[发明专利]三相全混流二氧化碳氨化矿化反应系统与装置

权利要求书

1.一种三相全混流二氧化碳氨化矿化反应系统，其特征在于压力500~1000 kPa（绝压）的氨气以大于10m/s的速度射流进入反应器，剧烈搅拌二水磷石膏和含CO₂与NH₃的液固相形成气液固三相全混流，液/固体积比3~5，反应、升温后液相含CO₂质量%浓度8%~15%、NH₃/CO₂摩尔比2~3、液固相温度75℃~85℃、从开口在反应器固定位置处的垂直出料管溢流、连续自动恒液位输出到带搅拌的养晶罐；

液固相在反应器内溢流出料高度也就是气相与液固相分离面高度，气相脱离液固相后其压力90~150kPa（绝压）、继续向上通过反应器的扩大段、穿过湍球洗涤段、进入带阀门控制的混合气输出管；

二水磷石膏和溶液通过安装于反应器顶部并垂直伸入反应器的液固加料装置混合加入反应器，二水磷石膏从上部敞口锥通过搅龙往下推入加料管，溶液从距搅龙上端1~3m以下处加入并与二水磷石膏共同经过搅龙下端混合后落入反应器；

溶液进入反应器之前通过换热器调整温度使之满足反应器内液固相温度75℃~85℃的工艺条件，溶液总量的1/3通过搅龙、2/3通过湍球洗涤层加入反应器。

2.一种三相全混流二氧化碳氨化矿化反应装置，其特征在于氨气提供搅拌动力并促进液固矿化转化反应后实现气相分离、洗涤、恒压输送；全混流料浆升温到75℃~85℃后恒压、恒液位、连续自动输出；凡与固相接触的部位（除指明部位而外），均有液相连续冲刷避免沉积；

混合气恒压输出管的阀门前安装气相平衡管，其下端插入盛水深度3~6m的敞口液封槽液面以下2~5m，起自动泄压作用保证反应器气相压力不超过120~150kPa（绝压）；

承接全混流料浆出料管的养晶罐内保持浆料层高度2~4 m，出料管插入深度1.5~3.5 m，起液封作用；

反应器由底锥、筒体段、扩大段和密闭的顶盖四部分组成，筒体段的直径d由操作状态下氨气的体积流量设计值V（m³/s）确定，满足氨气在筒体段表观上升速度u=V/(0.785d²)=2.5~6.5 m/s，扩大段与顶盖连接处直径D满足V/(0.785D²)=1.5~2.5 m/s；

料浆出料管上端部开口处距反应器筒体段下端部高度h=(2~5)d，筒体段长度F =(1.2~1.5) h，筒体段与扩大段长度之和H≥2F，扩大段内安置的湍球洗涤层厚度150~280 mm；

养晶罐和液封槽底部安放位置距反应器筒体段下端部高度f=6~12m；

搅龙伸入液固加料装置的垂直加料管内，搅龙上端部距溶液加入点距离a=1~3m，溶液加入点距反应器顶盖的距离b=0.3~0.5m，搅龙总长度为(a+b)的1.05~1.10倍。