[发明专利]一种制备纳米碳酸钙的微反应装置

说明书

一种制备纳米碳酸钙的微反应装置，包括恒温水槽、膜反应器、CO₂储罐、搅拌槽、水洗过滤机和烘干机；膜反应器设置于恒温水槽中，膜反应器包括外管和套设于外管内侧的内管，内管和外管之间预留有环状间隙，外管两侧对称设置连续相气体进口，内管前端设分散相液体进口，内管中部的管壁为微孔壁，微孔壁上均匀分布有微孔，内管后端设置反应产物出口；连续相气体进口连接CO₂储罐，分散相液体进口和反应产物出口均连接搅拌槽，搅拌槽连接水洗过滤机，水洗过滤机的固体出口连接烘干机；水洗过滤机的液体出口连接搅拌槽。本发明反应转化率和产率高，得到的纳米碳酸钙产物粒径分布较窄，产品质量稳定，能够实现工业化生产，能耗低。

技术领域

本发明属于纳米碳酸钙制备技术领域，尤其涉及一种制备纳米碳酸钙的微反应装置。

背景技术

纳米碳酸钙是80年代后期开发出来的新产品，主要用于涂料、橡胶、油墨、胶粘剂、造纸、化妆品、医药等方面，纳米碳酸钙粒径范围一般为100nm以内，其主要特点是粒径小、粒子大小均匀、比表面积大，性能优于一般的碳酸钙，碳酸钙的制备方法有物理法和化学法。

化学法是纳米碳酸钙的主要生产方法。

化学法包括碳化法和复分解法。

（1）复分解法主要是利用水溶性钙盐与水溶性碳酸盐在适当的工艺条件下进行反应，沉淀通过这种液-固相反应制得到所需的纳米碳酸钙产品。此法可通过控制反应物的浓度、温度、加料速率及和生成物碳酸钙的过饱和度、加入适当的添加剂等，制取不同形貌和大小的碳酸钙球形等粒径≤0.1μm、比表面积大、溶解性好的无定形碳酸钙产品，产品纯度高、白度好。但复分解法制备纳米碳酸钙不同晶型的产品成本较高，不易去除在碳酸钙形成过程中其表面吸附的大量氯离子，需要耗费大量时间和用水进行洗涤，国内外很少使用。

（2）碳化法是以优质石灰石为原料，通过煅烧得到氧化钙和含二氧化碳的窑气，将氧化钙与水生成氢氧化钙悬浮液，然后通入净化处理后的窑气，碳化法反应生成碳酸钙沉淀物，经过脱水、干燥、粉碎得到纳米碳酸钙产品。

这种方法得到的产品质量好、成本低，目前国内外制备的纳米级碳酸钙主要采用这种方法，按照二氧化碳气体与氢氧化钙悬浮液的接触方式，可将碳化法分为间歇式鼓泡碳化法、间歇式搅拌碳化法、连续喷雾碳化法与超重力碳化法等。

间歇式鼓泡碳化法生产设备投资小，操作简单，不足之处是生产效率低、气液接触差、碳化时间长、所得粒径粗不均匀、粒度分布宽；

间歇式搅拌碳化法由于影响产品粒径的因素较多，在生产过程中控制困难，所以重复性较差、粒径分布较宽；

连续喷雾碳化法效率高、经济效益好并能实现自动化大规模生产，不足之处是设备投入比较大；

超重力碳化法碳化时间短，反应装置小，易于操作、投资少、产品纯度高、质量稳定，但是设备投资高、生产能力小、CO2利用率低。

发明内容

本发明旨在提供一种结构简单、使用效果好的制备纳米碳酸钙的微反应装置。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：一种制备纳米碳酸钙的微反应装置，包括恒温水槽、膜反应器、CO₂储罐、搅拌槽、水洗过滤机和烘干机；

恒温水槽内设置温度传感器、温控器和加热元件，温度传感器采集恒温水槽内的温度，温控器控制加热元件的工作；