专利名称：一种内冷循环式碳化反应装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种化工领域中生产碳酸钙的碳化反应装置。
背景技术：
纳米碳酸4丐因其具有优异的微观粒子效应，可广泛应用于涂料、塑 料、造纸、油墨、化妆品等领域。起到增加体积、降低成本的作用。 研究表明，不同晶型、不同粒度碳酸钙具有不同性质，纳米级超细碳 酸鈣由于具有较大比表面，因而具有较好的补强特性。
碳酸钩主要通过化学反应制备，其中碳化反应是制备轻质碳酸钙 的主要工艺。在碳化过程中，如果不控制条件，得到的产品晶型为纺 锤型、粒度为5nm左右的普通碳酸钩，但通过控制温度等条件，添加 某种添加剂，则可获得粒度为几十nm,晶型为立方体、片状等形状的 纳米碳酸钙。控制温度和动力学条件最主要的方法是碳化设备的选择。 目前国内生产纳米碳酸4丐的装置主要类型有鼓泡式碳化塔、喷 雾式碳化塔、自吸式强力搅拌碳化釜等。其中鼓泡式碳化塔存在温度 难以控制，达不到所需粒径，成本较高，C02吸收率较低等问题，喷雾 式碳化塔存在喷孔太小、易堵塞，设备复杂，影响工业生产的弊端， 自吸式强力搅拌碳化釜存在放大规模有限问题，国内外都在致力于寻 找一种既能方便地控制温度和动力学条件，又能提高C02吸收率，降低 生产成本，且能大规模工业化的碳化反应设备。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服已有技术的缺点，提供一种温度易于 控制、C02吸收率高、成本较低、利于操作和维护的内冷循环式碳化反应装置。
本实用新型包括由内筒和外筒组成的容器、搅拌装置和温控装置， 外筒上部设有进料管，下部设有出料管，所述的内筒上部设有进水管， 下部设有出水管，内筒与外筒不相通，外筒顶部设置有密封盖，密封 盖上设有出气孔，所述的出气孔由密封盖上设置的自动减压阀控制。
本实用新型的另 一个技术方案是外筒壁与内筒壁之间设置有多层
环形筛板，筛板孔径为①5隱-①20 mm。
本实用新型的又一个技术方案是内筒底部和外筒底部均为平底， 内筒底部和外筒底部之间的垂直距离为100mm-500 mm，外筒底部均匀 安装有微泡发生器。
本实用新型的再一个技术方案是所述内筒的材质选用不锈钢薄板。
本实用新型的再一个技术方案是所述的内筒直径是外筒直径的 1/4-3/4倍。
本实用新型的内筒与外筒不相通，外筒作为Ca(0H)2和C02反应的 容器，内筒作为冷却用，内筒材质选用传热效果好且耐腐蚀的不锈钢 薄板，通过循环式地注入冷水，从反应液的中部带走热量。搅拌装置 的搅拌机构安装在外筒中下部，温控装置的温度传感器固定在外筒内壁。
内筒上部设有进水管，通过连通管穿过外筒壁与供水系统相连， 内筒下部设有出水管，通过连通管穿过外筒壁与水池相连，经水池自 然冷却后的冷水又可通过供水系统循环使用。外筒上部设有进料管， Ca(0H)2浆液等原材料通过进料管加入，外筒下部设有出料管，反应生 成物CaC03浆液从出料管放出。
内筒顶部不设密封盖，外筒顶部设有密封盖，密封盖上开有孔，
4孔上设有减压阀，当筒内压力高于一定值后，减压阔自动开启放气， 降低筒内压力。密封盖可以增大筒内C02气压，提高C02吸收率。内筒 壁和外筒壁之间设置有多层环形篩板，筛板开孔孔径通常不超过①
10mm。筛板可以降低C02气体上升速率，增加气液接触时间，提高C02 吸收率。外筒内底部均匀安置有多个微泡发生器，通过进气管与外部 C02气源连接，C02气体通过微泡发生器形成无数个微小气泡，伴随浆液 的搅拌进入Ca(0H)2溶液，在上升过程中与之发生化学反应生成CaC03
曰丄二 曰曰扭。
碳化反应装置工作时，通过外筒进料管加入Ca(0H)2浆料，反应过 程中浆料液面不能超过内筒顶部，不能让浆料进入内筒，内筒顶部可 以封闭，通过内筒进水管放入冷水，出水管放出热水，当浆料温度达 到规定的低温时，打开C02气源，C02微泡与Ca(OHh浆液进行化学反应， 生成CaC03晶粒，同时放热，使浆料温度升高，由于内筒内的冷水不断 地循环带走热量，浆料溫度被降低，当浆料温度与设定的低温相差较 大时，通过温控装置，提高循环冷却水流速，从而提高冷却速度。反 应过程中，搅拌装置不断进行搅拌，改善微晶粒形成的动力学条件， 当C02尾气气压太大，超过一定上限时，减压阀自动开启。反应过程中 可通过进料管加入一些添加剂、晶型控制剂和包覆剂等。反应结束后， 通过出料管放出生成物CaC03浆料。
与传统的纳米碳酸4丐碳化反应装置相比，本实用新型使反应浆料 获得低温容易控制，使用普通常温自来水即可，低温获取成本低。同 时，0)2吸收率高，产品质量好，晶粒度细，颗粒均匀，设备筒单，微 泡发生器不易堵塞，生产操作和维护简便，便于规模化工业生产。此 外，本装置还可用于碳酸4丐基复合钛白的制备。
图1为本实用新型的 一种内冷循环式碳化反应装置的结构示意图。
图2为图1所结构中的环形筛板示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，本实用新型的一种内冷循环式碳化反应装置，它包 括外筒1、内筒2、搅拌装置3和温控装置4。
内筒上部设有进水管5，下部设有出水管6，外筒上部设有进料管 7,下部设有出料管8。外筒上部设有密封盖9，密封盖9上安置有自 动减压阀IO。外筒壁与内筒壁之间安装有环形筛板11,筛板孔径为① 8mra。外筒内底部安置有微泡发生器12,内筒底部和外筒底部之间的垂 直距离为100mm。内筒直径是外筒直径的1/2倍。
如图2所示，环形筛板11上面均匀分布有多个筛孔13。
实施例2
如图1所示，本实用新型的一种内冷循环式碳化反应装置，它包 括外筒l、内筒2、搅拌装置3和温控装置4。
内筒上部设有进水管5，下部设有出水管6，外筒上部设有进料管 7,下部设有出料管8。外筒上部设有密封盖9,密封盖9上安置有自 动减压阀10。外筒壁与内筒壁之间安装有环形筛板11，筛板孔径为O 10mm。外筒内底部安置有微泡发生器12,内筒底部和外筒底部之间的 垂直距离为200mm。内筒直径是外筒直径的1/3倍。
环形筛板11上面均匀分布有多个筛孔13。
实施例3
本实用新型的一种内冷循环式碳化反应装置，它包括外筒l、内筒 2、搅拌装置3和温控装置4。内筒上部设有进水管5，下部设有出水管6，外筒上部设有进料管
7，下部设有出料管8。外筒上部设有密封盖9,密封盖9上安置有自 动减压阀10。外筒壁与内筒壁之间安装有环形筛板ll,筛板孔径为① 15mm。外筒内底部安置有微泡发生器12,内筒底部和外筒底部之间的 垂直距离为500mm。内筒直径是外筒直径的2/3倍。 环形筛板11上面均匀分布有多个筛孔13。
权利要求1、一种内冷循环式碳化反应装置，包括由内筒和外筒组成的容器、搅拌装置和温控装置，外筒上部设有进料管，下部设有出料管，其特征在于所述的内筒上部设有进水管，下部设有出水管，所述的内筒与外筒不相通，外筒顶部设置有密封盖，密封盖上设有出气孔，所述的出气孔由密封盖上设置的自动减压阀控制。
2、 根据权利要求l所述的内冷循环式碳化反应装置，其特征在于外 筒壁与内筒壁之间设置有多层环形筛板，筛板孔径为①5mm ①20 mm。
3、 根据权利要求1所述的内冷循环式碳化反应装置，其特征在于内 筒底部和外筒底部均为平底，内筒底部和外筒底部之间的垂直距离为 100mm 500mm，外筒底部均匀安装有微泡发生器。
4、 根据权利要求1所述的内冷循环式碳化反应装置，其特征在于内 筒的材质选用不锈钢薄板。
5、 根据权利要求1所述的内冷循环式碳化反应装置，其特征在于内 筒直径是外筒直径的1/3 2/3倍。
专利摘要本实用新型是一种内冷循环式碳化反应装置，涉及一种化工领域中生产碳酸钙的碳化反应装置，包括由内筒和外筒组成的容器、搅拌装置和温控装置，外筒上部设有进料管，下部设有出料管，其特征在于所述的内筒上部设有进水管，下部设有出水管，内筒与外筒不相通，外筒顶部设置有密封盖，密封盖上设有出气孔，所述的出气孔由密封盖上设置的自动减压阀控制。本实用新型使用普通常温自来水即可，低温获取成本低，同时，CO<sub>2</sub>吸收率高，产品质量好，晶粒度细，颗粒均匀，设备简单，生产操作和维护简便，便于规模化工业生产。
文档编号C01F11/18GK201343449SQ20082012436
公开日2009年11月11日 申请日期2008年12月10日 优先权日2008年12月10日
发明者伍维根, 曾维琼, 兵 范, 邹建新, 钟少波, 陈延松 申请人:攀枝花学院