[发明专利]一种用于生产碱式碳酸镁的浆态组合床反应装置及其使用方法

权利要求书

1.一种用于生产碱式碳酸镁的浆态组合床反应装置，其特征在于，所述的装置包括原料泵(1)、预热器(2)、浆态组合床反应器(3)、分离罐(4)、压缩机(5)、循环泵(6)、外冷器(7)；所述的浆态组合床反应器(3)为塔形，由自下而上连接为一体的直筒段(23)和扩大段(8)构成；所述扩大段(8)的直径大于直筒段(23)的直径，直筒段(23)包括雾化反应区(17)和浆态反应区(12)；

所述的原料泵(1)的出口与预热器(2)的管程进口相连，预热器(2)的管程出口与浆态组合床反应器(3)的中部相连进入浆态反应区(12)，所述的分离罐(4)的上部与浆态组合床反应器(3)的底部相连，分离罐(4)的下部设有排渣阀(13)，所述的循环泵(6)的进口与分离罐(4)的侧面的上部浆液出口相连，循环泵(6)的出口由管道通过外冷器(7)与浆态组合床反应器(3)的上部相连，进入雾化反应区(17)，并经管道与雾化器(18)相连；内构件(11)为若干层分布，并位于浆态反应区(12)内，浆态反应区(12)的底部内设有气体分布器(19)，气体分布器(19)的进气口与压缩机(5)相连；

所述扩大段(8)顶部设有控压阀(22)，外冷器(7)与雾化器(18)之间设有循环液控制阀(20)和pH计安装口(21)，外冷器(7)与循环泵(6)之间管道上设有放液阀(14)，外冷器(7)的侧下部还设有冷水进口阀(15)；

所述预热器(2)侧下部设有高温介质进口阀(9)，预热器(2)上部管道上还设有进液阀(10)；

所述浆态反应区(12)、雾化反应区(17)的外侧设有液位计(16)；

所述的浆态组合床反应器(3)中直筒段(23)的高度为5.0～20.0m，直径为0.8～3.0m，高径比为5.0～10.0；

所述的雾化反应区(17)与浆态反应区(12)的高度之比为1.5～4.0；

所述的扩大段(8)的直径与直筒段(23)直径之比为1.2～2.0，扩大段(8)的高度与直筒段(23)直径之比为0.8～2.0；

所述的雾化器(18)距扩大段(8)根部的距离为1.0～2.0m；

所述的内构件(11)为2～10组链条式内构件，各组内构件的间距为1.0～2.5m；所述的雾化器(18)为无阻力型喷头。

2.根据权利要求1所述的一种用于生产碱式碳酸镁的浆态组合床反应装置，其特征在于，所述的内构件(11)为2～3组链条式内构件，各组内构件的间距为1.0～1.5m。

3.一种权利要求1所述的用于生产碱式碳酸镁的浆态组合床反应装置的使用方法，其特征在于，采用氢氧化镁浆液为原料，使其与含CO₂气体发生碳化反应制备高视比容碱式碳酸镁，包括以下步骤：

a.开启预热器(2)上的高温介质进口阀(9)，使预热器(2)的温度达到80～125℃；

b.开启原料泵(1)，将氢氧化镁浆液通过预热器(2)进行加热后进入浆态组合床反应器(3)，通过液位计(16)观察，达到直筒段(23)高度的0.2～0.5，后关闭进液阀(10)；

c.启动压缩机(5)，将含CO₂气体通入浆态反应区(12)，并调整风量使浆态组合床反应器(3)内气体的空塔气速达到0.05～0.1m/s，并调整控压阀(22)使浆态组合床反应器(3)内的压力达到0.3～0.6MPa，在浆态反应区(12)中CO₂与氢氧化镁浆液发生碳化反应部分生成碱式碳酸镁；

d.开启外冷器(7)上的冷水进口阀(15)，使外冷器(7)的温度达到50～80℃；

e.开启循环泵(6)，并通过循环液控制阀(20)调节流量，使浆液通过外冷器(7)降温，然后经雾化器(18)进入浆态组合床反应器(3)的雾化反应区(17)，使微小的雾化浆液滴在降落的过程中与自浆态反应区(12)出来的CO₂气体发生进一步的碳化反应生成碱式碳酸镁；

f.当浆态反应区(12)中的浆液pH值符合要求后，关闭循环液控制阀(20)，开启放液阀(14)，使反应液进入下一工序。

4.根据权利要求3所述的一种用于生产碱式碳酸镁的浆态组合床反应装置的使用方法，其特征在于，雾化器(18)的浆液压力与浆态组合床反应器(3)压力差大于0.3MPa。