橡塑专用纳米碳酸钙制备工艺及制备装置的制作方法

本发明属于纳米碳酸钙领域，尤其涉及一种纳米碳酸钙制备工艺及制备装置。

背景技术：

1、橡塑专用纳米碳酸钙(简称碳酸钙)是一种新型超细固体粉末材料，具有粒度小和分散性好的特点，由于其粒度介于0.01～0.1μm之间，由于纳米碳酸钙粒子的超细化，其晶体结构和表面电子结构发生变化，产生了普通碳酸钙所不具有的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子效应，由于其分散性好，在橡塑体系中容易混练，分散均匀。

2、现有橡塑专用纳米碳酸钙的制备工艺，包括：第一、筛选工序，将矿山运抵过来的石灰石进行破碎，然后筛选出合适大小的颗粒；第二、煅烧工序，将合适大小的石灰石颗粒放入到回转窑进行煅烧，得到生石灰；第三、消化工序，将生石灰加水进行消化，得到氢氧化钙乳液；第四、碳化工序，将氢氧化钙乳液与二氧化碳反应，得到碳酸钙浆液，在碳化工序中，通过控制反应条件(温度、ph等)，生成纳米级的碳酸钙颗粒；第五、脱水工序，主要利用离心设备去除碳酸钙浆液中的大部分水分；第六、干燥工序，碳酸钙浆液脱水后，在干燥设备中受热，进一步的减少碳酸钙含水率；第七、粉碎工序，干燥的碳酸钙经粉碎设备处理，得到最终产品。

3、现有制备工艺中，由于煅烧工序的工作温度极高，产生整个工艺中最多的能耗比例，在煅烧工序的回转窑以煤粉作为燃料，煤粉与空气混合从回转窑的窑筒体的一端喷入，使要窑筒体内温度达到1000℃以上，石灰石颗粒从窑筒体的一端进入，穿过窑筒体，煅烧成生石灰，从窑筒体的另一端排出。在整个煅烧工序中，大量的热量随烟气排出，虽然可以在回转窑的烟道内设置热交换器，回收一部分热量，回收的热量存储在热交换器排出的热水中，但如果将热水中的热量再释放出来高效利用存在技术障碍，导致设置热交换器变得意义不大，同时，从窑筒体排出的生石灰也会带走大量的热量。显然，如果能够将烟气以及生石灰中的热量回收，重新用于碳酸钙制备，将极大的降低工艺能耗。

4、现有的、在干燥工序中所用的干燥机的结构，包括长条形的箱体，箱体的一端设有进料口，箱体的另一端设有出料口，箱体内设有皮带式的输送机，输送机的下方设有加热器，物料从进料口进入到输送机，经输送机传输，从出料口排出。加热器产生的热量使箱体内部(主要集中在中部)温度升高，使物料干燥。在使用过程中发现，输送机的皮带上常附着物料，物料随皮带旋转而转移到输送机底部，并掉落到加热器上，覆盖加热器，降低加热器的散热速度，且加热器与输送机上的物料距离较大，借助空气传输热量，热量的利用率较低，进一步增加工艺能耗。此外，从皮带掉落的物料会在箱体内形成堆积，需要定期清理，而箱体内部空间狭小，清理难度大。

5、现有的、在干燥工序中所用的干燥机的结构，包括长条形的干燥箱，干燥箱的一端设有进料口，干燥箱的另一端设有出料口，干燥箱内设有皮带式的输送机，输送机的下方设有加热器，物料从进料口进入到输送机，经输送机传输，从出料口排出。加热器产生的热量使干燥箱内部(主要集中在中部)温度升高，使物料干燥。在使用过程中发现，输送机的皮带上常附着物料，物料随皮带旋转而转移到输送机底部，并掉落到加热器上，覆盖加热器，降低加热器的散热速度，且加热器与输送机上的物料距离较大，借助空气传输热量，热量的利用率较低，使得工艺能耗进一步增加。此外，从皮带掉落的物料会在干燥箱内形成堆积，需要定期清理，而干燥箱内部空间狭小，清理难度大，导致干燥机使用不方便。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种橡塑专用纳米碳酸钙制备工艺及制备装置。本发明具有能耗低的优点。

2、本发明的技术方案：橡塑专用纳米碳酸钙制备工艺，包括筛选工序、煅烧工序、消化工序、碳化工序、脱水工序、干燥工序和粉碎工序，在煅烧工序中，通过回转窑煅烧石灰石颗粒得到生石灰，利用生石灰的余热对石灰石颗粒进行第一次预热，利用回转窑烟气热量对石灰石颗粒进行第二次预热，提高石灰石颗粒煅烧前的温度，降低煅烧石灰石颗粒所需能量，降低工艺能耗。

3、前述的橡塑专用纳米碳酸钙制备工艺中，利用生石灰的余热加热空气，将受热的空气与煤粉混合后作为燃料通入回转窑中，提高煤粉燃烧释放的热量，降低工艺能耗。

4、前述的橡塑专用纳米碳酸钙制备工艺中，利用回转窑烟气热量加热干燥工序中的碳酸钙，降低工艺能耗。

5、实现前述的橡塑专用纳米碳酸钙制备工艺的制备装置，所述制备装置包括煅烧工序中使用的回转窑，回转窑包括窑筒体，窑筒体的一端设有进料仓，窑筒体的另一端设有出料仓，窑筒体的底部设有驱动机构，窑筒体的下方设有隧道箱，隧道箱的一端位于进料仓的下侧且在端面上设有出口，隧道箱的另一端位于出料仓的下侧，

6、进料仓上设有l形的烟管，烟管的竖直段内设有进料管，进料管的下端穿过烟管后倾斜向下延伸进入到窑筒体内，进料管的上端倾斜伸出烟管；

7、出料仓的外侧设有料斗，料斗的下端设有送料管，送料管内设有第一螺杆，送料管的一端设有第一电机，第一电机的输出端连接第一螺杆，送料管的另一端穿过出料仓进入到窑筒体内，出料仓的底部设有连接隧道箱的第一管道，第一管道和送料管之间设有第二管道，第二管道上设有风机；

8、隧道箱内设有第一链板输送机，第一链板输送机的一端位于第一管道的下方，第一链板输送机的另一端伸出隧道箱的出口。

9、前述的制备装置中，所述隧道箱的顶部连接有第一螺旋输送机，第一链板输送机的上方设有第二链板输送机，第二链板输送机的一端位于第一螺旋输送机的出料端的下方，第二链板输送机的另一端伸出隧道箱的出口，第二链板输送机与进料管之间设有第二螺旋输送机。

10、前述的制备装置中，所述进料管的折弯处设有第二电机，进料管内设有第二螺杆，第二螺杆连接第二电机的输出端。

11、前述的制备装置中，所述窑筒体靠近进料仓的端部径向向内延伸形成环形的挡板。

12、前述的制备装置中，所述第一管道上设有球腔，球腔内设有转轴，转轴周向上设有多个叶板，球腔的外部设有输出端连接转轴的第三电机。

13、前述的制备装置中，所述制备装置还包括干燥工序中使用的干燥机，干燥机包括长条形的干燥箱，干燥箱一端的顶部设有进料口，干燥箱的另一端的端面上设有出料口，干燥箱内设有加热板，加热板内设有加热单元，加热单元具有回收烟管排出烟气热量的功能，加热板的顶面上设有送料槽，加热板的一端设有截面为u型的出料板，出料板倾斜向下穿过出料口，加热板的上侧设有送料机构。

14、前述的制备装置中，所述送料机构包括分别位于加热板两侧的滑轨，两条滑轨之间设有多个沿送料槽长向分布的推料板，滑轨与推料板之间设有滑块，滑块与推料板转动连接，推料板的一侧设有与滑块固定的挡块，挡块位于滑块与推料板之间的转动轴的下侧，位于同一滑轨上的相邻滑块之间设有连杆，干燥箱的外侧设有伸缩缸，伸缩缸的伸缩端设有推送梁，推送梁的两端分别连接两条滑轨上的任意其中一个滑块。

15、与现有技术相比，本发明在现有制备工艺的基础上，对煅烧工序中产生的生石灰的余热进行了回收利用，生石灰余热用于对石灰石颗粒的预热以及回转窑内补充空气的预热，降低了工艺能耗，对煅烧工序中产生的烟气热量的余热进行了回收利用，烟气余热用于对石灰石颗粒的预热以及碳酸钙浆液的烘干，进一步的降低了工艺能耗。因此，本发明具有能耗低的优点。

16、此外，本发明对煅烧工序中所用的回转窑和干燥工序中所用的干燥机进行了改进，改进后的回转窑严格控制了煤粉的进入回转窑的速度、空气进入回转窑的速度以及石灰石颗粒进入回转窑的的速度，煤粉产热速度与煅烧消耗热量速度达到平衡，窑内温度稳定，从而提高煅烧质量，且具有良好热能回收功能，能耗低。

17、改进后的干燥机中，物料直接在加热板上移动，直接受热，热量的利用率高，降低能耗。物料经多个往复运动的推料板接力推动移动，在保留现有干燥机连续干燥作业功能的基础上，物料不会掉落到干燥箱底部，也就不需要定期清理，使干燥机的使用方便。