一種微泡式超微細碳酸鈣合成反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于化工領(lǐng)域，具體涉及一種微泡式超微細碳酸鈣合成反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，超細微碳酸鈣的生產(chǎn)主要有兩種方法:一是物理研磨法，二是化學合成法。物料研磨法是將天然的碳酸鈣礦石放在粉磨設(shè)備中進行研磨，使其粒度充分細化，從而制備出需要粒度的超微細碳酸鈣產(chǎn)品；化學合成法是將含有氫氧化鈣的乳液放入合成反應(yīng)器中，再向乳液通入二氧化碳氣體，并控制攪拌強度、乳液濃度、反應(yīng)溫度和晶體生長劑種類、用量等條件，使氫氧化鈣乳液進行碳化，反應(yīng)生成需要粒度的超微細碳酸鈣產(chǎn)品。化學合成法因其制備過程可控性好、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)成本相對較低等優(yōu)點，應(yīng)用更加普遍。合成反應(yīng)器是化學合成法的關(guān)鍵設(shè)備，在生產(chǎn)過程中，反應(yīng)器內(nèi)存在著固、液、氣三相反應(yīng)，因此反應(yīng)氣體在乳液中的分布狀態(tài)對生產(chǎn)及產(chǎn)品有著重要的影響。目前，工業(yè)應(yīng)用的合成反應(yīng)器設(shè)計時一般都沒有特別重視二氧化碳反應(yīng)氣分布問題，結(jié)果必然造成:(I) 二氧化碳反應(yīng)氣以較大的氣泡進入反應(yīng)體系中，反應(yīng)氣不能與固液二相充分混合接觸，造成反應(yīng)速度慢，生產(chǎn)效率相對較低；(2)大氣泡中的部分二氧化碳可能還沒來得及與乳液發(fā)生反應(yīng)就被排出反應(yīng)器，造成二氧化碳反應(yīng)氣的浪費；(3)由于二氧化碳反應(yīng)氣分布的不均勻，造成反應(yīng)器內(nèi)各個部位反應(yīng)的不均衡，產(chǎn)品質(zhì)量不均一。改善和解決這個問題的關(guān)鍵，是在合成反應(yīng)器設(shè)計制造時，同時設(shè)計安裝一種微氣泡發(fā)生器裝置。
[0003]目前生產(chǎn)中使用的碳酸鈣反應(yīng)器有多種，如超重力反應(yīng)器、高剪切反應(yīng)器、普通攪拌反應(yīng)器等，這些反應(yīng)器的最大差別在于各自攪拌方式的不同，它們主要通過改變攪拌方式來改變碳酸鈣合成時，體系的傳質(zhì)、傳熱特性，從而獲得不同質(zhì)量的碳酸鈣產(chǎn)品。生產(chǎn)實踐表明，碳酸鈣合成過程中，反應(yīng)氣體CO2的給入方式，對合成反應(yīng)效率、體系的傳質(zhì)傳熱及產(chǎn)品質(zhì)量，與攪拌方式一樣產(chǎn)生重要的影響。因此設(shè)計一種攪拌裝置和氣體分布裝置均先進、高效、合理的碳酸鈣合成反應(yīng)器對于超微細碳酸鈣生產(chǎn)的優(yōu)化意義重大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實用新型提供一種微泡式超微細碳酸鈣合成反應(yīng)器，目的是通過特別的氣體分布結(jié)構(gòu)改善CO2氣體分布的均勻性，從而提高化學法制備超微細碳酸鈣的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
[0005]本實用新型的微泡式超微細碳酸鈣合成反應(yīng)器由傳動電機、筒體、攪拌器、調(diào)溫盤管、氣體導管和氣體分布器組成；其中所述的攪拌器設(shè)置在筒體中央，并與筒體外的傳動電機相連；所述的調(diào)溫盤管設(shè)置在靠近筒體內(nèi)壁的兩側(cè)；所述的氣體導管插入筒體，氣體導管的進氣口在筒體外與外部的儲氣裝置相連，出氣口與氣體分布器相連；
[0006]所述的氣體分布器懸浮于筒體底部，其包括一個環(huán)形管，在環(huán)形管上安裝有若干個氣體噴槍，所述的氣體噴槍與環(huán)形管之間的角度可調(diào)，噴槍內(nèi)部設(shè)有螺旋形的破碎旋片，噴槍底部的進氣口設(shè)有導流格柵板。
[0007]所述的攪拌器是貓式攪拌器、旋槳式攪拌器、槳式攪拌器、旋渦式攪拌器、推進式攪拌器、板框槳式攪拌器或剪切式攪拌器。
[0008]所述的氣體噴槍與環(huán)形管之間為螺栓連接。
[0009]所述的破碎旋片由固定桿固定在氣體噴槍槍體中央。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的特點和有益效果是:
[0011]化學法生產(chǎn)超細微碳酸鈣的過程存在如下化學反應(yīng):Ca (OH) 2+C02=CaC03+H20 ;
[0012]這個過程實質(zhì)上是在氫氧化鈣溶液中通入二氧化碳反應(yīng)氣，經(jīng)過碳化反應(yīng)同時控制碳化過程，制備出需要晶型和粒徑的碳酸鈣粉體。這種生產(chǎn)方法在合成過程中存在著固、液、氣三相反應(yīng)，而二氧化碳反應(yīng)氣在反應(yīng)體系中的分散特性對于生產(chǎn)效率和生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量有著重要的影響。
[0013]本實用新型的微泡式超細微碳酸鈣合成反應(yīng)器，在氣體輸送室中設(shè)置一個氣體分布器，當二氧化碳氣體以一定的壓力給入氣體分布器時，由于氣體分布器中設(shè)有氣體導流格柵板及氣體破碎旋片，二氧化碳氣體首先被導流格柵切割成無數(shù)細小的氣流束，而后這些氣流束又在旋片的破碎作用下，形成大量的微氣泡，微氣泡以一定的速度噴射到反應(yīng)乳液后，在反應(yīng)器的攪拌裝置的攪拌作用下充分、均勻的與反應(yīng)乳液混合，由此實現(xiàn)了反應(yīng)乳液和二氧化碳反應(yīng)氣的快速、均勻的反應(yīng)。因為二氧化碳反應(yīng)氣是微泡的形態(tài)參與合成反應(yīng)過程的，所以氣-固、氣-液相接觸機會和接觸面積都大大增加，一方面能夠顯著加快體系的反應(yīng)進程，另一方面能夠顯著改善體系傳質(zhì)的均勻度。
[0014]本發(fā)明的微泡式超細微碳酸鈣合成反應(yīng)器不僅可以縮短反應(yīng)時間，提高合成效率，降低生產(chǎn)成本，而且還可以使制備的產(chǎn)品質(zhì)量更加均一。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型的微泡式超細微碳酸鈣合成反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是圖1中的氣體分布器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3是圖2中的噴槍的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4是圖3的A-A剖面圖；
[0019]其中:1:傳動電機；2:筒體；3:攪拌器；4:調(diào)溫盤管；5:氣體分布器；6:氣體導管；7:氣體噴槍；8:破碎旋片；9:導流格柵板。
【具體實施方式】
[0020]本實用新型的微泡式超細微碳酸鈣合成反應(yīng)器如圖1~圖4所示，由傳動電機1、筒體2、攪拌器3、調(diào)溫盤管4、氣體分布器5和氣體導管6組成；其中筒所述的攪拌器3設(shè)置在筒體2中央，并與筒體2外的傳動電機I相連，所述的調(diào)溫盤管4設(shè)置在靠近筒體內(nèi)壁的兩偵U，所述的氣體導管6插入筒體，氣體導管6的進氣口在筒體外與外部的儲氣裝置相連，出氣口與氣體分布器5相連，所述的氣體分布器5懸浮于筒體2底部，其包括一個環(huán)形管，在環(huán)形管上安裝有若干個氣體噴槍7，附圖2中以6個為例進行說明，氣體噴槍7與環(huán)形管之間為螺栓連接，二者之間的角度可調(diào)，氣體噴槍7內(nèi)部設(shè)有螺旋形的破碎旋片8，破碎旋片8由固定桿固定在氣體噴槍7槍體中央，氣體噴槍7底部的進氣口設(shè)有導流格柵板9。
[0021]當二氧化碳氣體以一定的壓力給入氣體分布器5時，由于氣體分布器5中設(shè)有氣體導流格柵板9及氣體破碎旋片8，二氧化碳氣體首先被導流格柵板9切割成無數(shù)細小的氣流束，而后這些氣流束又在破碎旋片8的破碎作用下，形成大量的微氣泡，微氣泡以一定的速度噴射到反應(yīng)乳液后，在反應(yīng)器的攪拌器3的攪拌作用下充分、均勻的與反應(yīng)乳液混合，由此實現(xiàn)了反應(yīng)乳液和二氧化碳反應(yīng)氣的快速、均勻的反應(yīng)。
【主權(quán)項】
1.一種微泡式超微細碳酸鈣合成反應(yīng)器，其特征在于反應(yīng)器由傳動電機、筒體、攪拌器、調(diào)溫盤管、氣體導管和氣體分布器組成；其中所述的攪拌器設(shè)置在筒體中央，并與筒體外的傳動電機相連；所述的調(diào)溫盤管設(shè)置在靠近筒體內(nèi)壁的兩側(cè)；所述的氣體導管插入筒體，氣體導管的進氣口在筒體外與外部的儲氣裝置相連，出氣口與氣體分布器相連； 所述的氣體分布器懸浮于筒體底部，其包括一個環(huán)形管，在環(huán)形管上安裝有若干個氣體噴槍，所述的氣體噴槍與環(huán)形管之間的角度可調(diào)，噴槍內(nèi)部設(shè)有螺旋形的破碎旋片，噴槍底部的進氣口設(shè)有導流格柵板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微泡式超微細碳酸鈣合成反應(yīng)器，其特征在于所述的攪拌器是貓式攪拌器、旋槳式攪拌器、槳式攪拌器、旋渦式攪拌器、推進式攪拌器、板框槳式攪拌器或剪切式攪拌器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微泡式超微細碳酸鈣合成反應(yīng)器，其特征在于所述的氣體噴槍與環(huán)形管之間為螺栓連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微泡式超微細碳酸鈣合成反應(yīng)器，其特征在于所述的破碎旋片由固定桿固定在氣體噴槍槍體中央。
【專利摘要】本實用新型屬于化工領(lǐng)域，具體涉及一種微泡式超微細碳酸鈣合成反應(yīng)器。本實用新型的微泡式超微細碳酸鈣合成反應(yīng)器由傳動電機、筒體、攪拌器、調(diào)溫盤管、氣體導管和氣體分布器組成，其中氣體分布器懸浮于筒體底部，包括一個環(huán)形管，在環(huán)形管上安裝有若干個氣體噴槍，所述的氣體噴槍與環(huán)形管之間的角度可調(diào)，氣噴槍內(nèi)部設(shè)有螺旋形的破碎旋片，噴槍底部的進氣口設(shè)有導流格柵板。本實用新型的微泡式超微細碳酸鈣合成反應(yīng)器不僅可以縮短反應(yīng)時間，提高合成效率，降低生產(chǎn)成本，而且還可以使制備的產(chǎn)品質(zhì)量更加均一。
【IPC分類】C01F11-18
【公開號】CN204434303
【申請?zhí)枴緾N201520044079
【發(fā)明人】于福家
【申請人】東北大學
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年1月22日