專利名稱：一種碳化法制造納米碳酸鈣的碳化設備與工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及精細化工領域，特別涉及一種碳化法制造納米碳酸鈣的碳化設備與工藝。
背景技術：
碳化法是常用的制造納米碳酸鈣方法。其主要工藝是將含CaCo3石灰石加熱裂解 為Ca0與C02，再將CaO與H20消化成Ca (OH) 2乳液，在可控環(huán)境下Ca (OH) 2乳液又與C02碳 化反應生成納米CaCcv 因采用設備不同，又分為泡罩法、噴霧法、超重力法等等。 基礎研究發(fā)現減小參加反應的Ca (OH) 2分子團粒粒徑，減少Ca (OH) 2乳液質量百 分比濃度，降低碳化反應環(huán)境溫度，在碳化反應過程對Ca (OH) 2乳液加以攪拌，或添加結晶 抑制劑化學輔料都有利于減小生成CaCo3粒徑。 擴大Ca (OH) 2乳液與C02氣體的氣_液兩相之間接觸面積；延長Ca (OH) 2乳液與C02 氣體接觸時間都有利于提高納米CaCo3產量。 已公開的專利"超聲空化技術生產納米碳酸鈣方法"(02136278. 5)，"一種納米碳 酸鈣顆粒制備方法"(200510086388. 3)等等都反應了對基礎研究成果的應用。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種碳化法可連續(xù)自動化生產的，有利于減小生成納米碳 酸鈣粒徑的管道化的碳化設備與工藝。
本發(fā)明管道化的碳化設備(以下簡稱為"碳化管道")是這樣實現的 由不銹鋼管，微孔陶瓷管，有支足的支架，密封管頭總成，超聲頭及配套超聲電源，
上下匝，冷水噴淋總成，基架等構成，其特征是碳化管道為管道式結構，管道外殼由不銹鋼
管構成，不銹鋼管內部裝有微孔陶瓷管，所謂"微孔陶瓷管"就是公知的用于固——液分離
的陶瓷過瀘器，微孔陶瓷管有一個中空內腔，微孔陶瓷管的管壁上分布有數量眾多的微孔，
微孔允許液體通過，裁留固體顆粒，這微孔也允許氣體通過。 微孔陶瓷管依靠有支足的支架聯接并在不銹鋼管內部定位的，有支足的支架使微 孔陶瓷管與不銹鋼管內腔之間保持一個可流通液體的空間(以下簡稱為"液體空間")。
在碳化管道左端裝有公知密封結構的左密封管頭總成，在左密封管頭總成上裝有 C02輸入接口 ， Ca (OH) 2乳液輸入接口 ，在碳化管道右端裝有公知密封結構的右密封管頭總 成，在右密封管頭總成上裝有剩余C02輸出接口 ，納米CaCo3輸出接口 。 在不銹鋼管外殼通過上匝與下匝固定有超聲頭，可以從碳化管道外殼向碳化管道 內部液體空間介入由超聲頭生成的混響聲場超聲波能量。 基礎研究證實超聲波頻率的降低，可以加強超聲波能量的介入，但是頻率越低， 超聲頭的幾何尺寸就越大，增加了制造難度與造價。 利用兩個不同頻率的超聲波形成"混響"，混響后聲場頻率就遠遠低于原來兩個聲源的頻率，因此可以利用兩個不同頻率的高音頻超聲頭，同時裝在一條不銹鋼管上，它向不 銹鋼管內部液體空間介入的就是一個低頻率的混響聲場。 超聲頭在工業(yè)上又稱作"超聲波電聲換能器"它在超聲波電源驅動下將電能轉換 成聲會g。 整個碳化管道作為一個總成件可以1個或幾個并列安裝在基架的下橫梁上，在基
架上豎梁上裝有公知結構的冷水噴淋總成，可以向碳化管道外殼噴淋冷水。 利用本發(fā)明上述碳化管道設備進行碳化法生產納米碳酸鈣的碳化工藝，其特證是
從C02輸入接口向微孔陶瓷管內腔輸入C02氣體，從Ca(0H)2乳液輸入接口向液體空間輸
入Ca(0H)2乳液，當維持微孔陶瓷管內腔的C02氣體的氣壓大于液體空間中Ca(0H)2乳液壓
力時，C02氣體就會透過微孔陶瓷管管壁上數量眾多的微孔以微氣泡形式進入液體空間中
Ca(0H)2乳液內部，與Ca(0H)2乳液發(fā)生碳化反應；這反應是在有介入超聲頭產生的混響產
場超聲波能量環(huán)境下；有冷水噴淋總成噴淋冷水維持反應溫度的條件下進行的。 反應后生成納米CaCo3與剩余Ca(0H)2、 C02氣一兩相混合物一同從納米CaCo3輸
出接口排出，通過公知的分離、壓榨、干燥工藝獲得成品納米CaCcv 分離出Ca(OH)J盾環(huán)利用。未參加反應的0)2氣體從0)2輸出接口排出循環(huán)利用。
這是一個可連續(xù)進行的碳化反應工藝過程。


圖1是碳化管道結構示意圖 圖2是碳化管道在基架上安裝示意圖 圖3是碳化管道內部碳化反應過程示意圖
具體實施例方式以下結合附圖進一步說明本發(fā)明的碳化管道結構(但不是對本發(fā)明范圍的限
制)，如圖1所示，由不銹鋼管，微孔陶瓷管，有支足的支架，密封管頭總成，超聲頭及配套超 聲電源，上下匝，冷水噴淋總成，基架等構成，其特征是碳化管道7為管道式結構，管道外殼 由不銹鋼管7-1構成，不銹鋼管7-1內部裝有微孔陶瓷管7-2，所謂"微孔陶瓷管"7-2就是 公知的用于固——液分離的陶瓷過瀘器，微孔陶瓷管7-2有一個中空內腔7-B，微孔陶瓷管 7-2的管壁上分布有數量眾多的微孔7-C，微孔7-C允許液體通過，裁留固體顆粒，這微孔 7-C也允許氣體通過。 微孔陶瓷管7-2依靠有支足支架7-3聯連并在不銹鋼管7_1內部定位的，有支足 的支架7-3使微孔陶瓷管7-2與不銹鋼管7-1內腔之間保持一個可流通液體空間7-A(以 下簡稱為"液體空間"7-A)。 在碳化管道7左端裝有公知密封結構的左密封管頭總成7-4，在左密封管頭總成 上7-4裝有(A輸入接口 7-6， Ca(0H)2乳液輸入接口 7_8，在碳化管道7右端裝有公知密 封結構的右密封管頭總成7-5，在右密封管頭總成7-5上裝有剩余C02輸出接口 7-7，納米 CaCo3輸出接口 7-9。 在不銹鋼管7-1外殼通過上匝7-11與下匝7-10固定有超聲頭7-12，可以從碳化 管道7外殼向碳化管道7內部液體空間7-A介入由超聲頭生成的混響聲場超聲波能量。
如圖2所示 整個碳化管道7作為一個總成件可以1個或幾個并列安裝在基架20的下橫梁上 21上，在基架20上豎梁22上裝有公知結構的冷水噴淋總成12，可以向碳化管道7外殼噴 淋冷水。 如圖3所示利用本發(fā)明上述碳化管道7設備進行碳化法生產納米碳酸鈣的碳化 工藝，其特征是從(A輸入接口 7-6向微孔陶瓷管7-2內腔7-B輸入C(^氣體，從Ca(0Hh乳 液輸入接口 7-8向液體空間7-A輸入Ca(0H)2乳液，當維持微孔陶瓷管7-2內腔7-B的C02 氣體的氣壓大于液體空間7-A中Ca(0H)2乳液壓力時，(A氣體就會透過微孔陶瓷管7-2管 壁上數量眾多的微孔7-C以微氣泡形式進入液體空間7-A中Ca(0H)2乳液內部，與Ca(0H)2 乳液發(fā)生碳化反應；這反應是在有介入超聲頭7-12產生的混響產場超聲波能量環(huán)境下；有 冷水噴淋總成12噴淋冷水維持反應溫度的條件下進行的。 反應后生成納米CaCo3與剩余Ca(0H)2、C02氣——液兩相混合物一同從納米CaCo3
輸出接口 7-9排出，通過公知的分離、壓榨、干燥工藝獲得成品納米CaCcv 分離出Ca(0H)2循環(huán)利用。未參加反應的C02氣體從C02輸出接口 7_7排出循環(huán)利用。 這是一個可連續(xù)進行的碳化反應工藝過程。
實施例1 : 碳化管道7為管道式結構，管道外殼由不銹鋼管7-1構成，長度10-20M ;內徑 100-120mm，在不銹鋼管7_1內部裝有平均微孔徑在0. 2_50um的微孔陶瓷管7_2，微孔陶瓷 管7-2，外徑在60-80mm。 在不銹鋼管7-1外殼通過上匪7-11與下匪7-10等距離平均分布，固定有16KHz 與20KHz兩種頻率超聲頭7-12總功率在6-12KW之間可調。 碳化管7作為總成件，共5個固定在基架20的下橫梁21上，冷水總成12安裝在 上豎架22上，由冷水總成12生成的冷水噴淋使碳化管道7處在25-3(TC環(huán)境中。
其碳化工藝如下 調制成10_15%質量百分比的濃度的Ca(OH)2乳液，從接口 7-8輸入液體空間7_A， 將含C02濃度在30-40%之間的C02氣體從接口 7-6輸入空腔7_B，控制C02氣體輸入氣壓， 使空腔7-B氣壓大于流體空間7-A的壓力，空腔7-B中的C02氣體就會從微孔7_C以微氣 泡形式進入液體空間7-A中Ca(OH)2乳液內部；C02與Ca(OH)2乳液發(fā)生碳化反應。
這個反應是在混響聲場超聲波能量介入下，在冷水噴淋控制反應溫度下完成了。 這反應是個續(xù)連反應過程。
權利要求
一種碳化法制造納米碳酸鈣的碳化設備其特征是碳化管道7為管道式結構，管道外殼由不銹鋼管7-1構成，不銹鋼管7-1內部裝有微孔陶瓷管7-2，所謂“微孔陶瓷管”7-2就是公知的用于固——液分離的陶瓷過瀘器，微孔陶瓷管7-2有一個中空內腔7-B，微孔陶瓷管7-2的管壁上分布有數量眾多的微孔7-C，微孔7-C允許液體通過，裁留固體顆粒，這微孔7-C也允許氣體通過。微孔陶瓷管7-2依靠有支足支架7-3聯連并在不銹鋼管7-1內部定位的，有支足的支架7-3使微孔陶瓷管7-2與不銹鋼管7-1內腔之間保持一個可流通液體空間7-A(以下簡稱為“液體空間”7-A)。在碳化管道7左端裝有公知密封結構的左密封管頭總成7-4，在左密封管頭總成上7-4裝有CO2輸入接口7-6，Ca(OH)2乳液輸入接口7-8，在碳化管道7右端裝有公知密封結構的右密封管頭總成7-5，在右密封管頭總成7-5上裝有剩余CO2輸出接口7-7，納米CaCo3輸出接口7-9。在不銹鋼管7-1外殼通過上匝7-11與下匝7-10固定有超聲頭7-12，可以從碳化管道7外殼向碳化管道7內部液體空間7-A介入由超聲頭生成的混響聲場超聲波能量。整個碳化管道7作為一個總成件可以1個或幾個并列安裝在基架20的下橫梁上21上，在基架20上豎梁22上裝有公知結構的冷水噴淋總成12，可以向碳化管道7外殼噴淋冷水。
2. 根據權利要求1所述設備，制造納米碳酸鈣的碳化工藝其特征是從(A輸入接口 7-6 向微孔陶瓷管7-2內腔7-B輸入C02氣體，從Ca (OH) 2乳液輸入接口 7_8向液體空間7-A輸 入Ca(0H)2乳液，當維持微孔陶瓷管7-2內腔7-B的C02氣體的氣壓大于液體空間7_A中 Ca(0H)2乳液壓力時，C02氣體就會透過微孔陶瓷管7-2管壁上數量眾多的微孔7_C以微氣 泡形式進入液體空間7-A中Ca(0H)2乳液內部，與Ca(0H)2乳液發(fā)生碳化反應；這反應是在 有介入超聲頭7-12產生的混響產場超聲波能量環(huán)境下；有冷水噴淋總成12噴淋冷水維持 反應溫度的條件下進行的。反應后生成納米CaCo3與剩余Ca (OH) 2、C02氣——液兩相混合物一同從納米CaCo3輸出 接口 7-9排出，通過公知的分離、壓榨、干燥工藝獲得成品納米CaCcv分離出Ca(0H^循環(huán)利用。未參加反應的0)2氣體從0)2輸出接口 7-7排出循環(huán)利用。
全文摘要
一種碳化法制造納米碳酸鈣的碳化設備由不銹鋼管，微孔陶瓷管，有支足的支架，密封管頭總成，超聲頭及配套超聲電源，上下匝，冷水噴淋總成，基架等構成。利用上述設備碳化法制造納米碳酸鈣的碳化工藝是從CO2輸入接口向微孔陶瓷管內腔輸入CO2氣體，從Ca(OH)2乳液輸入接口向液體空間輸入Ca(OH)2乳液，當維持微孔陶瓷管內腔的CO2氣體的氣壓大于液體空間中Ca(OH)2乳液壓力時，CO2氣體就會透過微孔陶瓷管管壁上數量眾多的微孔以微氣泡形式進入液體空間中Ca(OH)2乳液內部，與Ca(OH)2乳液發(fā)生碳化反應；這反應是在有介入超聲頭產生的混響產場超聲波能量環(huán)境下；有冷水噴淋總成噴淋冷水維持反應溫度的條件下進行的。
文檔編號C01F11/18GK101696025SQ20091011272
公開日2010年4月21日 申請日期2009年11月2日 優(yōu)先權日2009年11月2日
發(fā)明者侯夢斌 申請人:侯夢斌;