本实用新型专利技术的一种基于资源化利用的纳米氧化锌生产装置，属于化工技术领域，所述装置包括配料罐、超重力反应器、喷射反应器、闪蒸罐、带式真空过滤机、流化床干燥器、气流粉碎机；原料为二氧化碳(CO2)、氧化锌(ZnO)，经碳化反应、闪蒸、过滤分离、流化床干燥、气流粉碎得到纳米ZnO；超重力反应器、喷射反应器强化了传热、传质；碳化反应后经闪蒸回收二次水蒸汽为碳化反应提供热源，干燥分离出的热空气、碱式碳酸锌分解出的CO2为流化床干燥器空气加热器及喷射反应器提供辅助热源，同时提供辅助CO2源，节能效果明显，装置综合节能30％；纳米ZnO质量高于工业品国标。本实用新型专利技术工艺成熟，连续操作，自动化程度高，资源化利用，环境友好，实现了CO2减排。减排。减排。
【技术实现步骤摘要】
一种基于资源化利用的纳米氧化锌生产装置
[0001]本技术属于化工
，具体涉及一种基于资源化利用的纳米氧化锌生产装置。
技术介绍
[0002]纳米ZnO生产方法一般是采用湿化学法制备。可用各种含锌物料为原料，采用酸浸浸出锌，经过多次净化除去原料中的杂质，然后沉淀获得碱式碳酸锌、干燥、焙烧等获得纳米ZnO。或以纯碱和硫酸锌进行复分解反应制备，反应过程中产生杂质离子，若处理不当，会影响碱式碳酸锌的品质，进而影响纳米ZnO的品质。采用ZnO和CO2制备碱式碳酸锌，然后热解出纳米ZnO，工艺简单，品质稳定，典型绿色化工工艺，属于环境友好过程。纳米ZnO制备过程一般采用釜式反应器及机械搅拌，这种制备设备存在的弊端是传热、传质效率低；反应周期长，能耗高，能耗的增加导致成本上升，不利于工业化生产。
[0003]本领域急于寻找一种低能耗、环境友好型的制备纳米ZnO生产装置，其能克服上述技术问题。
技术实现思路
[0004]针对上述工程问题和市场需求，为了克服现有技术中存在的问题，本技术提供一种基于资源化利用的纳米氧化锌生产装置，其工艺流程简单，连续操作，自动化程度高，资源化利用，环境友好，同时采用先进的超重力反应器、喷射反应器、MVR等装备，采用超重力反应器、喷射搅拌反应器直接取代了机械搅拌釜式反应器，安全，节能，用以实现制备纳米ZnO过程中资源的合理利用，回收干燥过程剩余的热量，采用MVR技术回收碳化反应过程热量，大幅度降低了能耗。
[0005]为实现上述目的，本技术采用以下技术方案：
[0006]一种基于资源化利用的纳米氧化锌生产装置，其特征在于：包括依次连接的配料罐、超重力反应器、喷射反应器、闪蒸罐、带式真空过滤机、流化床干燥器、气流粉碎机；
[0007]其中配料罐用于配制ZnO浆液；超重力反应器、喷射反应器用于ZnO浆液与CO2进行碳化反应；闪蒸罐闪蒸碳化浆液；带式真空过滤机对闪蒸浆液进行液固分离；分离后的固相进入流化床干燥器干燥、气流粉碎机研磨分级即得纳米氧化锌；所述喷射反应器为喷射搅拌，超重力反应器、喷射反应器，均采用夹套换热(通过蒸汽通入夹套作为反应热源)；
[0008]所述装置还包括蒸汽压缩机，所述蒸汽压缩机蒸汽输入端连接闪蒸罐，输出端连接超重力反应器夹套、喷射反应器，用于回收闪蒸罐内闪蒸出低压水蒸汽，进入离心蒸汽压缩机升温升压后作为二次蒸汽为超重力反应器、喷射反应器内的碳化反应提供热源。
[0009]进一步地，所述装置还包括旋风分离器、袋式过滤器，所述旋风分离器和袋式过滤器用于将流化床干燥器排出的含有纳米ZnO粉末、CO2气体的热空气进行气固分离，分离出的固体粉末进入到气流粉碎机，分离出的热空气、CO2输送至喷射反应器，为喷射反应器提供辅助热源及辅助CO2源。
[0010]进一步地，所述装置还包括流化空气预热器、流化空气加热器，所述流化空气预热器以旋风分离器和袋式过滤器分离出的热空气、CO2为热源预热流化空气，预热的流化空气进入流化空气加热器再次加热后进入流化床干燥器热风流化物料。
[0011]进一步地，所述装置还包括母液罐，所述母液罐输入端连接带式真空过滤机，输出端连接配料罐，用于收集带式真空过滤机过滤后的母液，并将收集后的母液作为配料罐的配料水。
[0012]进一步地，所述流化床干燥器由内置加热内排管及流化空气加热器产生的热风提供热量，内置加热内排管及流化空气加热器以蒸汽为热源；所述冷凝水罐用于收集蒸汽通入超重力反应器夹套、喷射反应器夹套、流化空气加热器以及流化床干燥器内置加热内排管产生的冷凝水，并通过管道将收集的冷凝水输送至带式真空过滤机作为淋洗滤饼的洗涤水。
[0013]基于上述装置的一种基于资源化利用的纳米氧化锌生产方法，包括如下步骤：
[0014](1)原料ZnO固体粉末、水进入配料罐内，搅拌进行打浆；
[0015](2)将配料罐内ZnO浆液进入到超重力反应器内，ZnO浆液与进入的新鲜的CO2气体进行碳化反应；超重力反应器内的碳化反应液部分进入到喷射反应器内，部分回流至超重力反应器内继续反应；超重力反应器内的未反应的CO2气体被吸入到喷射反应器内；
[0016](3)进入喷射反应器内的碳化浆液，与来自超重力反应器内的未反应的CO2气体、来自流化床干燥器Zn2(OH)2CO3分解出的CO2气体继续进行碳化反应；
[0017](4)将喷射反应器内的碳化浆液进入到闪蒸罐内，闪蒸出低压水蒸汽，进入离心蒸汽压缩机升温升压后作为二次蒸汽使用；
[0018](5)闪蒸罐内的闪蒸浆液进入到带式真空过滤机进行液固分离，分离后的母液进入母液罐；
[0019](6)带式真空过滤机分离出的Zn2(OH)2CO3滤饼进入到流化床干燥器；流化床干燥器排出的含有纳米ZnO粉末、CO2气体(Zn2(OH)2CO3分解出的CO2气体)的热空气，经旋风分离器、袋式过滤器进行气固分离；
[0020](7)将分离出的纳米ZnO粉末，以及流化床干燥器干燥的纳米ZnO粉末进到气流粉碎机进行研磨分级，然后经旋风分离器、袋式过滤器进行气固分离，得到的纳米ZnO粉末进入料仓。
[0021]进一步地，原料中CO
2 50％为流化床干燥器回收的，新鲜CO2体积含量为99.5％，ZnO为工业品，质量的含量为99.7％；所用蒸汽为公用工程蒸汽为自备电厂0.45MPa，245℃的背压蒸汽；公用工程蒸汽主要为流化床干燥器提供热源，同时也为超重力反应器、喷射反应器提供辅助热源；闪蒸罐闪蒸出的低压蒸汽至MVR，二次蒸汽温度为200℃，压力为0.12MPa的过热蒸汽；二次蒸汽可为超重力反应器、喷射反应器提供热源。
[0022]进一步地，所述步骤(1)配料罐内ZnO浆液固体质量含量以ZnO计为5％～7.5％；配料罐内温度为40℃，压力为常压，在机械搅拌器搅拌下，进行打浆，物料的停留时间为2h。
[0023]进一步地，所述步骤(2)将配料罐1内ZnO浆液经浆液泵连续进入到超重力反应器内，浆液经浆液分配器进入到填料与进入的新鲜CO2气体进行碳化反应，新鲜CO2气体从超重力反应器侧面进入，经填料与从中心进入的Z
n
O浆液反应，从中心离开超重力反应器；碳化反应的浆液从侧面离开超重力反应器2，经碳化反应液出料泵，部分返回，部分进入喷射反
应器继续进行碳化反应，超重力反应器内温度为80℃～85℃，压力为0.4MPa～0.5MPa，超重力反应器的转子转速为1000rpm～1250rpm，物料的停留时间为1h～1.5h。
[0024]进一步地，所述步骤(3)超重力反应器内的碳化反应液部分连续进入到喷射反应器内，碳化反应液与CO2气体在喷射反应器内继续进行碳化反应；喷射反应器3内温度为80℃～85℃，压力为0.4MPa～0.5MPa，物料的停留时间为9h～10h。
[0025]进一步地，所述步骤(4)进入到闪蒸罐内的碳化浆液在绝热的条件下闪蒸出低压水蒸汽，闪蒸罐4内的闪蒸温度为本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于资源化利用的纳米氧化锌生产装置，其特征在于：包括依次连接的配料罐、超重力反应器、喷射反应器、闪蒸罐、带式真空过滤机、流化床干燥器、气流粉碎机；其中配料罐用于配制ZnO浆液；超重力反应器、喷射反应器用于ZnO浆液与CO2进行碳化反应；闪蒸罐闪蒸碳化浆液；带式真空过滤机对闪蒸浆液进行液固分离；分离后的固相进入流化床干燥器干燥、气流粉碎机研磨分级即得纳米氧化锌；所述喷射反应器为喷射搅拌，超重力反应器、喷射反应器，均采用夹套换热；所述装置还包括蒸汽压缩机，所述蒸汽压缩机蒸汽输入端连接闪蒸罐，输出端连接超重力反应器夹套、喷射反应器，用于回收闪蒸罐内闪蒸出低压水蒸汽，进入离心蒸汽压缩机升温升压后作为二次蒸汽为超重力反应器、喷射反应器内的碳化反应提供热源。2.根据权利要求1所述的一种基于资源化利用的纳米氧化锌生产装置，其特征在于：所述装置还包括旋风分离器、袋式过滤器，所述旋风分离器和袋式过滤器用于将流化床干燥器排出的含有纳米ZnO粉末、CO2气体的热空气进行气固分离，分离出的固体粉末进入到气流粉碎机，分离出的热空气、CO2输送至喷射反应器，...
【专利技术属性】
技术研发人员：王德喜，张姝，崔玮琳，刘文涛，周士海，高倩楠，王猛，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：新型
国别省市：
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