專利名稱:一種生產(chǎn)納米碳酸鈣的碳化器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實用新型涉及一種生產(chǎn)納米碳酸鈣的設(shè)備,特別涉及一種連續(xù)生產(chǎn)納米碳酸鈣的新型碳化反應(yīng)器。
背景技術(shù):
碳化反應(yīng)是在一個氣、液、固三相反應(yīng)體系中進(jìn)行,其中涉及到氫氧化鈣固體的溶解、二氧化碳?xì)怏w吸收、碳酸鈣的沉淀以及碳酸鈣粒子成核生長過程?!疤蓟ā笔悄壳皣鴥?nèi)外制備碳酸鈣中普遍采用的方法,氫氧化鈣和二氧化碳反應(yīng)的碳化過程是最為關(guān)鍵的一個步驟。目前國內(nèi)外比較成熟的碳化方法有四種間歇鼓泡式碳化法、間歇攪拌式碳化法、連續(xù)噴霧碳化法和間歇超重力式碳化法。其中從成本方面看,前兩種方法低而后兩種方法高;從投資情況來看,也是前兩種方法低而后兩種方法高。所以國內(nèi)外生產(chǎn)納米碳酸鈣多以前兩種方法為主,間歇鼓泡式碳化法、間歇攪拌式碳化法是將加有分散劑和晶型導(dǎo)向劑等添 加劑的氫氧化鈣漿液制冷后通到裝有攪拌機(jī)或沒裝攪拌機(jī)的碳化塔里,從塔底通二氧化碳?xì)怏w,氫氧化鈣和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀。由于氫氧化鈣和二氧化碳是氣液-固三相接觸的放熱反應(yīng),氣體分布不均勻、反應(yīng)溫度不斷升高等因素影響碳酸鈣的晶體形態(tài)的變化。這兩種碳化方式的不足之處如下1)生產(chǎn)的產(chǎn)品晶體結(jié)構(gòu)不規(guī)整,同批生產(chǎn)的產(chǎn)品粒徑分布范圍廣;2)反應(yīng)時間較長,二氧化碳利用率低;3)很難實現(xiàn)對碳化過程的全程監(jiān)控,難實現(xiàn)自動控制;4)碳酸鈣成核和生長階段在同一碳化反應(yīng)其中進(jìn)行,很難控制碳酸隹丐的粒徑,造成廣品波動大。
實用新型內(nèi)容本實用新型需解決的問題是現(xiàn)有技術(shù)中碳酸鈣成核和生長階段沒分開,很難控制碳酸鈣的粒徑,造成產(chǎn)品波動大,對此設(shè)計一種連續(xù)生產(chǎn)、粒徑分布均勻、晶型規(guī)整、產(chǎn)品重現(xiàn)性好、碳化時間短、二氧化碳利用率高、碳酸鈣成核階段和生長階段分步控制而且可以監(jiān)控整個碳化過程中每個質(zhì)點的反應(yīng)情況和反應(yīng)程度的碳化設(shè)備即碳化器。本實用新型根據(jù)上述需解決的問題設(shè)計的一種生產(chǎn)納米碳酸鈣的碳化器,是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種生產(chǎn)納米碳酸鈣的碳化器,包括氫氧化鈣調(diào)配池,與之連接的氫氧化鈣漿液存儲池,該碳化器還包括依次相互連接的一次碳化成核反應(yīng)器、一次碳化生長反應(yīng)器、一次碳化陳化池,二次碳化管式反應(yīng)器以及碳酸鈣活化池,所述的一次碳化成核反應(yīng)器與氫氧化鈣漿液存儲池的漿液輸出端連接。所述的一次碳化成核反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置有由上而下依次連接的漿液導(dǎo)入管、漿液碳化反應(yīng)管以及排漿管;所述的漿液導(dǎo)入管的一端管口延伸至該反應(yīng)器外通過管道與氫氧化鈣漿液存儲池的漿液輸出端連接。所述的一次碳化生長反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置有由上而下依次連接的漿液導(dǎo)入管、漿液碳化反應(yīng)管以及排漿管;所述的一次碳化生長反應(yīng)器的漿液導(dǎo)入管的一端管口延伸至該反應(yīng)器外通過管道與一次碳化成核反應(yīng)器的排漿管連接,所述的一次碳化生長反應(yīng)器的排漿管通過管道與一次碳化陳化池的漿液輸入端連接。所述的二次碳化管式反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置有漿液碳化反應(yīng)管,該漿液碳化反應(yīng)管一端的管口延伸至該反應(yīng)器外通過管道與一次碳化陳化池的漿液輸出端連接,另一端口于該反應(yīng)器底部伸出連接到碳酸鈣活化池內(nèi)。所述的一次碳化成核反應(yīng)器、一次碳化生長反應(yīng)器以及二次碳化管式反應(yīng)器內(nèi)的漿液碳化反應(yīng)管內(nèi)設(shè)置有二氧化碳多孔反應(yīng)管,該二氧化碳多孔反應(yīng)管與設(shè)置于該反應(yīng)器內(nèi)一側(cè)的二氧化碳輸入管連通。所述的一次碳化成核反應(yīng)器、一次碳化生長反應(yīng)器以及二次碳化管式反應(yīng)器內(nèi)的二氧化碳多孔反應(yīng)管設(shè)置有用于使二氧化碳與漿液接觸反應(yīng)的孔。進(jìn)一步地,所述的一次碳化成核反應(yīng)器、一次碳化生長反應(yīng)器以及次碳化管式反應(yīng)器各反應(yīng)器內(nèi)的漿液導(dǎo)入管與漿液碳化反應(yīng)管以及二氧化碳多孔反應(yīng)管均為兩端連續(xù)無間斷的重復(fù)弓形結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步地,所述的一次碳化成核反應(yīng)器、一次碳化生長反應(yīng)器內(nèi)的排漿管的口徑為衆(zhòng)液碳化反應(yīng)管的口徑的2倍。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)比較,具有可以連續(xù)生產(chǎn)粒徑分布均勻、晶體結(jié)構(gòu)很規(guī)整、產(chǎn)品質(zhì)量很穩(wěn)定的納米碳酸鈣,同時具有設(shè)備投資小、碳化時間短、能耗低等優(yōu)點。
圖I是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖;圖2是本實用新型的一次碳化成核反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖;圖3是本實用新型的一次碳化生長反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖;圖4是本實用新型的二次碳化管式反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解,
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述,但具體實施例并不對本實用新型作任何限定。如附圖I所示,一種生產(chǎn)納米碳酸鈣的碳化器,包括通過管通和泵依次相互連接的氫氧化鈣調(diào)配池4、氫氧化鈣漿液存儲池5、一次碳化成核反應(yīng)器I、一次碳化生長反應(yīng)器
2、一次碳化陳化池6、二次碳化管式反應(yīng)器3,該碳化器還包括碳酸鈣活化池7,二次碳化管式反應(yīng)器3的漿液碳化管9直通到碳酸鈣活化池7中。如附圖I、2所示,所述的一次碳化成核反應(yīng)器I內(nèi)設(shè)置有由上而下依次連接的漿液導(dǎo)入管8、漿液碳化反應(yīng)管9以及排漿管10,漿液導(dǎo)入管8的一端管口延伸至該反應(yīng)器外通過管道與氫氧化鈣漿液存儲池5的漿液輸出端連接,排漿管10位于該反應(yīng)器內(nèi)的底部,并與連接泵的管道連通。漿液碳化反應(yīng)管9內(nèi)設(shè)置有二氧化碳多孔反應(yīng)管12,該二氧化碳多孔反應(yīng)管12與設(shè)置于該反應(yīng)器右側(cè)的二氧化碳輸入管11連通,并設(shè)置有用于使二氧化碳與漿液接觸反應(yīng)的孔。、如附圖1、3所示,所述的一次碳化生長反應(yīng)器2與一次碳化成核反應(yīng)器I結(jié)構(gòu)相同,該一次碳化生長反應(yīng)器2內(nèi)設(shè)置有由上而下依次連接的漿液導(dǎo)入管8、漿液碳化反應(yīng)管9以及排漿管10,漿液導(dǎo)入管8的一端管口延伸至該反應(yīng)器外通過管道與一次碳化成核反應(yīng)器I的排漿管10連接,一次碳化生長反應(yīng)器2的排漿管10與一次碳化陳化池6的漿液輸入端連接。漿液碳化反應(yīng)管9內(nèi)設(shè)置有二氧化碳多孔反應(yīng)管12,該二氧化碳多孔反應(yīng)管12與設(shè)置于該反應(yīng)器一側(cè)的二氧化碳輸入管11連通,并設(shè)置有用于使二氧化碳與漿液接觸反應(yīng)的孔。如附圖1、4所示,所述的二次碳化管式反應(yīng)器3內(nèi)設(shè)置有漿液碳化反應(yīng)管9與二氧化碳輸入管11,在漿液碳化反應(yīng)管9內(nèi)設(shè)置有二氧化碳多孔反應(yīng)管12,所述的二氧化碳多孔反應(yīng)管9與二氧化碳輸入管11連通并設(shè)置有用于使二氧化碳與漿液接觸反應(yīng)的孔;該二次碳化管式反應(yīng)器的漿液碳化反應(yīng)管9 一端的管口延伸至該反應(yīng)器外通過管道與一次碳化陳化池6的漿液輸出端連接,另一端口于該反應(yīng)器底部伸出連接到碳酸鈣活化池內(nèi)7。其中,一次碳化成核反應(yīng)器I、一次碳化生長反應(yīng)器2以及二次碳化管式反應(yīng)器3內(nèi)的漿液導(dǎo)入管8與漿液碳化反應(yīng)管9以及二氧化碳多孔反應(yīng)管12均為兩端連續(xù)無間斷 的重復(fù)弓形結(jié)構(gòu),且排漿管10的口徑為漿液碳化反應(yīng)管9的口徑的2倍。下面詳細(xì)描述本實用新型的工作流程與使用方法,以便對本實用新型的技術(shù)特征及優(yōu)點進(jìn)行更深入的詮釋。利用上述碳化器生產(chǎn)納米碳酸鈣的方法,其步驟如下I)氫氧化鈣漿液的調(diào)制在氫氧化鈣調(diào)配池中調(diào)配好氫氧化鈣漿液的濃度,并在氫氧化鈣漿液里添加晶型導(dǎo)向劑與分散劑六聚偏磷酸鈉,并混合攪拌均勻;2)氫氧化鈣漿液的存儲將在氫氧化鈣調(diào)配池中調(diào)配好的漿液抽到氫氧化鈣漿液存儲池里存儲;3) 一次碳化成核反應(yīng)處理將氫氧化鈣漿液存儲池里的漿液通到一次碳化成核反應(yīng)器里的漿液導(dǎo)入管,并往一次碳化成核反應(yīng)器里的二氧化碳輸入管通入經(jīng)過凈化處理的二氧化碳?xì)怏w,使?jié){液和二氧化碳?xì)怏w在漿液碳化反應(yīng)管里接觸反應(yīng),得到氫氧化鈣和碳酸鈣混合懸浮液,反應(yīng)后的漿液從該反應(yīng)器內(nèi)的排漿管排出;4) 一次碳化生長反應(yīng)處理將一次碳化成核反應(yīng)后的漿液通到一次碳化生長反應(yīng)器里的漿液導(dǎo)入管,并往一次碳化生長反應(yīng)器里的二氧化碳輸入管通入經(jīng)過凈化處理的二氧化碳?xì)怏w,使?jié){液中的氫氧化鈣和二氧化碳?xì)怏w在漿液碳化反應(yīng)管里接觸反應(yīng),得到納米碳酸鈣漿液,反應(yīng)后的漿液從該反應(yīng)器的排漿管排出;5)陳化處理將一次碳化生長反應(yīng)后的漿液通到一次碳化陳化池里進(jìn)行陳化,去掉納米碳酸鈣漿液中的雜質(zhì)并使納米碳酸鈣的粒徑均勻;6) 二次碳化反應(yīng)處理經(jīng)陳化處理后的漿液會有少量返堿的氫氧化鈣,將在一次碳化陳化池陳化后的漿液抽到二次碳化管式反應(yīng)器的漿液碳化反應(yīng)管,并往一次碳化生長反應(yīng)器里的二氧化碳輸入管通入經(jīng)過凈化處理的二氧化碳?xì)怏w,使?jié){液中的氫氧化鈣和二氧化碳?xì)怏w在漿液碳化反應(yīng)管里接觸反應(yīng);[0038]7)活化處理將在二次碳化管式反應(yīng)器里反應(yīng)后的納米碳酸鈣漿液通到碳酸鈣活化池,添加表面活性劑進(jìn)行處理;8)脫水干燥處理將在碳酸鈣活化池活化后的漿液進(jìn)行脫水、干燥處理,得到所需的納米碳酸鈣產(chǎn)
品O所述的步驟I)中,所述調(diào)配的氫氧化鈣漿液的質(zhì)量濃度為5% 15% ;所述的晶型導(dǎo)向劑為氯化鎂、硫酸鎂、硅酸鈉中的一種,所添加的晶型導(dǎo)向劑與分散劑六聚偏磷酸鈉的質(zhì)量為占?xì)溲趸}漿液中氫氧化鈣于基的質(zhì)量百分含量的O. I % 2%。所述的步驟3)、步驟4)以及步驟6)中,各碳化反應(yīng)中通入的二氧化碳?xì)怏w為體積濃度>20%的二氧化碳?xì)怏w,且通過控制二氧化碳?xì)怏w流量的大小來控制各碳化反應(yīng)的反應(yīng)速率。所述的步驟3)、步驟4)以及步驟6)中,各碳化反應(yīng)中通過漿液碳化反應(yīng)管中的漿液與管外的水進(jìn)行熱交換來控制各碳化反應(yīng)的碳化溫度。實施例I在氫氧化鈣調(diào)配池中調(diào)節(jié)氫氧化鈣質(zhì)量濃度為6 % 15%的氫氧化鈣漿液,調(diào)配好后把氫氧化鈣漿液存儲到氫氧化鈣漿液存儲池里。將氫氧化鈣漿液存儲池里的氫氧化鈣漿液的溫度控制在10°c 30°C之間,并加入占?xì)溲趸}干基的質(zhì)量百分含量為O. I % 2%的晶型導(dǎo)向劑氯化鎂、硫酸鎂、硅酸鈉中的一種或多種再加O. I 2%的分散劑六聚偏磷酸鈉,混合攪拌均勻后,往一次碳化成核反應(yīng)器中泵入氫氧化鈣漿液,并往一次碳化成核反應(yīng)器中通入已經(jīng)凈化的二氧化碳?xì)怏w,二氧化碳的體積濃度> 20%,通入的二氧化碳?xì)怏w與在衆(zhòng)液碳化反應(yīng)管中與衆(zhòng)液不斷接觸反應(yīng)。通過控制二氧化碳?xì)怏w流量的大小來控制反應(yīng)速率,通過衆(zhòng)液碳化反應(yīng)管內(nèi)衆(zhòng)液與管外的水進(jìn)行熱交換,控制碳化溫度在10°C 30°C之間,通過監(jiān)控漿液碳化反應(yīng)管內(nèi)漿液的粘度變化,控制一次碳化成核反應(yīng)衆(zhòng)液粘度為800mpa. s 950mpa. s,當(dāng)監(jiān)測到當(dāng)層的碳化衆(zhòng)液粘度在800mpa. s 950mpa. s時下一層的衆(zhòng)液碳化反應(yīng)管停止通二氧化碳?xì)怏w。把在一次碳化成核反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)后的漿液通往一次碳化生長器,把次碳化生長器的溫度控制在10°c 30°C之間,通入經(jīng)過凈化處理的體積濃度> 20%的二氧化碳?xì)怏w進(jìn)行碳化,,使兩端連續(xù)無間斷的重復(fù)弓形結(jié)構(gòu)的漿液碳化反應(yīng)管中的漿液與二氧化碳?xì)怏w不斷接觸反應(yīng),反應(yīng)后的漿液從一次碳化生長反應(yīng)器底部的排漿管流出,所得到的漿液PH值為7 8,粒徑為30nm左右的、粒徑分布均勻、分散性好的納米碳酸鈣漿液。將一次碳化成核反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)得到的納米碳酸鈣漿液通到一次碳化陳化池陳化I 6天后把漿液抽到二次碳化管式反應(yīng)器的漿液碳化反應(yīng)管里,經(jīng)陳化后的漿液會有少量返堿的氫氧化鈣,往二次碳化管式反應(yīng)器的二氧化碳輸入管通入經(jīng)過凈化處理的體積濃度> 20%的二氧化碳?xì)怏w,使其與氫氧化鈣漿液發(fā)生反應(yīng)。把二次碳化管式反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生反應(yīng)后的漿液直接通到碳酸鈣活化池,并添加表面活性劑處理,最后把活化處理后的漿液進(jìn)行脫水干燥處理,可得到粒徑分布、均勻、分散性好、粒徑為30nm左右的納米碳酸鈣。實施例2[0052]在氫氧化鈣調(diào)配池中調(diào)節(jié)氫氧化鈣質(zhì)量濃度為5 % 10%的氫氧化鈣漿液,調(diào)配好后把氫氧化鈣漿液存儲到氫氧化鈣漿液存儲池里。將氫氧化鈣漿液存儲池里的氫氧化鈣漿液的溫度控制在10°c 30°C之間,并加入占?xì)溲趸}干基的質(zhì)量百分含量為O. 4%的晶型導(dǎo)向劑氯化鎂 、硫酸鎂、硅酸鈉中的一種或多種再加O. 2 2%的分散劑六聚偏磷酸鈉,混合攪拌均勻后,往一次碳化成核反應(yīng)器中泵入氫氧化鈣漿液,并往一次碳化成核反應(yīng)器中通入已經(jīng)凈化的二氧化碳?xì)怏w,二氧化碳的體積濃度> 20%,通入的二氧化碳?xì)怏w與在漿液碳化反應(yīng)管中與漿液不斷接觸反應(yīng)。通過控制二氧化碳?xì)怏w流量的大小來控制反應(yīng)速率,通過衆(zhòng)液碳化反應(yīng)管內(nèi)衆(zhòng)液與管外的水進(jìn)行熱交換,控制碳化溫度在10°C 30°C之間,通過監(jiān)控漿液碳化反應(yīng)管內(nèi)漿液的粘度變化,控制一次碳化成核反應(yīng)衆(zhòng)液粘度為700mpa. s 850mpa. s,當(dāng)監(jiān)測到當(dāng)層的碳化衆(zhòng)液粘度在700mpa. s 850mpa. s時下一層的衆(zhòng)液碳化反應(yīng)管停止通二氧化碳?xì)怏w。把在一次碳化成核反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)后的漿液通往一次碳化生長器,把次碳化生長器的溫度控制在10°c 30°C之間,通入經(jīng)過凈化處理的體積濃度> 20%的二氧化碳?xì)怏w進(jìn)行碳化,,使兩端連續(xù)無間斷的重復(fù)弓形結(jié)構(gòu)的漿液碳化反應(yīng)管中的漿液與二氧化碳?xì)怏w不斷接觸反應(yīng),反應(yīng)后的漿液從一次碳化生長反應(yīng)器底部的排漿管流出,所得到的漿液PH值為7 8,粒徑為80nm左右的、粒徑分布均勻、分散性好的納米碳酸鈣漿液。將一次碳化成核反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)得到的納米碳酸鈣漿液通到一次碳化陳化池陳化I 6天后把漿液抽到二次碳化管式反應(yīng)器的漿液碳化反應(yīng)管里,經(jīng)陳化后的漿液會有少量返堿的氫氧化鈣,往二次碳化管式反應(yīng)器的二氧化碳輸入管通入經(jīng)過凈化處理的體積濃度> 20%的二氧化碳?xì)怏w,使其與氫氧化鈣漿液發(fā)生反應(yīng)。把二次碳化管式反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生反應(yīng)后的漿液直接通到碳酸鈣活化池,并添加表面活性劑處理,最后把活化處理后的漿液進(jìn)行脫水干燥處理,可得到粒徑分布均勻、分散性好、粒徑為80nm左右的納米碳酸鈣。實施例3在氫氧化鈣調(diào)配池中調(diào)節(jié)氫氧化鈣質(zhì)量濃度為5 % 10%的氫氧化鈣漿液,調(diào)配好后把氫氧化鈣漿液存儲到氫氧化鈣漿液存儲池里。將氫氧化鈣漿液存儲池里的氫氧化鈣漿液的溫度控制在20°C 40°C之間,并加入占?xì)溲趸}干基的質(zhì)量百分含量為O. 3%的晶型導(dǎo)向劑氯化鎂、硫酸鎂、硅酸鈉中的一種和O. 2 2%的分散劑六聚偏磷酸鈉,混合攪拌均勻后,往一次碳化成核反應(yīng)器中泵入氫氧化鈣漿液,并往一次碳化成核反應(yīng)器中通入已經(jīng)凈化的二氧化碳?xì)怏w,二氧化碳的體積濃度> 20%,通入的二氧化碳?xì)怏w與在漿液碳化反應(yīng)管中與漿液不斷接觸反應(yīng)。通過控制二氧化碳?xì)怏w流量的大小來控制反應(yīng)速率,通過衆(zhòng)液碳化反應(yīng)管內(nèi)衆(zhòng)液與管外的水進(jìn)行熱交換,控制碳化溫度在32°C 33°C之間,通過監(jiān)控漿液碳化反應(yīng)管內(nèi)漿液的粘度變化,控制一次碳化成核反應(yīng)衆(zhòng)液粘度為600mpa. s 650mpa. s,當(dāng)監(jiān)測到當(dāng)層的碳化衆(zhòng)液粘度在600mpa. s 650mpa. s時下一層的衆(zhòng)液碳化反應(yīng)管停止通二氧化碳?xì)怏w。把在一次碳化成核反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)后的漿液通往一次碳化生長器,把次碳化生長器的溫度控制在34°C 35°C之間,通入經(jīng)過凈化處理的體積濃度> 20%的二氧化碳?xì)怏w進(jìn)行碳化,,使兩端連續(xù)無間斷的重復(fù)弓形結(jié)構(gòu)的漿液碳化反應(yīng)管中的漿液與二氧化碳?xì)怏w不斷接觸反應(yīng),反應(yīng)后的漿液從一次碳化生長反應(yīng)器底部的排漿管流出,所得到的漿液PH值為7 8,粒徑為120nm左右的、粒徑分布均勻、分散性好的納米碳酸鈣漿液。將一次碳化成核反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)得到的納米碳酸鈣漿液通到一次碳化陳化池陳化I 6天后把漿液抽到二次碳化管式反應(yīng)器的漿液碳化反應(yīng)管里,經(jīng)陳化后的漿液會有少量返堿的氫氧化鈣,往二次碳化管式反應(yīng)器的二氧化碳輸入管通入經(jīng)過凈化處理的體積濃度> 20%的二氧化碳?xì)怏w,使其與氫氧化鈣漿液發(fā)生反應(yīng)。把二次碳化管式反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生反應(yīng)后的漿液直接通到碳酸鈣活化池,并添加表面活性劑處理,最后把活化處理后的漿液進(jìn)行脫水干燥處理,可得到粒徑分布均勻、分散性好、粒徑為120nm左右的納米碳酸鈣。實施例4在氫氧化鈣調(diào)配池中調(diào)節(jié)氫氧化鈣質(zhì)量濃度為5 % 10%的氫氧化鈣漿液,調(diào)配 好后把氫氧化鈣漿液存儲到氫氧化鈣漿液存儲池里。將氫氧化鈣漿液存儲池里的氫氧化鈣漿液的溫度控制在20°C 45°C之間,并加入占?xì)溲趸}干基的質(zhì)量百分含量為O. 3%的晶型導(dǎo)向劑氯化鎂、硫酸鎂、硅酸鈉中的一種和O. 2%的分散劑六聚偏磷酸鈉,混合攪拌均勻后,往一次碳化成核反應(yīng)器中泵入氫氧化鈣漿液,并往一次碳化成核反應(yīng)器中通入已經(jīng)凈化的二氧化碳?xì)怏w,二氧化碳的體積濃度> 20%,通入的二氧化碳?xì)怏w與在漿液碳化反應(yīng)管中與漿液不斷接觸反應(yīng)。通過控制二氧化碳?xì)怏w流量的大小來控制反應(yīng)速率,通過衆(zhòng)液碳化反應(yīng)管內(nèi)衆(zhòng)液與管外的水進(jìn)行熱交換,控制碳化溫度在20°C 45°C之間,通過監(jiān)控漿液碳化反應(yīng)管內(nèi)漿液的粘度變化,控制一次碳化成核反應(yīng)衆(zhòng)液粘度為500mpa. s 600mpa. s,當(dāng)監(jiān)測到當(dāng)層的碳化衆(zhòng)液粘度在500mpa. s 600mpa. s時下一層的衆(zhòng)液碳化反應(yīng)管停止通二氧化碳?xì)怏w。把在一次碳化成核反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)后的漿液通往一次碳化生長器,把一次碳化生長器的溫度控制在20°C 45°C之間,通入經(jīng)過凈化處理的體積濃度> 20%的二氧化碳?xì)怏w進(jìn)行碳化,,使兩端連續(xù)無間斷的重復(fù)弓形結(jié)構(gòu)的漿液碳化反應(yīng)管中的漿液與二氧化碳?xì)怏w不斷接觸反應(yīng),反應(yīng)后的漿液從一次碳化生長反應(yīng)器底部的排漿管流出,所得到的漿液pH值為7 8,粒徑為200nm左右的、粒徑分布均勻、分散性好的納米碳酸鈣漿液。將一次碳化成核反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)得到的納米碳酸鈣漿液通到一次碳化陳化池陳化I 6天后把漿液抽到二次碳化管式反應(yīng)器的漿液碳化反應(yīng)管里,經(jīng)陳化后的漿液會有少量返堿的氫氧化鈣,往二次碳化管式反應(yīng)器的二氧化碳輸入管通入經(jīng)過凈化處理的體積濃度> 20%的二氧化碳?xì)怏w,使其與氫氧化鈣漿液發(fā)生反應(yīng)。把二次碳化管式反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生反應(yīng)后的漿液直接通到碳酸鈣活化池,并添加表面活性劑處理,最后把活化處理后的漿液進(jìn)行脫水干燥處理,可得到粒徑分布均勻、分散性好、粒徑為200nm左右的納米碳酸鈣。
權(quán)利要求1.一種生產(chǎn)納米碳酸鈣的碳化器,包括氫氧化鈣調(diào)配池(4),與之連接的氫氧化鈣漿液存儲池(5),其特征在干該碳化器還包括依次相互連接的一次碳化成核反應(yīng)器(I)、一次碳化生長反應(yīng)器(2)、一次碳化陳化池¢),二次碳化管式反應(yīng)器(3)以及碳酸鈣活化池(7),所述的一次碳化成核反應(yīng)器(I)與氫氧化鈣漿液存儲池(5)的漿液輸出端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的生產(chǎn)納米碳酸鈣的碳化器,其特征在于所述的一次碳化成核反應(yīng)器(I)內(nèi)設(shè)置有由上而下依次連接的漿液導(dǎo)入管(8)、漿液碳化反應(yīng)管(9)以及排漿管(10);所述的漿液導(dǎo)入管(8)的一端管ロ延伸至該反應(yīng)器外通過管道與氫氧化鈣漿液存儲池(5)的漿液輸出端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生產(chǎn)納米碳酸鈣的碳化器,其特征在于所述的一次碳化生長反應(yīng)器(2)內(nèi)設(shè)置有由上而下依次連接的漿液導(dǎo)入管(8)、漿液碳化反應(yīng)管(9)以及排漿管(10);所述的一次碳化生長反應(yīng)器(2)的漿液導(dǎo)入管(8)的一端管ロ延伸至該反應(yīng)器外通過管道與一次碳化成核反應(yīng)器(I)的排漿管(10)連接,所述的一次碳化生長反應(yīng)器(2)的排漿管(10)通過管道與一次碳化陳化池¢)的漿液輸入端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生產(chǎn)納米碳酸鈣的碳化器,其特征在于所述的二次碳化管式反應(yīng)器(3)內(nèi)設(shè)置有漿液碳化反應(yīng)管(9),該漿液碳化反應(yīng)管(9) 一端的管ロ延伸至該反應(yīng)器外通過管道與一次碳化陳化池出)的漿液輸出端連接,另一端ロ于該反應(yīng)器底部伸出連接到碳酸鈣活化池(7)內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生產(chǎn)納米碳酸鈣的碳化器,其特征在于所述的一次碳化成核反應(yīng)器(I)、一次碳化生長反應(yīng)器(2)以及二次碳化管式反應(yīng)器(3)內(nèi)的漿液碳化反應(yīng)管(9)內(nèi)設(shè)置有ニ氧化碳多孔反應(yīng)管(12),該ニ氧化碳多孔反應(yīng)管(12)與設(shè)置于該反應(yīng)器內(nèi)一側(cè)的ニ氧化碳輸入管(11)連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的生產(chǎn)納米碳酸鈣的碳化器,其特征在干所述的一次碳化成核反應(yīng)器(I)、一次碳化生長反應(yīng)器(2)以及二次碳化管式反應(yīng)器(3)內(nèi)的ニ氧化碳多孔反應(yīng)管(12)設(shè)置有用于使ニ氧化碳與漿液接觸反應(yīng)的孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生產(chǎn)納米碳酸鈣的碳化器,其特征在于所述的一次碳化成核反應(yīng)器(I)、一次碳化生長反應(yīng)器(2)以及二次碳化管式反應(yīng)器(3)內(nèi)的漿液導(dǎo)入管(8)與漿液碳化反應(yīng)管(9)以及ニ氧化碳多孔反應(yīng)管(12)均為兩端連續(xù)無間斷的重復(fù)弓形結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I 7中任一項所述的生產(chǎn)納米碳酸鈣的碳化器,其特征在于所述的一次碳化成核反應(yīng)器(I)、一次碳化生長反應(yīng)器(2)內(nèi)的排漿管(10)的口徑為漿液碳化反應(yīng)管(9)的口徑的2倍。
專利摘要一種生產(chǎn)納米碳酸鈣的碳化器,包括依次連接的氫氧化鈣調(diào)配池、氫氧化鈣漿液存儲池、一次碳化成核反應(yīng)器、一次碳化生長反應(yīng)器、一次碳化陳化池、二次碳化管式反應(yīng)器以及碳酸鈣活化池,所述的一次碳化成核反應(yīng)器、一次碳化生長反應(yīng)器以及二次碳化管式反應(yīng)器內(nèi)均設(shè)置有兩端連續(xù)無間斷的重復(fù)弓形結(jié)構(gòu)的漿液碳化反應(yīng)管與二氧化碳多孔反應(yīng)管;在利用本實用新型生產(chǎn)納米碳酸鈣的過程中,碳酸鈣成核階段與生長階段可分段生產(chǎn)和分步控制,使得可以連續(xù)生產(chǎn)粒徑分布均勻、晶體結(jié)構(gòu)規(guī)整、產(chǎn)品質(zhì)穩(wěn)定的納米碳酸鈣,同時具有設(shè)備投資小、碳化時間短、能耗低等優(yōu)點。
文檔編號B82Y40/00GK202440323SQ20122008540
公開日2012年9月19日 申請日期2012年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月2日
發(fā)明者劉瓊艷, 廖權(quán), 晏華中, 潘志婷, 熊維湘, 甘潔媛, 馬躍東 申請人:連州市凱恩斯納米材料有限公司