可充分反应的二级炭化设备的制作方法

本发明涉及化工机械领域，特别是一种可充分反应的二级炭化设备。

背景技术：

小苏打是重要的无机化工产品之一，它广泛应用于化工、轻工、医药、纺织和精细化工等众多领域。我国是小苏打产品的重要生产国，至今已形成百万吨以上的规模，仅次于美国居世界第二位，多年来一直以平均每年2％-3％的速度增长。

炭化法是常见的小苏打制备方法，其反应原理是将co2气体通入na2co3溶液(即母液)中，使两者发生化学反应，生成含有nahco3的晶核液(即小苏打溶液)，再对含有nahco3的晶核液进行充分的结晶培养，从而获得含有足量小苏打固体颗粒的混合溶液。然后对该混合溶液进行固液分离处理，获得小苏打固体颗粒(潮湿)和母液，最后对小苏打固体颗粒(潮湿)进行烘干即得到成品小苏打固体颗粒。

现有的应用于炭化法小苏打制备的炭化设备存在以下不足之处：

1、炭化设备(即co2与na2co3溶液发生化学反应的设备)中，为了保证co2与na2co3溶液充分接触，反应更完全，通常需要以高压风(风压通常高达0.3mpa-0.7mpa)的形式将co2送入炭化设备，风压越高则相应的引风设备能耗越大。

2、炭化设备内部靠近co2进风口附近气压较高，远离co2进风口的位置气压相对较低，这种气压不均衡的现象使炭化设备内部出现反应不均衡及局部反应不充分的情况。

3、炭化设备使用过程中内壁结疤(结疤为小苏打晶体)严重，清洗费工费时(连续工作状态下，每24h需要清洗一次，且每次清洗时间为8-12h)。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，而提供一种可充分反应的二级炭化设备，它解决了现有的应用于炭化法小苏打制备的炭化设备引风能耗大、内部反应不充分且不均衡、内壁结疤严重的问题。

本实用新型的技术方案是：可充分反应的二级炭化设备，包括第一炭化塔和第二炭化塔；

第一炭化塔包括塔壳a和管板体a，塔壳a上设有连通至其内腔的co2入口a、co2出口a、碱液入口a及碱液出口a，管板体a包括板a及多根均布且固接在板a上的通气管a，管板体a安装在塔壳a的内腔中，并将塔壳a的内腔分隔为上气腔a和下液腔a，上气腔a和下液腔a仅通过通气管a的内孔连通，塔壳a上的co2入口a与上气腔a连通，co2出口a、碱液入口a及碱液出口a均与下液腔a连通；

第二炭化塔包括塔壳b和管板体b，塔壳b上设有连通至其内腔的co2入口b、co2出口b、碱液入口b及碱液出口b，管板体b包括板b及多根均布且固接在板b上的通气管b，管板体b安装在塔壳b的内腔中，并将塔壳b的内腔分隔为上气腔b和下液腔b，上气腔b和下液腔b仅通过通气管b的内孔连通，塔壳b上的co2入口b与上气腔b连通，co2出口b、碱液入口b及碱液出口b均与下液腔b连通；

第一炭化塔的co2入口a与外部的co2气体源连通，第一炭化塔的co2出口a通过管道与第二炭化塔的co2入口b连通，第一炭化塔的碱液入口a通过管道与第二炭化塔的碱液出口b连通；第二炭化塔的碱液入口b与外部的na2co3溶液源连通，第二炭化塔的co2出口b与外界连通。

本实用新型进一步的技术方案是：第一炭化塔的内腔为圆柱形，其碱液入口a数量有多个，所有的碱液入口a在第一炭化塔的外壁上环形均布，且沿着与第一炭化塔内壁相切的方向设置；第二炭化塔的内腔为圆柱形，其碱液入口b数量有多个，所有的碱液入口b在第二炭化塔的外壁上环形均布，且沿着与第二炭化塔内壁相切的方向设置。

本实用新型再进一步的技术方案是：第一炭化塔内壁上设有用于放置管板体a的定位凸台a；第二炭化塔的内壁上设有用于放置管板体b的定位凸台b。

本实用新型更进一步的技术方案是：第一炭化塔及第二炭化塔的内腔中分别设有超声波发生器。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

1、炭化设备所需风压低：co2烟气进入炭化设备(第一、第二、第三炭化塔)的上气腔后，只能通过通气管进入下液腔的溶液中，由于上气腔的空间远大于通气管的内腔，即形成了气压差，co2烟气先以一定压力进入上气腔，再进入通气管的内孔时，气压得到增大，这使得co2烟气更容易被“挤压”进入溶液中，co2烟气进入炭化设备所需风压仅为0.003mpa-0.0035mpa，从而降低了引风设备的能耗。

2、炭化设备反应更充分完全：由于通气管均布在管板体的板上，这使得从通气管排出的co2烟气能充分与炭化设备内腔溶液接触，反应更完全，不会出现气压不均衡而导致局部反应缓慢的现象；另外，第一炭化塔与第二炭化塔相互连通的设计可延长反应时间，使反应更充分。

3、炭化设备内部基本无结疤现象：炭化设备和结晶桶分离，两者内部分别安装有超声波发生器，可减轻小苏打晶体附着在筒体内壁上的现象，从而延长了清洗时间间隔，炭化设备连续工作状态下，一周仅需清洗一次，结晶桶连续工作状态下，仅需3-5天清洗一次，且清洗时间为2h，提高了生产效率。

4、炭化设备内部实现自动搅拌：炭化设备(第一、第二、第三炭化塔)的内腔为圆柱形，其碱液入口数量有多个，所有的碱液入口在炭化设备的外壁上环形均布，且沿着与炭化设备内壁相切的方向设置。这使得进入炭化设备的液体能沿着炭化设备内壁环形流动，形成旋转的涡流，达到自动搅拌的目的。

以下结合图和实施例对本实用新型作进一步描述。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示，可充分反应的二级炭化设备，包括第一炭化塔31和第二炭化塔32。

第一炭化塔31包括塔壳a311和管板体a312，塔壳a311上设有连通至其内腔的co2入口a3111、co2出口a3112、碱液入口a3113及碱液出口a3114，管板体a312包括板a3121及多根均布且固接在板a3121上的通气管a3122，管板体a312安装在塔壳a311的内腔中，并将塔壳a311的内腔分隔为上气腔a3115和下液腔a3116，上气腔a3115和下液腔a3116仅通过通气管a3122的内孔连通，塔壳a311上的co2入口a3111与上气腔a3115连通，co2出口a3111、碱液入口a3113及碱液出口a3114均与下液腔a3116连通。

第二炭化塔32包括塔壳b321和管板体b322，塔壳b321上设有连通至其内腔的co2入口b3211、co2出口b3212、碱液入口b3213及碱液出口b3214，管板体b322包括板b3221及多根均布且固接在板b3221上的通气管b3222，管板体b322安装在塔壳b321的内腔中，并将塔壳b321的内腔分隔为上气腔b3215和下液腔b3216，上气腔b3215和下液腔b3216仅通过通气管b3222的内孔连通，塔壳b321上的co2入口b3211与上气腔b3215连通，co2出口b3212、碱液入口b3213及碱液出口b3214均与下液腔b3216连通。

第一炭化塔31的co2入口a3111与外部的co2气体源连通，第一炭化塔31的co2出口a3112通过管道与第二炭化塔32的co2入口b3211连通，第一炭化塔31的碱液入口a3113通过管道与第二炭化塔32的碱液出口b3214连通。第二炭化塔32的碱液入口b3213与外部的na2co3溶液源连通，第二炭化塔32的co2出口b3212与外界连通，以排出多余的co2气体。

优选，第一炭化塔的内腔为圆柱形，其碱液入口a数量有多个，所有的碱液入口a在第一炭化塔的外壁上环形均布，且沿着与第一炭化塔内壁相切的方向设置；

优选，第二炭化塔32的内腔为圆柱形，其碱液入口b数量有多个，所有的碱液入口b在第二炭化塔的外壁上环形均布，且沿着与第二炭化塔内壁相切的方向设置。

优选，第一炭化塔31内壁上设有用于放置管板体a312的定位凸台a；第二炭化塔32的内壁上设有用于放置管板体b322的定位凸台b。

优选，第一炭化塔31及第二炭化塔32的内腔中分别设有超声波发生器(图中未示出)，可减轻小苏打晶体附着在筒体内壁上的现象，从而延长了清洗时间间隔，炭化设备连续工作状态下，一周仅需清洗一次，结晶桶连续工作状态下，3天仅需清洗一次，提高了生产效率。

简述本实用新型的工作过程：

s01，将外部制备的co2气体通过引风机引入第一炭化塔31内。

s02，将外部制备的na2co3溶液通过水泵引入第二炭化塔32内。

s03，第二炭化塔32中的na2co3溶液通过管道进入第一炭化塔31内，与第一炭化塔31内的co2气体发生反应，得到nahco3溶液；第一炭化塔31中的co2气体进入第二炭化塔32内，与第二炭化塔32内的na2co3溶液发生反应，得到nahco3溶液；

上述的工作过程中，第一炭化塔31和第二炭化塔32中发生的化学反应为：co2+h2o+na2co3→nahco3；

上述的工作过程中，s01与s02步骤不分先后次序；

上述的工作过程中，引入第一炭化塔31内的co2气体的风压为0.003mpa-0.0035mpa。