[发明专利]一种沉淀碳酸钙生产过程中的碳化设备及其碳化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种碳化设备及其碳化方法，具体沉淀碳酸钙的工业生产制备。

背景技术

沉淀碳酸钙包括轻质碳酸钙和纳米碳酸钙，目前生产方法主要为碳化法生产，沉淀碳酸钙的生产中碳化设备是控制产品质量的关键设备，通常的碳化方法有：

一、鼓泡碳化法：

普通的鼓泡碳化法，采用较高的碳化塔进行鼓泡式反应，CO2利用率低，产品粒度分布宽，碳化时间长，单位生产率低。

二、带搅拌的碳化法：

带搅拌的碳化塔，在鼓泡碳化法的基础上，增加了搅拌，使产品的粒度分布较好，但由于搅拌器的制造水平，搅拌的速度和搅拌轴的长度不够，造成CO2利用率低，电耗大。

三、连续喷雾碳化法：

连续喷雾碳化法，采用3个以上的塔，连续反应，生产连续性较好，但是气液比不好控制，由于操作难度大，生产质量不稳定。

四、超重力碳化法：

超重力反应器，此方法的碳化粒度分布均匀，但是碳化浓度低，单位时间生产能力小，CO2吸收系数差。

以上的碳化方法，都存在碳化时吸收系数差，CO2利用率不高，尾气中CO2的浓度偏高，能耗偏高等缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种沉淀碳酸钙生产过程中的碳化设备及其碳化方法，其具有碳化时吸收系数高，同时CO2利用率高的特点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种沉淀碳酸钙生产过程中的碳化设备，包括碳化塔，所述碳化塔为两个，分别为一次碳化塔和二次碳化塔；一次碳化塔底部连接窑气进气管，用于将含CO2的窑气送入碳化塔内部；一次碳化塔上还连接进浆管，用于将碳化生浆送入碳化塔内；

一次碳化塔的顶部连接有用于将一次碳化塔尾气送入二次碳化塔内的串联管，串联管的另一端连接至二次碳化塔的底部；一次碳化塔的底部连接送浆管道，送浆管道上安装有循环泵，送浆管道的另一端深入至二次碳化塔的顶端内部，送浆管道的末端安装螺旋喷雾器；

上述二次碳化塔的底部设置有排浆管道；二次碳化塔的顶部安装有尾气排放管；

上述一次碳化塔和二次碳化塔的底部连接有用于将二次碳化塔的浆溢流到一次碳化塔内进行循环碳化的连通管。

进一步的是：上述一次碳化塔的塔顶完全密封。

进一步的是：上述连接一次碳化塔底部与二次碳化塔顶部的送浆管道上设置有阀门；所述二次碳化塔底部的排浆管道上同样也设置有阀门。

更进一步的是：上述一次碳化塔和二次碳化塔的底部安装有用于使进入碳化塔的窑气均匀分布的气体分布器；气体分布器为带有通孔的椎体结构。

更进一步的是：上述气体分布器上的通孔孔径为20～50mm。

更进一步的是：上述一次碳化塔和二次碳化塔的尺寸相同，其碳化塔直径为1.4米，装浆高度为6.5米，总高为8.5米。

更进一步的是：上述一次碳化塔和二次碳化塔的尺寸相同，其碳化塔直径为2米，装浆高度为6米，总高为8米。

本发明还公开了上述任何一种碳化设备的碳化方法，包含以下步骤：

（1）调节碳化生浆的温度和浓度后，将生浆泵入一次碳化塔达到碳化塔设定的装浆高度；

（2）将CO2浓度为15-40%的窑气从一次碳化塔的底部，经过气体分布器，送至一次碳化塔内部，均匀的碳化；

（3）将一次碳化塔的尾气送入二次碳化塔的底部进行二次碳化，同时通过循环泵将一次碳化塔的浆由底部抽向二次碳化塔顶部，通过螺旋喷雾器使浆分散，进一步吸收尾气；

（4）二次碳化塔的浆溢流到一次碳化塔底部，循环碳化，直至碳化到PH值为7～8时停止碳化，通过二次碳化塔将浆排出。

进一步的是：上述步骤（1）中，当碳化普通轻质碳酸钙时，碳化生浆的起始温度为30-60°C，浓度为12-18%；当碳化纳米碳酸钙时，碳化生浆的起始温度为10-25°C，浓度为3-12%。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

本发明采用新型的双塔结构的碳化塔进行碳化，可以减少碳化的排气尾气浓度， CO2的吸收率达到85%以上，碳化时间缩短20%以上，节约能耗，得到的沉淀碳酸钙粒度分布良好。操作过程简单，生产质量易于控制，不同批次产品质量稳定，设备生产效率提高。同时碳化出来的粒子比表面积大，适合生产纳米碳酸钙。同时只需改变碳化生浆的温度和浓度，也可以碳化普通轻质碳酸钙，本发明可以带来良好的经济效益、社会效益和环境效益。

附图说明

图1为本发明碳化设备的结构示意图；