[发明专利]一种生成非稳定碳酸钙矿物相的装置及方法

权利要求书

1.一种生成非稳定碳酸钙矿物相的方法，利用一种生成非稳定碳酸钙矿物相的装置实现，所述生成非稳定碳酸钙矿物相的装置包括反应区（1）、流化区（2）和沉淀区（3），所述反应区（1）两侧设有Na₂CO₃溶液进水口（5）和CaCl₂溶液进水口（8），底部设有回流液进水口（15），中部设有布水器（4）；所述流化区（2）连接反应区（1）和沉淀区（3）；所述沉淀区（3）的下部内径过渡区占比沉淀区（3）高度的15%-30%，所述沉淀区（3）设有回流液出水口（11）和排水口（13），所述回流液出水口（11）与回流液进水口（15）通过带有回流泵（12）的管道连接，其中，所述布水器（4）设于反应区（1）内3/4高度处，含8-16个孔径1.5mm的通水孔，布水器（4）位于Na₂CO₃溶液进水口（5）和CaCl₂溶液进水口（8）的下方；

其特征在于，包括以下几个步骤：

步骤一，等摩尔高浓度的Na₂CO₃和CaCl₂溶液分别储存在Na₂CO₃溶液进水池（7）和CaCl₂溶液进水池（10）中，通过进水泵一（6）和进水泵二（9）由Na₂CO₃溶液进水口（5）和CaCl₂溶液进水口（8）进入反应区（1），混合后生成CaCO₃晶体；

步骤二，进水溶液在反应区（1）中混合，经由流化区（2）进入直径逐渐变大的沉淀区（3），由于上升作用力的减弱，以及溶液流向的转变，CaCO₃结晶产物在沉淀区（3）内缓慢沉积，实现固、液两相分离，一部分液相经由回流液出水口（11）回流，另一部分液相经由排水口（13）排出，进入集水池（14）；

步骤三，回流液从回流液出水口（11）通过回流泵（12）由回流液进水口（15）进入，经布水器（4）实现回流的均匀布水，在回流作用力下，反应区（1）中CaCO₃结晶过程处于流化状态，并在一定程度上加快进水溶液的稀释，起到降低反应体系过饱和度的作用；

其中，水力停留时间为40-90min，回流液在流化区（2）中的上升流速为1.5-15m/h。

2.根据权利要求1所述生成非稳定碳酸钙矿物相的方法，其特征在于，所述反应区（1）、流化区（2）和沉淀区（3）自下而上依次设置，其中反应区（1）和流化区（2）内径比为1，高度比为0.1-0.2，所述沉淀区（3）与流化区（2）的内径比为2-4，沉淀区（3）的高度为装置总高的18%-25%。

3.根据权利要求1所述生成非稳定碳酸钙矿物相的方法，其特征在于，所述Na₂CO₃溶液进水口（5）通过带有进水泵一（6）的管道连接Na₂CO₃溶液进水池（7），所述CaCl₂溶液进水口（8）通过带有进水泵二（9）的管道连接CaCl₂溶液进水池（10），所述排水口（13）经管道连接集水池（14）。