本發(fā)明屬于礦化反應裝置技術領域，特別涉及一種二氧化碳礦化反應裝置。

背景技術：

二氧化碳減排與二氧化碳氣體資源化利用是當今世界共同關注的熱點問題和努力解決的技術問題。二氧化碳礦化利用是指將二氧化碳氣體與堿性物質發(fā)生酸堿中和反應，將二氧化碳轉化為碳酸鹽類物質，進而使二氧化碳由氣體轉化為穩(wěn)定的固體類物質，實現二氧化碳的固定和再利用。二氧化碳礦化反應中涉及到重要的控制參數，包括溫度、壓力、PH值以及反應時間等，這些參數需要在設計的礦化反應器中同時實現優(yōu)化控制，這就需要開發(fā)一種新的礦化反應器來實現最佳的二氧化碳礦化反應。

CN 104907010 A公開了“一種用于氨介質體系強化鈣基固廢礦化固定二氧化碳的反應器及使用方法”，其將加壓環(huán)流反應器用于氨介質體系強化鈣基固廢礦化固定二氧化碳過程，采用氣動攪拌，適用于氨介質體系強化鈣基固廢礦化固定二氧化碳工藝過程具有高壓氣體和高固含量特征。但是，該反應器由于缺乏機械攪拌動力，使得氣體動力消耗較大，且氣、固、液三相反應強度降低，礦化反應效率降低。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種二氧化碳礦化反應裝置，解決現有二氧化碳礦化反應裝置存在的反應效率降低、動力消耗較大的技術問題。

本發(fā)明是通過以下技術方案實現的：

一種二氧化碳礦化反應裝置，其包括反應器、氣體給料系統(tǒng)、固體給料管、液體給料管、攪拌系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、排料系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；

所述反應器包括腔體和頂蓋，所述頂蓋裝在腔體的頂面上；

所述氣體給料系統(tǒng)包括氣體總管、水平分管和若干豎直分管，所述氣體總管設在頂蓋上并向下穿過頂蓋延伸至腔體內部，所述頂蓋上方的氣體總管上設有氣體調節(jié)閥；所述水平分管設在氣體總管下方并位于腔體內腔上部，所述水平分管與腔體內壁固定連接，所述水平分管的進氣口與氣體總管的出氣口連接，所述水平分管上均勻設有若干豎直分管且與其相連通；所述豎直分管上沿豎直方向均勻分布有若干噴氣嘴；

所述固體給料管設在頂蓋上并向下穿過頂蓋延伸至腔體內腔中，所述頂蓋上方的固體給料管上設有固體調節(jié)閥；

所述液體給料管設在頂蓋上并向下穿過頂蓋延伸至腔體內腔中，所述頂蓋上方的液體給料管上設有液體調節(jié)閥；

所述攪拌系統(tǒng)包括攪拌槳、連軸、密封圈和電機，所述連軸豎直穿過腔體底面中部，所述密封圈設在連軸與腔體底面的連接處，所述電機的輸出軸通過聯軸器與連軸下端連接，所述攪拌槳設在連軸上端；

所述加熱系統(tǒng)包括換熱夾套、加熱器、循環(huán)泵和調節(jié)閥，所述換熱夾套設在腔體外壁，所述換熱夾套一側設有換熱介質進口，所述換熱夾套另一側設有換熱介質出口，所述換熱介質自換熱介質出口與加熱器的進口連接，加熱器的出口與循環(huán)泵的進口連接，循環(huán)泵的出口與調節(jié)閥的進口連接，調節(jié)閥的出口與換熱介質進口連接；所述換熱夾套外壁設有保溫層；

所述頂蓋上設有熱電偶、PH計、壓力計、安全閥和泄壓閥；

所述排料系統(tǒng)包括排料管、排料口、排料泵和排料閥，所述排料口設在腔體底面，所述排料管通過排料口與腔體連通，所述排料管的出料口與排料泵的進料口連接，排料泵的出料口與排料閥的進口連接；

所述控制系統(tǒng)與氣體調節(jié)閥、固體調節(jié)閥、液體調節(jié)閥、電機、熱電偶、PH計、壓力計、安全閥、泄壓閥、加熱系統(tǒng)中的加熱器、循環(huán)泵、調節(jié)閥和排料系統(tǒng)中的排料泵、排料閥電氣連接。

進一步，所述水平分管為環(huán)狀管道，所述若干豎直分管上的噴氣嘴均沿腔體切線方向布置，所述相鄰豎直分管上的噴氣嘴位置交錯排列；

進一步，所述攪拌槳距腔體底面距離為10～50mm。

進一步，所述換熱夾套中的換熱介質為熱水或導熱油。

本發(fā)明利用氣體分布管道和噴嘴在反應器內的優(yōu)化布置，增強氣液固三相反應的強度，提高反應效率；同時助推漿體沿攪拌方向旋流，有利于減少攪拌器的動力消耗，節(jié)約能源；溫度控制采用熱水或導熱油介質換熱，有利于保證反應器內溫度均勻，實現反應溫度的精準控制。

與現有技術相比，本發(fā)明具有設備結構簡單、反應效率高、動力消耗少、控制穩(wěn)定、操作靈活、易于實現規(guī)?；a和應用等優(yōu)點。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結構示意圖；

圖2是圖1的俯視圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述。

如圖1、2所示，本實施例中的一種二氧化碳礦化反應裝置，其包括反應器、氣體給料系統(tǒng)、固體給料管8、液體給料管9、攪拌系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、排料系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；

所述反應器包括腔體1和頂蓋2，所述頂蓋2裝在腔體1的頂面上；

所述氣體給料系統(tǒng)包括氣體總管3、水平分管4和若干豎直分管5，所述氣體總管3設在頂蓋1上并向下穿過頂蓋1延伸至腔體2內部，所述頂蓋1上方的氣體總管3上設有氣體調節(jié)閥6；所述水平分管4設在氣體總管3下方并位于腔體1內腔上部，所述水平分管4與腔體1內壁固定連接，所述水平分管4的進氣口與氣體總管3的出氣口連接，所述水平分管上4均勻設有若干豎直分管5且與其相連通；所述豎直分管5上沿豎直方向均勻分布有若干噴氣嘴7；

所述固體給料管8設在頂蓋2上并向下穿過頂蓋2延伸至腔體1內腔中，所述頂蓋2上方的固體給料管8上設有固體調節(jié)閥10；

所述液體給料管9設在頂蓋2上并向下穿過頂蓋2延伸至腔體1內腔中，所述頂蓋2上方的液體給料管9上設有液體調節(jié)閥11；

所述攪拌系統(tǒng)包括攪拌槳12、連軸13、密封圈14和電機15，所述連軸13豎直穿過腔體1底面中部，所述密封圈14設在連軸13與腔體1底面的連接處，所述電機15的輸出軸通過聯軸器與連軸13下端連接，所述攪拌槳12設在連軸13上端；

所述加熱系統(tǒng)包括換熱夾套16、加熱器17、循環(huán)泵18和調節(jié)閥19，所述換熱夾套16設在腔體1外壁，所述換熱夾套16一側設有換熱介質進口20，所述換熱夾套16另一側設有換熱介質出口21，所述換熱介質自換熱介質出口21與加熱器17的進口連接，加熱器17的出口與循環(huán)泵18的進口連接，循環(huán)泵18的出口與調節(jié)閥19的進口連接，調節(jié)閥19的出口與換熱介質進口20連接，所述換熱介質自換熱介質出口21流出后依次流經加熱器17、循環(huán)泵18和調節(jié)閥19之后通過換熱介質進口20返回至換熱夾套16；所述換熱夾套16外壁設有保溫層22；

所述頂蓋2上設有熱電偶23、PH計24、壓力計25、安全閥26和泄壓閥27；

所述排料系統(tǒng)包括排料管28、排料口29、排料泵30和排料閥31，所述排料口29設在腔體1底面，所述排料管28通過排料口29與腔體1連通，所述排料管26的出料口與排料泵30的進料口連接，排料泵30的出料口與排料閥31的進口連接；

所述控制系統(tǒng)與氣體調節(jié)閥6、固體調節(jié)閥10、液體調節(jié)閥11、電機15、熱電偶23、PH計24、壓力計25、安全閥26、泄壓閥27、加熱系統(tǒng)中的加熱器17、循環(huán)泵18、調節(jié)閥19和排料系統(tǒng)中的排料泵30、排料閥31電氣連接。

進一步，所述水平分管4為環(huán)狀管道，所述若干豎直分管5上的噴氣嘴7均沿腔體1切線方向布置，所述相鄰豎直分管5上的噴氣嘴7位置交錯排列；

進一步，所述攪拌槳12距腔體1底面距離為10～50mm。

進一步，所述換熱夾套16中的換熱介質為熱水或導熱油。

本發(fā)明的工作過程：

首先將一定量的固體料如鋼渣粉、電石渣粉、石灰粉等堿性氧化物和液體料如水和助劑等加入反應器的腔體1中，開啟攪拌系統(tǒng)進行攪拌混合，然后通入含二氧化碳的氣體，繼續(xù)攪拌，同時監(jiān)測漿體的溫度、PH值、反應器壓力和攪拌器轉速。通過預先設定的方案，調節(jié)攪拌槳12轉速、換熱介質溫度、反應器壓力，使二氧化碳礦化反應在優(yōu)化條件下進行。礦化反應完畢后，自動關閉氣源，開啟排漿閥31和排漿泵30，排出反應后物料，完成單次礦化反應。

本發(fā)明能夠以多種形式具體實施而不脫離發(fā)明的精神或實質，所以應當理解，上述實施例不限于前述的細節(jié)，而應在權利要求所限定的范圍內廣泛地解釋，因此落入權利要求或其等效范圍內的變化和改型都應為權利要求所涵蓋。