[发明专利]一种高效沉淀碳酸钙碳化塔

说明书

技术领域

本发明涉及碳酸钙设备技术领域，具体是一种高效沉淀碳酸钙碳化塔。

背景技术

纳米材料是当前科学研究的热门，也是21世纪各国产业革命的支柱；而纳米碳酸钙以其质优价廉的特性也越来越成为人们研究的对象。我国一直大力支持纳米碳酸钙产业的发展，并将其列为可持续发展的产业之一。近年来纳米碳酸钙在化工工业中的应用越来越广泛，尤其在橡胶、塑料、造纸、涂料、油墨等工业中得到大量的应用，并且用量逐年增高。

目前在国内的生产中以间歇鼓泡碳化法为主，反应设备以鼓泡塔为主，这种方法间歇鼓泡工艺因为其操作简单、能耗小、设备投资小、设备运行成本低和生产能力大等优点应用最为广泛，但间歇鼓泡工艺仍有反应速率慢、二氧化碳利用率低、产品粒径分布宽和碳化塔气体分布器易堵塞等缺点。近年来一些新型的碳化方法如多级喷雾碳化法和超重力碳化法也逐渐在工业上得到应用。喷雾碳化法是二氧化碳气体为连续相、石灰浆微小液滴为分散相，两相逆向接触进行反应，更有利于气体传质，生产能力大，操作稳定，易于控制产品的晶形及粒度。但喷雾塔的压力喷嘴易堵塞，易喷射在塔壁上造成结疤，且喷射到塔壁上的液体会以液滴为反应单元继续与气相反应，形成亚微米或微米级的较大颗粒。超重力法设计理念是强化气液传质过程，核心设备是超重力离心反应器，该设备利用填充床高速旋转产生的几十到几百倍重力加速度，可获得超重力场环境，将二氧化碳气体和石灰浆悬浊液在超重力专用设备中逆流接触，同时添加分散剂，控制晶体生长，可得到粒径细、分布均匀的纳米碳酸钙。但该方法设备投资亦较高，限制了其在工业上的应用。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

本发明针对现有现有碳酸钙鼓泡碳化反应器存在的问题，提供一种高效沉淀碳酸钙碳化塔。该反应器本装置由高分子管材制成的气体分布器气泡直径达到微米级、气液界面直径小、气液界面积大、气泡扩散均匀、不会产生孔眼堵塞、耐腐蚀性强，且极大提高二氧化碳在浆液中的停留时间的碳化反应器，能够显著提高二氧化碳在浆液中的分散性及其利用率。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案如下：

一种高效沉淀碳酸钙碳化塔，包括塔体，塔体外设有夹套，所述夹套上设有冷却水进口和冷却水出口，所述冷却水进口位于夹套下部，所述冷却水出口位于夹套上部，所述冷却水进口和冷却水出口分别位于塔体的两侧，塔体的顶部设有搅拌电机和出气口，所述搅拌电机上设置有搅拌轴，所述搅拌轴上设置有搅拌桨；所述塔体的底部设有进气管，所述进气管上设有气体分布器，塔体底端设有物料进出料口；所述气体分布器是由弹性高分子管材做成的气体分布器。

进一步地，所述弹性高分子管材是由三元乙丙橡胶、硅橡胶、氯丁橡胶、聚氨基甲酸酯PU、氟橡胶做成的管材。

进一步地，所述高分子管材直径在100-500mm，在高分子管材上均匀的开有60-200微米的小孔，气孔密度为50000-1200000个/m。

进一步地，所述气体分布器由多根高分子管材组成，高分子管材在塔体内按正方形均匀排列。

进一步地，所述高分子管材包括气管支路管、气管干路管和进气管。

进一步地，所述气体分布器的外接圆的直径为塔体直径的2/5-4/5。

进一步地，所述搅拌桨设有1-4个。

进一步地，所述搅拌桨为双盘六叶涡轮桨，桨叶间的轴上开有出气孔。

本发明碳酸钙鼓泡碳化反应器的使用方法：

本发明碳化塔制备碳酸钙时，将氢氧化钙浆料通过进出料口输送至塔体内部，到达设定液位后停止进料，开启搅拌电机，同时从冷却水进口通入冷却水使温度降低到设定的碳化初始温度，同时也可以对整个碳化过程进行温度控制，窑气以一定的流量和压力从进气管通入至气体分布器，气泡在高分子管材表面以微米级的直径均匀的鼓出对氢氧化钙浆液进行碳化，碳化结束后停止通入窑气并对进气管道内的气体进行放空使气体分布器的孔眼迅速闭合防止孔眼堵塞，碳酸钙浆液由进料出口通入下一工段。

与现有技术相比，本发明的优点及有益效果为：

1、本发明碳酸钙碳化塔由高分子管材制成的气体分布器气泡直径达到微米级、气液界面直径小、气液界面积大、气泡扩散均匀、不会产生孔眼堵塞、耐腐蚀性强；同时大量的气泡在液相中向上运动使液相的搅拌更均匀降低搅拌能耗。