一种制备纳米碳酸钙的微反应装置制造方法及图纸

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、CO

【技术实现步骤摘要】
一种制备纳米碳酸钙的微反应装置
本技术属于纳米碳酸钙制备
，尤其涉及一种制备纳米碳酸钙的微反应装置。
技术介绍
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。
技术实现思路
本技术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，本技术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；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。环状间隙的径向间距为0.1~10mm；微孔孔径为5×10-5~0.2mm，微孔壁的开孔率为3%-60%；微孔壁长度为10-35mm。搅拌槽内设置有PH值测量仪。连续相气体进口通过气体管道连接CO2储罐，气体管道上设有流量计和阀门。膜反应器至少有两个。水洗过滤机的液体出口连接暂存槽，暂存槽的出口连接搅拌槽。搅拌槽内设置有搅拌轴，搅拌轴上设有上搅拌叶片和位于上搅拌叶片下方的下搅拌叶片。搅拌槽的内中下部设置有第一出液管，第一出液管上设有物料泵，物料泵的出口连接水洗过滤机。搅拌槽的内中下部还设置有第二出液管，第二出液管上设置有平流泵，平流泵的出口连接分散性液体进口。通过以上技术方案，本技术的有益效果为：本装置可以较好地解决制备纳米碳酸钙的常规反应装置的气液接触时间短，转化率低，浓度分布不均匀、反应产物产率低、产品质量较差，颗粒团聚不均一等问题，使用此实验装置得到的纳米碳酸钙粒径小，尺寸均一；并联的膜反应器使得物料混合效率高。附图说明图1为本技术结构示意图；图2为膜反应器结构示意图。具体实施方式一种制备纳米碳酸钙的微反应装置，如图1和图2所示，包括恒温水槽1，恒温水槽1可以为反应提供恒温环境。恒温水槽1内设置温度传感器10（型号为DS18B20）、温控器和加热元件3，温度传感器10采集恒温水槽1内的温度，温控器控制加热元件3的工作。其中，温控器包括单片机和继电器驱动电路，单片机型号为AT89S51。温度传感器10的信号输出端连接单片机的信号输入端，单片机的信号输出端连接继电器驱动电路，继电器驱动电路驱动继电器的常开触点的闭合或断开，继电器的常开触点串联于加热元件3与电源之间。工作的时候，温度传感器10采集恒温水槽1内的温度，并将采集到的温度传输到温控器，温控器将接收到的温度与阈值进行比对，当低于阈值时，温控器输出信号使得继电器的常开触点闭合，从而使得电源为加热元件3供电，加热元件3工作对恒温水槽1内的温度进行加热。当采集到的温度高于阈值时，温控器输出信号使得继电器的常开触点断开，从而停止电源为加热元件3供电，其中加热元件3选择加热丝即可。温度传感器10采集温度信号，并将采集到的温度信号传输到单片机，单片机根据接收到的温度信号输出信号到继电器驱动电路，继电器驱动电路驱动继电器的常开触点动作，从而决定电源与设备是否断开为成熟的现有技术。恒温水槽1内设置有3个并联的膜反应器2，本实施例中，选用3个膜反应器2可以提高工作效率。其中，膜反应器2包括外管21和套设于外管21内侧的内管19，内管19和外管21通过法兰22连接。内管19和外管21之间预留有环状间隙24，外管21两侧对称设置连续相气体进口23，内管19前端设分散相液体进口18，内管19中部的管壁为微孔壁20，微孔壁20上均匀分布有微孔，内管19后端设置反应产物出口25。膜反应器2的尺寸如下：环状间隙24的径向间距为0.1~10mm，优选1mm；微孔孔径为5×10-5~0.2mm，选择1×10-5mm，1mm均可；微孔壁20的开孔率为3%-60%，优选10%；微孔壁20长度为10-35mm，优选20mm。连续相气体进口23连接CO2储罐9，实质，连续相气体进口23通过气体管道连接CO2储罐9，气体管道上设有流量计8和阀门。设置的阀门便于控制从CO2储罐9中进入到膜反应器2中的CO2的量，而流量计8可以实时查看从CO2储罐9中进入到膜反应器2中的CO2的流量。反应产物出口25均连接搅拌槽5，搅拌槽5的内中下部设置有第一出液管，第一出液管上设有物料泵12，物料泵12为市售产品，选用泊头市泊龙工业泵制造厂型号为NYP的物料泵12即可。物料泵12的出口连接水洗过滤机13，水洗过滤机13为市售产品，选用东莞市杰凯工业设备有限公司生产的型号为立式水洗过滤机13的设备即可。水洗过滤机13的固体出口连接烘干机14本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备纳米碳酸钙的微反应装置，其特征在于：包括恒温水槽、膜反应器、CO

【技术特征摘要】
1.一种制备纳米碳酸钙的微反应装置，其特征在于：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；
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。


2.如权利要求1所述的制备纳米碳酸钙的微反应装置，其特征在于：环状间隙的径向间距为0.1~10mm；微孔孔径为5×10-5~0.2mm，微孔壁的开孔率为3%-60%；微孔壁长度为10-35mm。


3.如权利要求2所述的制备纳米碳酸钙的微反应装置，其特征在于：搅拌槽内设置有PH值...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤广斌，刘旭，张昌艳，牛帅，孙浩杰，李冬，李广利，
申请(专利权)人：河南骏化发展股份有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41