技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)納米碳酸鈣的設(shè)備，特別是涉及一種連續(xù)生產(chǎn)納米碳酸鈣的新型碳化反應(yīng)器及方法。

背景技術(shù)

碳化反應(yīng)是在一個(gè)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(zhǎng)過程。“碳化法”是目前國(guó)內(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(gè)步驟。目前國(guó)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(lái)看，也是前兩種方法低而后兩種方法高。所以國(guó)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(shí)間較長(zhǎng)，二氧化碳利用率低；3)很難實(shí)現(xiàn)對(duì)碳化過程的全程監(jiān)控，難實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制；4)碳酸鈣成核和生長(zhǎng)階段在同?碳化反應(yīng)其中時(shí)行，很難控制碳酸鈣的粒徑，造成產(chǎn)品波動(dòng)人。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明需解決的問題是現(xiàn)有技術(shù)中碳酸鈣成核和生長(zhǎng)階段沒分開，很難控制碳酸鈣的粒徑，造成產(chǎn)品波動(dòng)人，對(duì)此設(shè)計(jì)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(shí)間短、二氧化碳利用率高、碳酸鈣成核階段和生長(zhǎng)階段分步控制而且可以監(jiān)控整個(gè)碳化過程中每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的反應(yīng)情況和反應(yīng)程度的碳化器以及方法。

為了邊到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：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(chǔ)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(zhǎng)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(chǔ)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(chǔ)池的漿液輸出端連接。

所述的一次碳化生長(zhǎng)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)管以技排漿管；所述的漿液導(dǎo)入管的一端管口延伸至該反應(yīng)器外通過管道與一次碳化成核反應(yīng)器的排漿管連接，所述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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)反應(yīng)器以及二次碳化管式反應(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(wú)間斷的復(fù)弓形結(jié)構(gòu)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(zhǎng)反應(yīng)器內(nèi)的排漿管的口徑為漿液碳化反應(yīng)管的口徑的2倍。

一種利用上述碳化器生產(chǎn)納米碳酸鈣的方法，其步驟如下：

1)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(chǔ)：

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(chǔ)池里存儲(chǔ)；

3)一次碳化成核反應(yīng)處理：

將氫氧化鈣漿液存儲(chǔ)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(zhǎng)反應(yīng)處理：