[实用新型]文丘里管反应器

说明书

技术领域

本实用新型属于化工机械技术领域，涉及一种化学反应装置，具体涉及一种文丘里管反应器。

背景技术

碳酸钙是一种来源广泛的白色、无毒填料。通过调整生产工艺可以获得合适粒径和形貌的高纯度沉淀碳酸钙。沉淀碳酸钙被广泛应用于塑料、造纸、橡胶、黏胶、涂料和油墨等领域，不但起到增量填充、降低加工成本的作用，还可以对填充对象进行功能化改性。尤其是纳米碳酸钙，由于其较小的粒径、较高的比表面积及特殊的表面处理，具有普通碳酸钙无法比拟的优越性能。用于塑料制品，具有增强增韧作用，用于橡胶制品，具有补强功能，用于涂料能提高聚合物的附着力，改善表面张力的特性，用于造纸，可改善纸张的印刷性和光学性能，用于密封胶及油墨，可有效改善其触变性。

碳化法是化学制备纳米碳酸钙的一种常用方法。其以优质石灰石为原料，通过煅烧得到氧化钙和含二氧化碳的窑气。将氧化钙与水按一定比例进行消化，生成氢氧化钙悬浮液，然后通入净化处理后的窑气，反应（碳化）生成碳酸钙沉淀物，经过脱水、干燥、粉碎得到纳米碳酸钙产品。目前国内外制备的纳米级碳酸钙主要采用的就是这种碳化法，其中碳化反应是整个生产过程中最为关键的步骤。碳化反应的物理化学环境决定着反应的过程特征和所制备的纳米碳酸钙的粒度和晶形。按照二氧化碳气体与氢氧化钙悬浮液的接触方式，可将碳化法分为间歇式鼓泡碳化法、间歇式搅拌碳化法、连续喷雾碳化法及超重力碳化法。

连续喷雾碳化法工艺是由白石工业公司(日本)在20世纪70年代末期开发的，通常采用多个碳化塔。其制备纳米碳酸钙的步骤为:首先把石灰乳精制后的悬浮液配制成工艺要求浓度，加入适量添加剂混匀充分，泵入喷雾碳化塔顶部的雾化器中，乳液在高速旋转产生的巨大离心力作用下，雾化为微细粒径的雾滴；然后将含有二氧化碳的窑气由塔底部通入,用气体分布器将其均匀分散,同塔内已产生的雾滴进行瞬时的逆向接触,发生化学反应生成碳酸钙。这种方法生产纳米碳酸钙效率高，经济效益好，并能实现自动化大规模生产，粒度比较容易控制，可制得优质稳定的纳米碳酸钙。但该工艺在国内仅有几家使用，主要由于喷嘴雾化问题难以解决，液滴直径较大，影响了气液接触面积，同时造成液滴下落速度较快，液滴在塔内停留时间太短，使二氧化碳利用率降低，生产能力难以提高。加之塔壁上液滴附着后流速缓慢，易使晶体粒径增大，并有部分在塔壁上结垢，另一部分则进入产品中，从而造成粒径分布不均匀。要想提高喷嘴雾化效果，就必须缩小喷嘴孔径，而孔径过小易造成堵塞，这一矛盾尚未找到很好的解决办法。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有文丘里管反应器存在的问题，对文丘里管反应器的喷嘴进行改进，提供一种适应不同进气量和进气速度的文丘里管反应器。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种文丘里管反应器，设置包括管体、进气喷嘴筒、进气接头、进液接头和出液接头；所述的管体设置进气喷嘴筒安置孔；所述的进气喷嘴筒上下两端面设置密封圈，并由进气接头螺旋固定；管体设置上下两端分别设置进液接头和出液接头，进液接头连接强力泵，出液接头连接反应釜。

以上所述的进气喷嘴筒设置两个以上的喷嘴，喷嘴口径为3—5mm。

以上所述的进气喷嘴筒在进气喷嘴筒口端外边设置定位柱，其数量与喷嘴数量相等。

以上所述的进气喷嘴筒安置孔设置定位槽，其数量与喷嘴数量相等。

本文丘里管反应器的工作原理：

工作时，根据浆液的粒径大小和进气速度要求，调配好进气喷嘴筒3的喷嘴，开启强力泵将浆液以一定速度输进文丘里管反应器中，混合浆液在文丘里管中高压喷射，雾化成粒径极小的液滴，同时在窑气入口形成一定的真空区，自动将窑气吸附进文丘里管反应器与浆液液滴进行一次碳化反应。

本实用新型的优点和积极效果：

（1）使用特殊制造的文丘里管反应器，在喷嘴处对反应液进行雾化，雾化效果可以通过喷嘴口径和出水速度等调控。

（2）在文丘里管反应器的作用下，窑气的通入不再需要空气压缩机，其流量大小同样可以通过喷嘴出水速度来调节。

（3）浆液雾化后瞬间与吸附进来的窑气发生反应，由于雾化的液滴粒径极小，大大增加了气-液接触面积，提高了反应速率，从而保证纳米碳酸钙粒子超细化和均匀化。

（4）文丘里管另外一个作用是可以有效降低反应液的温度，从而使碳化过程温度始终都维持在一个比较稳定的水平，进一步保证了产品的质量。