米，由4個(gè)噴嘴射氣管以一定弧度傾斜組成。內(nèi)筒底部距離反應(yīng)器底部上方30cmo碳化反應(yīng)器的外筒直徑I. O米，高5. 5米，內(nèi)筒直徑O. 6米，高4. O米，靜態(tài)氣液混合芯體中間矩形高O. 10米，單個(gè)靜態(tài)氣液混合芯體高O. 70米，上下兩個(gè)靜態(tài)氣液混合芯體重疊部分為O. 15米。待碳化的氫氧化鈣漿料濃度為9. 0%，加入蔗糖的量是氫氧化鈣質(zhì)量的O. 8%，溫度為30°C，在進(jìn)入碳化反應(yīng)器時(shí)氫氧化鈣漿料的流速為O. 05立方米/分，窯氣中CO2體積百分濃度為30%，進(jìn)入4個(gè)碳化反應(yīng)釜(器)的流量分別為I. 8立方米/分、I. 8立方米/分、
1.I立方米/分、O. 8立方米/分。待反應(yīng)進(jìn)行到4小時(shí)后，氫氧化鈣漿料的流入和碳酸鈣漿料的流出處于一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡，測(cè)得流出漿料的PH值為7，即為反應(yīng)的終點(diǎn)。 取碳化后的漿料在TEM電鏡上測(cè)得粒徑為O. 30-0. 45 μ m,粒徑分布均勻，分散性好，且無(wú)團(tuán)聚現(xiàn)象。 實(shí)施例2
采用實(shí)施例I相同的連續(xù)碳化反應(yīng)裝置及氫氧化鈣漿料。在進(jìn)行碳化反應(yīng)器時(shí)氫氧化鈣漿料的流速為O. 07立方米/分，窯氣的CO2體積百分濃度為30%，進(jìn)行4個(gè)碳化反應(yīng)釜(器)的流量分別為2. 5立方米/分、2. 5立方米/分、I. 6立方米/分、I. I立方米/分。待反應(yīng)進(jìn)行到3小時(shí)15分鐘后，氫氧化鈣漿料的流入和碳酸鈣漿料的流出處于一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，測(cè)得流出漿料的pH值為7，即為反應(yīng)的終點(diǎn)。取碳化后的漿料在TEM電鏡上測(cè)得粒徑在O. 25-0. 40 μ m,粒徑分布均勻，分散性好，且無(wú)團(tuán)聚現(xiàn)象。實(shí)施例3
以實(shí)施例2相同的條件，待反應(yīng)進(jìn)行6小時(shí)和9小時(shí)后分別取碳化后的漿料，在TEM電鏡上測(cè)得粒徑分別為O. 25-0. 40 μ m和O. 25-0. 40 μ m,粒徑分布均勻，分散性好，且無(wú)團(tuán)聚現(xiàn)象。實(shí)施例4
以實(shí)施例I相同的條件，待反應(yīng)進(jìn)行6小時(shí)和9小時(shí)后分別取碳化后的漿料，在TEM電鏡上測(cè)得粒徑分別為O. 30-0. 45 μ m和O. 30-0. 45 μ m,粒徑分布均勻，分散性好，且無(wú)團(tuán)聚現(xiàn)象。
說(shuō)明利用該連續(xù)碳化反應(yīng)裝置，當(dāng)氫氧化鈣漿料的流量和窯氣進(jìn)入各碳化反應(yīng)器的流量一定的情況下，產(chǎn)品的質(zhì)量是穩(wěn)定的。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入權(quán)利要求書(shū)保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種連續(xù)碳化反應(yīng)裝置，其特征在于包括安裝于支架上的碳化反應(yīng)釜、碳化反應(yīng)器，所述的碳化反應(yīng)器與碳化反應(yīng)釜間隔分布并相互聯(lián)通，其中支架一側(cè)安裝有與最左端的碳化反應(yīng)釜聯(lián)通的儲(chǔ)料罐，最右端的碳化反應(yīng)器底部出料口下端安裝有收集箱，所述的碳化反應(yīng)器包括外殼及懸置于外殼內(nèi)的內(nèi)筒，所述的外殼頂部中心開(kāi)有廢氣排放口，所述的內(nèi)筒內(nèi)自下至上疊加有多個(gè)靜態(tài)氣液混合芯體，內(nèi)筒底部的靜態(tài)氣液混合芯體下方安裝有傘形氣體分布器，有窯氣進(jìn)氣管從外殼外伸入到傘形氣體分布器的下方，窯氣進(jìn)氣管的出氣口正對(duì)傘形分布器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的連續(xù)碳化反應(yīng)裝置，其特征在于所述的碳化反應(yīng)釜包括外桶及懸置于外桶內(nèi)的導(dǎo)流筒，外桶的頂部中心開(kāi)有廢氣排放口，所述的導(dǎo)流筒內(nèi)壁上段設(shè)有螺旋擋板，下段設(shè)有縱向擋板，所述的導(dǎo)流筒底部設(shè)有漩渦式氣體分布器，有窯氣進(jìn)氣管從外桶外伸入到漩渦式氣體分布器底部并于其進(jìn)氣口聯(lián)通。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的連續(xù)碳化反應(yīng)裝置，其特征在于所述的碳化反應(yīng)釜與碳化反應(yīng)器之間通過(guò)溢出管聯(lián)通，溢出管的出口與內(nèi)筒、導(dǎo)流筒沿口等高，最左端的碳化反應(yīng)釜左側(cè)壁上設(shè)有與儲(chǔ)料罐聯(lián)通的待碳化漿料進(jìn)料管。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的連續(xù)碳化反應(yīng)裝置，其特征在于所述的內(nèi)筒的直徑是外殼直徑的1/2 4/5，內(nèi)筒高度離反應(yīng)器的頂部為6(T80 cm。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的連續(xù)碳化反應(yīng)裝置，其特征在于所述的靜態(tài)氣液混合芯體由矩形板和多個(gè)圓弧形葉片組成，其中矩形板的長(zhǎng)略小于內(nèi)筒的直徑，高度為l(Tl5cm，多個(gè)圓弧形葉片分別向前后折成4(Γ50°。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的連續(xù)碳化反應(yīng)裝置，其特征在于所述的傘形氣體分布器安裝在內(nèi)筒的底部，距離外殼底部上方25 35 cm。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的連續(xù)碳化反應(yīng)裝置，其特征在于所述的導(dǎo)流筒的直徑是外桶的1/2 2/3，導(dǎo)流筒沿口離外桶的頂部為8(T100 cm。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的連續(xù)碳化反應(yīng)裝置，其特征在于所述的縱向擋板寬度為l(Tl5cm，高度是導(dǎo)流筒高度的1/3 1/2 ;所述的螺旋擋板寬度為2(T25 cm,長(zhǎng)度為25 30cm,以40 50°的傾斜角螺旋往上排列。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的連續(xù)碳化反應(yīng)裝置，其特征在于所述的旋渦式氣體分布器直徑大小為導(dǎo)流筒直徑的1/21/5，所述的旋渦式氣體分布器安裝在內(nèi)筒的底部，距離外桶底部25 30 cm。
10.一種應(yīng)用權(quán)利要求I所述的連續(xù)碳化反應(yīng)裝置制備超細(xì)碳酸鈣的方法，其特征在于包括以下步驟 (1)、配制精制的Ca(OH)2IW:生石灰消化后經(jīng)過(guò)除雜并冷卻至30°c以下，制成質(zhì)量百分濃度在7. (Γ12. 0%Ca (OH)2漿料儲(chǔ)存在儲(chǔ)料罐中待用； (2)、在精制的Ca(OH)2漿料中加入晶型控制劑蔗糖，蔗糖的加入量為Ca(OH)2質(zhì)量的O.59Γ1. 0%，并攪拌均勻制成混合漿料； (3)、混合漿料中通入含有體積百分濃度25°/Γ35%的CO2窯氣進(jìn)行碳化，碳化時(shí)在28 45°C條件下進(jìn)行，碳化至混合漿料的PH值小于7時(shí)至碳化終點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種連續(xù)碳化反應(yīng)裝置及超細(xì)碳酸鈣的連續(xù)碳化制備方法，超細(xì)碳酸鈣的合成是在連續(xù)碳化反應(yīng)裝置中進(jìn)行，控制初始進(jìn)入碳化器漿料的流量和窯氣進(jìn)入各碳化器的流量，通過(guò)多級(jí)的碳化反應(yīng)釜(器)，從最后一級(jí)碳化反應(yīng)器出口流出的漿料完成碳化反應(yīng)，并獲得超細(xì)碳酸鈣漿料，控制漿料和窯氣的流量，氫氧化鈣漿料通過(guò)4～5級(jí)碳化反應(yīng)器的碳化反應(yīng)，合成的超細(xì)碳酸鈣粒徑分布均勻，質(zhì)量穩(wěn)定，同時(shí)整個(gè)碳化過(guò)程實(shí)現(xiàn)了連續(xù)碳化反應(yīng)，產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定，操作方便，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。
文檔編號(hào)C01F11/18GK102849771SQ20121031260
公開(kāi)日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月29日
發(fā)明者顧慶雷, 徐宇坤, 顧宗軍, 高健健, 倪伯祥, 張長(zhǎng)來(lái), 曹繼勇, 徐建林, 陶沈杰, 張小桐 申請(qǐng)人:池州凱爾特納米科技有限公司