一种新型鼓泡反应器的制作方法

本实用新型涉及反应器技术领域，具体的，涉及一种新型气液两相鼓泡反应器。

背景技术：

目前在轻质碳酸钙生产过程中，普遍采用直筒形结构的气液两相鼓泡反应器完成碳化反应，由于反应器设计结构不合理，气液分散差，碳化反应效率低、导致碳化反应时间非常长，经计算碳化反应效率为45-60％，以河北**钙业有限公司为例，其轻质碳酸钙生产装置共有8台鼓泡反应器，其中两台有效容积120m³，六台有效容积40m³，6台80m³/min罗茨风机，但在实际生产过程中，这8台鼓泡反应器并没有发挥最大产能，日产只能达到190吨。

究其原因，是生产工艺和设备结构均不合理造成的，其生产工艺为间歇操作，40m³鼓泡反应器，由一台80m³/min罗茨风机供气，120m³鼓泡反应器由两台80m³/min罗茨风机并联后供气，共160m³/min，由于鼓泡反应器设计结构不合理，碳化效率低、碳化时间较长，浆液浓度为10波美度时，co2浓度35％时，120m³鼓泡反应器碳化反应时间平均为150min(绝干产量21t/h)，40m³鼓泡反应器碳化反应时间平均为180min(绝干产量7t/h)。

技术实现要素：

本实用新型提出新型鼓泡反应器，解决了原鼓泡反应器碳化反应效率低、碳化反应时间长的问题。

本实用新型的技术方案如下：

一种新型鼓泡反应器，包括

筒体，用于容纳反应物，所述筒体上部设置有进液口、出气口，底部设置有出液口、排渣口；

曝气装置，包括鼓风机和设置在所述筒体内的伞形曝气器主体，所述鼓风机吹反应气体至所述伞形曝气器主体，所述伞形曝气器主体下部设置有支撑件，所述支撑件与所述筒体下部锥体相连接；反应气体通过进气管送入伞形曝气器下部；

旋流装置，设置在所述筒体内，且位于所述伞形曝气器主体的上方，用于气泡切割并对气液两相进行搅拌。

作为进一步的技术方案，所述伞形曝气器主体为正伞形放置且具有曝气孔和锯齿形分布器，所述曝气孔均匀分布在所述伞形曝气器主体上，所述锯齿形分布器竖向设置且为为若干层，依次设置在所述伞形曝气器主体的下底面；

作为进一步的技术方案，所述旋流装置设置有多层，且沿所述筒体高度方向依次设置。

作为进一步的技术方案，所述进气管与所述筒体同轴设置，且依次穿过所述多层旋流装置。

作为进一步的技术方案，所述旋流装置为旋流板。

作为进一步的技术方案，所述进气管伸入所述伞形曝气器主体的一端具有锯齿状的端口且此端位于所述伞形曝气器主体的下方。

本实用新型的工作原理及有益效果为：

曝气装置是使气体通入液体时能够均匀分布在其中的装置，在本实施例中，碳化气体通过进气管进入曝气装置，然后经曝气器进入筒体内，与石灰浆液鼓泡混合。根据气液固三相化学反应理论，如果提高碳化反应效率，需在鼓泡反应器内部需安装有增强气液分散的装置，将碳化气体的大气泡切割成小气泡，并使其均匀地分散在浆液中，通过减小碳化气体的气泡直径，使得这些气泡总的表面积增大，从而提高气液传质速度。

本实用新型中设置的旋流装置，具有导向和切割作用，其工作时主要通过搅拌液体反应物产生的旋流将从曝气器涌出的气流粉碎成更小气泡，并使其均匀地分散在浆液中，这样的结构缩短了碳化时间短，提高了产品质量，而且反应器的性能稳定，曝气装置和旋流装置3的配合作用很好的解决了现有技术中石灰碳化通过搅拌叶片搅拌效果差，碳化效率低不均匀的问题。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型中旋流装置结构示意图；

图中：1-筒体，3-旋流装置，5-伞形曝气器主体，6-排渣口，7-出液口，8-支撑件，9-进液口，10-出气口，11-进气管。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本实用新型保护的范围。

一种新型鼓泡反应器，包括

筒体1，用于容纳反应物，所述筒体1上部设置有进液口9、出气口10，底部设置有出液口7、排渣口6；

曝气装置，包括鼓风机和设置在所述筒体1内的伞形曝气器主体5，所述鼓风机吹反应气体至所述伞形曝气器主体5，所述伞形曝气器主体5下部设置有支撑件8，所述支撑件8与所述筒体1下部锥体相连接；反应气体通过进气管11送入伞形曝气器下部；

旋流装置3，设置在所述筒体1内，且位于所述伞形曝气器主体5的上方，用于气泡切割并对气液两相进行搅拌。

本实用新型中，以40m³鼓泡反应器为例，筒体1上部设置有进液口9、出气口10，底部设置有出液口7、排渣口6，进液口9和出液口7分别为反应物进入筒体1的入口和出口10用于曝气气体的排出，排渣口6用于排渣；曝气装置是使气体通入液体时能够均匀分布在其中的装置，在本实施例中，碳化气体通过进气管11进入曝气装置，然后经曝气器5进入筒体1内，与石灰浆液鼓泡混合。根据气液固三相化学反应理论，如果提高碳化反应效率，需在鼓泡反应器内部需安装有增强气液分散的装置，将碳化气体的大气泡切割成小气泡，并使其均匀地分散在浆液中，通过减小碳化气体的气泡直径，使得这些气泡总的表面积增大，从而提高气液传质速度。

本实用新型中设置的旋流装置，具有导向和切割作用，其工作时主要通过搅拌液体反应物产生的旋流将从曝气器涌出的气流粉碎成更小气泡，并使其均匀地分散在浆液中，这样的结构缩短了碳化时间短，提高了产品质量，而且反应器的性能稳定，曝气装置和旋流装置3的配合作用很好的解决了现有技术中石灰碳化通过搅拌叶片搅拌效果差，碳化效率低不均匀的问题。

可选地，所述伞形曝气器主体进气管5进气管为正伞形放置且具有曝气孔和锯齿形分布器，所述曝气孔均匀分布在所述伞形曝气器主体进气管5进气管上，所述锯齿形分布器竖向设置且为为若干层，依次设置在所述伞形曝气器主体进气管5进气管的下底面。

本实用新型实施例中，所述伞形曝气器主体进气管5进气管为正伞形放置，进气管11将反应气体送至伞形曝气器主体进气管5进气管的下方，其上的锯齿形分布器可以将大的气泡分成许多细小的气泡，曝气孔为通孔设置在伞形曝气器主体进气管5进气管之上，反应气体会再通过曝气孔曝气至上方，最后上升至旋流装置搅拌作用的配合下粉碎成更小气泡。

可选地，所述旋流装置进气管3进气管设置有多层，且沿所述筒体进气管1进气管高度方向依次设置。

本实用新型实施例中，旋流装置设置有多层，且沿筒体1高度方向依次设置，这样可以使反应物的搅拌更均匀，同时也能使气泡在液体中的分布更加均匀。这样可以缩短化学反应时间，使碳化气体得到充分的利用，提高生产效率。

可选地，所述进气管进气管11进气管与所述筒体进气管1进气管同轴设置，且依次穿过所述多层旋流装置进气管3进气管。

本实用新型实施例中，筒内装有进气管11，可以引起液体反应物形成有规则的循环流动，将进气管11与筒体1同轴设置，可以使起液体反应物在筒内循环流动更加均匀，同时也可以强化反应器传质效果，并有利于固体催化剂的悬浮。

可选地，旋流装置为旋流板3。

本实用新型实施例中，旋流板3设置有叶片，气流通过叶片时使旋流板4产生旋转和离心运动，从而实现搅拌液体的作用效果，进而将从曝气器5中涌出的气泡粉碎成更小气泡，并使其均匀地分散在浆液中。

可选地，所述进气管11进气管伸入所述伞形曝气器主体进气管5进气管的一端具有锯齿状的端口且此端位于所述伞形曝气器主体进气管5进气管的下方。

锯齿状气体分布器可以将从中心进气管11导入的碳化气体切割成细小气泡，有利于旋流装置对气泡进行更细小的分割。

以下为本方案实际技术改造的实验：

以某钙业公司1为例：该公司采用我公司设计制造的40m³鼓泡反应器，采用2台40m3/min的罗兹风机2x55kw增压供气，c02浓度28％时，碳化时间平均90min绝干产量5t/h，经计算碳化效率为84.5％。

以某钙业公司2为例：该公司采用我公司设计制造的40m³鼓泡反应器，采用60m3/min的罗兹风机75kw增压供气，c02浓度28％时，碳化时间平均为120min绝干产量5t/h，经计算碳化效率为84.5％。

按河北**钙业有限公司目前日产200吨轻质碳酸钙计算，如果采用我公司设计制造的鼓泡反应器，可平均提高31.5％的碳化效率，按提高30％计算，一天可提高产量60吨，按年产330天计算，可提高年产量19800吨，按每吨出厂价格500元计算，可增加年产值990万元，利润按10％计算，可增加利润99万元，

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。