[发明专利]一种用于合成纳米碳酸钙的装置及其实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工反应设备领域，具体来说是一种用于合成纳米碳酸钙的装置及其实现方法。

背景技术

纳米碳酸钙，又称超细碳酸钙，其粉体的特点是：

(1)粒子细：平均粒径为10-100nm；

(2)比表面积大：比普通轻质碳酸钙大近8倍；

(3)表面经过活化处理，活化率较高，具有不同的功能和用途；

(4)白度较高，适宜作浅色制品，pH值呈弱碱性；

(5)晶型多样化，不同行业需要不同的晶型。

纳米碳酸钙是一种重要的无机化工原料，经表面改性处理而成为一种功能性的填充材料，广泛应用于塑料、橡胶、油墨、涂料、造纸、胶粘剂、密封胶等工业，还应用于食品、医药、饲料、建材、化纤等行业。如：

(1)添加纳米碳酸钙的橡胶制品的硫化胶拉长率、抗撕裂性能、压缩变形和耐屈绕性能，都明显好于添加一般碳酸钙的产品。

(2)对于塑料来说，普通碳酸钙只能起到填充剂的作用，改性纳米碳酸钙可以增加产品体积、降低成本、提高硬度和耐热性以及刚度、改进加工性能、提高擦伤性和平滑度，还可以提高薄膜的透明性、韧性、开口性、抗老化性能等。

(3)纳米碳酸钙在涂料中不仅作为优质增白的涂料，降低成本，提高涂料的光泽度、干燥性和覆盖力，还有透明性、稳定性、补强作用、快干等特点。

纳米碳酸钙的生产过程大致如下：

(1)煅烧，石灰石经过预处理后进行煅烧，产生氧化钙(石灰)、二氧化碳；

(2)消化，煅烧得到的石灰除渣后送消化池，与水进行消化反应生成石灰乳；

(3)碳化，石灰乳经除渣精制后的浆液，送往碳化反应设备(碳化塔)进行碳化反应；

(4)改性，碳酸钙表面覆盖改性剂，改性剂为脂肪酸、树脂酸、偶联剂等；

(5)压滤，改性完毕的纳米碳酸钙用压滤机压滤脱水后，进行干燥、分级和包装。

中国实用新型专利(ZL200320119232.6，公开号CN2670338Y，公开日期：2005.01.12)公开了一种生产纳米碳酸钙的碳化塔，该碳化塔由外管和内管组成，内管是一个夹套，内管分别设有进水管和出水管，内管通过其进水管和出水管与外管连接固定，内管的下方设有一呈倒圆锥体状的气体分布器。其不足之处在于，因气液接触面有限，反应过程不均匀导致碳化时间长，对碳酸钙晶体和碳化率都不易控制，易过碳化或不完全碳化，制得的碳酸钙颗粒较大，且粒度分布不均匀；另外，生产效率低下，二氧化碳气体的消耗过大，工艺条件较难控制。

发明内容

本发明的目的在于克服以上现有技术存在的不足，提供了一种结构简单、气液接触面广、反应充分、碳化时间短、碳酸钙晶体和碳化率易控制、不易过碳化或不完全碳化、碳酸钙颗粒小和粒度分布均匀的用于合成纳米碳酸钙的装置。

本发明的另一目的在于提供一种用于合成纳米碳酸钙的装置的实现方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种用于合成纳米碳酸钙的装置，包括桶体和内桶，桶体内设置内桶，还包括桶盖、分流板、同轴管、石灰乳进管和二氧化碳进管；桶盖与桶体顶部密封连接，桶盖分隔成石灰乳室和二氧化碳室，石灰乳室和二氧化碳室通过同轴管与桶体内部连通，石灰乳进管连接石灰乳室，二氧化碳进管连接二氧化碳室，内桶的上方设置分流板，分流板的宽度大于或等于内桶的内径。

为了能取得更好的效果，所述石灰乳室位于桶盖的内部上层，二氧化碳室位于桶盖的内部下层。

作为一种优选的结构，所述同轴管包括内管和外管，石灰乳室通过内管与桶体内部相通，二氧化碳室通过外管与桶体内部相通，内管固定在桶盖的隔板上，外管固定在桶盖的底盘上，内管穿过外管，内管与外管之间有间隙。

为了便于排料及分流，所述桶体的底部为向下倾斜的锥形结构，所述锥形结构底部设置排料管，排料管上装有排料管阀门；所述分流板为向上倾斜的锥形分流板。

为了控制反应温度，所述内桶的桶壁为水套结构，水套的下部设置进水管，水套的上部设置出水管。

作为一种优选的结构，所述桶盖的底部为一突出部分，突出部分伸至桶体内侧且密封，石灰乳室和二氧化碳室位于所述突出部分。

作为一种优选的结构，所述同轴管的数量为50-900个/平方米，内管的内径为5mm-20mm，外管与内管之间的间隙为1mm-5mm，内管和外管的壁厚均为0.5mm-2mm。

为了能更好的固定，所述外管通过焊口焊接固定于桶盖的底盘上。