CN112390261A - 气相二氧化硅颗粒分离脱氢的***和方法 - Google Patents

气相二氧化硅颗粒分离脱氢的***和方法 Download PDF

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希维·迪克西特
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Abstract

本发明提供了一种用于对气相二氧化硅颗粒进行分离和脱氢的分离***(100)。分离***(100)包括第一入口(102)、第二入口(104)、主体(106)、第一出口(108)和第二出口(110)。第一入口(102)将气流中的气相二氧化硅颗粒的初级进料收集到双入口旋风分离器中。第二入口(104)将氯气的二次进料收集到双入口旋风分离器中。双入口旋风分离器的主体(106)用于处理双入口旋风分离器内的初级进料和二次进料以及热量。此外，第一出口(108)用于释放脱水的气相二氧化硅颗粒，第二出口(110)用于释放水分子和其他气体。

Description

气相二氧化硅颗粒分离脱氢的***和方法
发明领域
本发明涉及光纤制造领域，特别涉及一种对气相二氧化硅颗粒进行分离和脱氢的***和方法。
背景技术
在过去的几年里，由于对光纤需求的过度增长，光纤制造业呈指数增长。光纤的制造有两个主要阶段。第一阶段是光纤预制件的制造，第二阶段是从光纤预制件中拔出光纤。一般来说，光纤的质量取决于制造条件。因此，具有良好性能的光纤预制件的制造受到了广泛的关注。这些光纤预制件包括被比内玻璃芯折射率低的玻璃包层包围的内玻璃芯。二氧化硅的脱水是光纤制造中去除光纤预制件中OH的必要条件。通常，经过OVD等工艺后获得的二氧化硅颗粒具有几何和密度特性。这对在执行中进行二氧化硅颗粒脱水提出了挑战，需要通过接触试剂和热处理来进行连续处理。对硅颗粒的加工不当会影响光纤预制件的质量。
鉴于上述讨论，需要一种获得脱水二氧化硅颗粒的***和方法。
发明内容
本发明提供了一种用于对气相二氧化硅颗粒进行分离和脱氢的分离***。分离器***包括第一入口。分离器***包括第二入口。此外，分离器***包括双入口旋风分离器的主体。而且，分离器***包括第一出口。以及，分离器***包括第二出口。第一入口用于将气相流中的气相二氧化硅颗粒的初级进料收集到双入口旋风分离器中。气相二氧化硅颗粒的初级进料以流化(自由流动)状态收集。第二入口用于收集进入双入口旋风分离器的氯气二次进料。收集氯气的二次进料，以对流态化(自由流动)气相二氧化硅颗粒进行脱氢。双入口旋风分离器的主体用于处理二氧化硅颗粒的一次进料和氯气的二次进料以及双入口旋风分离器内部的热量。第一出口用于释放脱水二氧化硅颗粒。第二出口用于在对气相二氧化硅颗粒进行脱氢之后释放水分子和其他气体。
鉴于上述讨论，需要一种获得脱水二氧化硅颗粒的***和方法。
本发明的主要目的是提供一种从气流中分离气相二氧化硅颗粒的***。
本发明的另一个目的是提供对气相二氧化硅颗粒进行脱氢的***。
本发明的另一个目的是提供在双入口旋风分离器中对气相二氧化硅颗粒进行分离和脱氢的***。
本发明的另一个目的是在对气相二氧化硅颗粒进行分离和脱氢的同时减少总时间。
本发明的另一个目的是在对气相二氧化硅颗粒进行分离和脱羟基后，增加产量并减少浪费。
本发明的另一个目的是在腔室内对流态化(自由流动)气相二氧化硅颗粒进行脱氢。
本发明的另一个目的是在一个或多个腔室中对流态化(自由流动)气相二氧化硅颗粒进行脱氢。
本发明的另一个目的是利用所定义的几何气相二氧化硅颗粒进行低孔隙率的脱氢。
在一个方面中，本发明提供了一种用于对气相二氧化硅颗粒进行分离和脱氢的分离***。分离器***包括第一入口。分离器***包括第二入口。此外，分离器***包括双入口旋风分离器的主体。此外，分离器***包括第一出口。此外，分离器***包括第二出口。第一入口用于将气流中的气相二氧化硅颗粒的初级进料收集到双入口旋风分离器中。气相二氧化硅颗粒的初级进料以流化(自由流动)状态收集。第二入口用于收集进入双入口旋风分离器的氯气二次进料。收集氯气的二次进料，用于在旋风分离器中对流态化(自由流动)气相二氧化硅颗粒进行脱氢。双入口旋风分离器的主体用于处理二氧化硅颗粒的一次进料和氯气的二次进料以及双入口旋风分离器内部的热量。旋风分离器内的高温环境为化学反应提供热量。第一出口用于释放脱水二氧化硅颗粒。第二个出口用于对气相二氧化硅颗粒进行脱氢后释放水分子和其他气体。
在本发明的一个实施例中，涡流的形成对流态化(自由流动)气相二氧化硅颗粒施加离心力。气相二氧化硅颗粒的分离和脱氢是为了释放脱水气相二氧化硅颗粒和水分子。
在本发明的一个实施例中，气相二氧化硅颗粒经历脱氢以去除物理吸附水分子和化学吸附水分子。化学吸附的水分子在除去物理吸附的水分子后被除去。物理吸附的水分子在大约200摄氏度的温度下被除去。化学吸附水分子在200摄氏度后的残留量在百万分之三十到百万分之五十之间。
在本发明的一个实施例中，分离***(100)对分离的SiOH基、双子SiOH基和邻SiOH基进行脱氢。分离的SiOH基、双子SiOH基和邻SiOH基的脱氢反应由速率定律dC/dt＝-k[c]n定义，温度范围为320℃-1200℃。
在本发明的一个实施例中，气相二氧化硅颗粒在一段时间内经历分离和脱氢。气相二氧化硅颗粒的分离和脱羟基时间取决于一个或多个因素。
一个方面，本发明提供了一种方法。该方法对气相二氧化硅颗粒进行分离。该方法包括第一步骤，在第一入口从气流收集气相二氧化硅颗粒的初级进料至双入口旋风分离器。该方法的另一个步骤包括从第二入口将氯气二次进料收集到双入口旋风分离器。该方法包括另一个步骤，处理气相二氧化硅颗粒的初级进料、氯气二次进料以及在双入口气旋主机里面的热量。该方法的另一步骤包括从第一出口释放脱水气相二氧化硅颗粒。该方法包括从第二出口分离气相二氧化硅颗粒后释放水分子和其他气体。气相二氧化硅颗粒的初级进料以流化(自由流动)状态收集。收集氯气的二次进料，对流态化(自由流动)气相二氧化硅颗粒进行脱氢。
在本发明的一个实施例中，该方法包括另一步骤，以在腔室内对流态化(自由流动)气相二氧化硅颗粒进行脱氢。在双入口旋风分离器中对气相二氧化硅颗粒进行分离后进行脱氢。腔室由一个或多个感应炉包围。
在本发明的一个实施例中，该方法包括在一个或多个腔室中对流态化(自由流动)气相二氧化硅颗粒进行脱氢。在双入口旋风分离器中对气相二氧化硅颗粒进行分离后进行脱氢。一个或多个腔室由一个或多个感应炉包围。
在本发明的一个实施例中，该方法包括使用冲头和模具设备对流态化(自由流动)气相二氧化硅颗粒进行压实。在双入口旋风分离器中分离气相二氧化硅颗粒后进行压实。压实用于对压实的气相二氧化硅颗粒进行脱氢。
附图说明
在一般性地描述了本发明之后，现在将参考附图，其中：
图1示出了根据本发明的各种实施例执行的气相二氧化硅颗粒的分离和脱羟基的***的三维视图；
图2示出了根据本发明的各种实施例的用于对气相二氧化硅颗粒进行分离和脱羟基的分离器***的二维视图；
图3示出了根据本发明的各种实施例的用于对流态化(自由流动)气相二氧化硅颗粒进行脱氢的腔室的一般概述；
图4示出了根据本发明的各种实施例的一个或多个用于对流态化(自由流动)气相二氧化硅颗粒进行脱氢的腔室的一般概述；以及
图5示出了根据本发明的各种实施例的用于对流态化(自由流动)气相二氧化硅颗粒进行压实的模具组件的一般概述。
应当注意，附图旨在呈现本发明的示例性实施例的图示。这些数字并不打算限制本发明的范围。还应注意，附图不一定按比例绘制。
具体实施方式
以下详细描述是执行本发明的示例性实施例的最佳当前预期模式。该描述不应在限制意义上理解，而仅仅是为了说明本发明的一般原理。
现在将结合附图详细说明本发明的选定实施例。本文所描述的实施例并不旨在限制本发明的范围，并且本发明不应被解释为仅限于所描述的实施例。在不脱离本发明的范围和精神的情况下，本发明可以以不同的形式体现。应理解，附图旨在并提供用于说明下文所述发明的实施例，并且不一定按比例绘制。在附图中，相同的数字指的是整个图中相同的元素，为了提供更好的清晰度和易懂性，可以放大某些组件的厚度和尺寸。
此外，尽管以下描述包含用于说明的许多细节，但是本领域技术人员将理解，对所述细节的许多变化和/或改变都在本技术的范围内。类似地，尽管本技术的许多特征是相互描述的，或者是相互结合的，但是本领域技术人员将理解，这些特征中的许多可以独立于其他特征而提供。因此，本技术的描述在不丧失本技术的一般性的情况下提出，并且不对本技术施加限制。
应当注意，这里的术语“第一”、“第二”等并不表示任何顺序、等级、数量或重要性，而是用于区分一个元素与另一个元素。此外，本文中的术语“a”和“an”不表示数量限制，而是表示存在至少一个参考项。
图1示出了根据本发明的各种实施例的用于对气相二氧化硅颗粒进行分离和脱氢的分离器***100的一般概述。图2示出了根据本发明的各种实施例的用于对气相二氧化硅颗粒进行分离和脱氢的分离器***100的二维视图。分离器***100用于分离，并对气相二氧化硅颗粒进行分离。分离器***100包括第一入口102和第二入口104。此外，分离器***100包括双入口旋风分离器的主体106、第一出口108和第二出口110。
通常，二氧化硅颗粒是白色片状物质，主要由二氧化硅组成，用于制造光纤预制件。一般来说，脱氢是从某物中损失或除去水。此外，脱氢还涉及到加热过程，通过形成水分子释放羟基(OH)。
分离器***100包括第一入口102。第一入口102用于将气流中的气相二氧化硅颗粒的初级进料收集到双入口旋风分离器中。在本发明的一个实施例中，初级进料来自粒子生成***。此外，初级进料含有气相二氧化硅颗粒和其他气体。第一入口102以流化(自由流动)状态收集二氧化硅颗粒的初级进料。在本发明的一个实施例中，第一入口102通过双入口旋风分离器主体106内的气相二氧化硅颗粒的初级进料。
分离器***100包括第二入口104。第二入口104用于将氯气的二次进料收集到双入口旋风分离器中。第二入口104收集氯气的二次进料，以对流态化(自由流动)气相二氧化硅颗粒进行脱氢。在本发明的一个实施例中，第二入口104通过双入口旋风分离器主体106内的气相二氧化硅颗粒的二次进料。
在本发明的一个实施例中，第一入口102将氯气的二次进料收集到双入口旋风分离器中。在本发明的一个实施例中，第二入口104将气相二氧化硅颗粒的初级进料从气流收集到双入口旋风分离器中。换句话说，第一入口102和第二入口104可以互换地工作。
在本发明的一个实施例中，初级入口产生吸入压力，以将气相二氧化硅颗粒的初级进料收集到双入口旋风分离器中。在本发明的一个实施例中，第二入口产生吸入压力，以将氯气的二次进料收集到双入口旋风分离器中。在本发明的一个实施例中，第一入口102包括多个喷嘴，用于将气相二氧化硅颗粒的初级进料喷淋到双入口旋风分离器中。在本发明的一个实施例中，第二入口104包括多个喷嘴，用于将氯气的二次进料淋入双入口旋风分离器。
分离器***100包括双入口旋风分离器的主体106。利用双入口旋风筒主体106对双入口旋风筒内的二氧化硅颗粒初级进料、氯气二次进料及热量进行处理。此外，双入口旋风分离器对流态化(自由流动)气相二氧化硅颗粒施加离心力，对气相二氧化硅颗粒进行脱氢和分离。在本发明的一个实施例中，由于电阻加热，双入口旋风分离器具有更高的温度。一般来说，电阻加热是指电流通过最好具有高电阻的材料而产生的热量。在本发明的另一个实施例中，由于感应，双入口旋风分离器具有更高的温度。此外，双入口旋风分离器被绝缘，以防止双入口旋风分离器的热量泄漏。
在本发明的一个实施例中，涡流的形成是双入口旋风分离器设计的结果。一次进料口和二次进料口切向收集初级进料和二次进料，从而在双入口旋风内部形成涡流。在本发明的一个实施例中，一次入口切向进料，从而在双入口旋风分离器内形成涡流，二次入口垂直于一次入口。在本发明的一个实施例中，二次入口切向进料，使得二次入口切向进料在双入口旋风分离器内形成涡流，并且一次入口进料垂直于一次入口。在本发明的一个实施例中，经气相二氧化硅颗粒的初级进料和氯气的二次进料处理后形成的颗粒被收集在漏斗中。
分离器***100包括第一出口108。第一出口108用于释放二氧化硅颗粒。第一出口108用于释放脱水的气相二氧化硅颗粒。此外，分离器***100包括第二出口110。第二出口110用于在对气相二氧化硅颗粒进行分离和脱氢之后释放水分子和其他气体。其他气体包括HCI、氮气、空气等。
气相二氧化硅颗粒经过脱羟处理，去除物理吸附水分子和化学吸附水分子。一般来说，与二氧化硅有关的水有两种形式。这两种形式包括物理吸附水分子和化学吸附水分子。此外，所述化学吸附水分子包括但不限于邻硅醇、双子硅醇和分离硅醇。物理吸附的水分子在大约200摄氏度的温度下被除去。化学吸附的水分子在高于200摄氏度的温度下被除去。在本发明的一个实施例中，在200摄氏度温度后剩余的化学吸附水分子在大约百万分之三十到百万分之五十的范围内。在本发明的另一个实施例中，在200摄氏度的温度后剩余的化学吸附水分子的范围可以变化。在本发明的一个实施例中，在200摄氏度温度后剩余的化学吸附水分子由αOH在4.6/nm2到4.9/nm2的范围内给出。
物理吸附的水分子通过将气相二氧化硅颗粒置于大约200摄氏度的温度中来去除。化学吸附的水分子是通过将气相二氧化硅颗粒置于200摄氏度以上的温度中去除的。此外，在大约400摄氏度到500摄氏度的温度范围内，水分子有可能再水化。
气相二氧化硅颗粒在氯气存在下发生脱氢反应。分离的SiOH基、双子SiOH基和邻SiOH基的脱氢反应由速率定律dC/dt＝-k[c]n定义，在320℃-1200℃的温度范围内。在本发明的一个实施例中，在320摄氏度到431摄氏度的温度范围内，n的值约为0.91千焦/摩尔，Ea的值约为44.2千焦/摩尔。在本发明的另一个实施例中，在432摄氏度到490摄氏度的温度范围内，n的值约为2.00千焦/摩尔，Ea的值约为88.5千焦/摩尔。在本发明的另一个实施例中，在491摄氏度到637摄氏度的温度范围内，n的值约为2.00，ea的值约为101.9千焦/摩尔。在本发明的另一个实施例中，在638摄氏度到758摄氏度的温度范围内，n的值约为2.00千焦/摩尔，Ea的值约为116.9千焦/摩尔。在本发明的又一实施例中，在759摄氏度至1122摄氏度的温度范围内，n的值约为2.00千焦/摩尔，Ea的值约为207.6千焦/摩尔。
气相二氧化硅颗粒在一段时间内分离和脱氢。气相二氧化硅颗粒的分离和脱氢时间取决于一个或多个因素。一个或多个因素包括气相二氧化硅颗粒的孔隙率、气相二氧化硅颗粒的几何形状、气相二氧化硅颗粒的数量、双入口旋风分离器内的温度、旋风分离器的尺寸等。在本发明的一个实施例中，气相二氧化硅颗粒脱氢所需的时间段取决于氯在二氧化硅中的扩散。
在一个例子中，当在大约1100℃的温度下处理时，在大约2小时的时间内，水分子从200℃温度下的浓度为百万分之30份到给定几何形状和密度下的浓度为百万分之0.1份。在另一个例子中，给定质量的流态化(自由流动)二氧化硅颗粒脱水所需的时间段在大约10分钟到15分钟的范围内。在另一个例子中，流态化(自由流动)二氧化硅颗粒脱水所需的时间段取决于旋风分离器内颗粒的流动长度。此外，热扩散所需的时间取决于光纤预制件的密度和几何结构。
在本发明的一个实施例中，来自双入口旋风分离器的第一出口108的脱水气相二氧化硅颗粒存储在存储罐中。脱水的气相二氧化硅颗粒以约500克/分钟的流速储存在储槽中。在本发明的一个实施例中，脱水的气相二氧化硅颗粒以任何合适的流速存储在存储罐中。
图3示出了根据本发明的各种实施例的用于对流态化(自由流动)气相二氧化硅颗
粒进行脱氢的腔室302的一般概述300。腔室302位于双入口旋风分离器第一出口108下方的储罐304下方。在本发明的一个实施例中，腔室302用于对流态化(自由流动)气相二氧化硅颗粒进行去甲氧基化。在双入口旋风分离器中对气相二氧化硅颗粒进行分离后进行脱氢。腔室302被一个或多个感应炉包围。一个或多个感应炉向腔室302提供热量。
在本发明的一个实施例中，腔室302的高度为7米。在本发明的另一个实施例中，腔室302的高度可能不一样。在本发明的一个实施例中，腔室302的半径为10.2厘米。在本发明的另一个实施例中，腔室302的半径可能不一样。在本发明的一个实施例中，腔室302由石英做成。在本发明的另一个实施例中，腔室302由类似的任何其他合适材料制成。在一个例子中，腔室302能够在一小时内连续处理重量高达25千克的气相二氧化硅颗粒。在另一个示例中，腔室302可以适当地调整以在预定时间内将气相二氧化硅颗粒处理到任何规定重量。
图4示出了根据本发明的各种实施例的一个或多个腔室302的一般概述400，以执行自由流动的气相二氧化硅颗粒的脱氢。一个或多个腔室302放置在位于双入口旋风分离器的第一出口108下方的储罐304的下方。在本发明的另一个实施例中，在双入口旋风分离器中分离气相二氧化硅颗粒后进行脱氢。一个或多个腔室302被一个或多个感应炉包围。此外，一个或多个腔室302的每个腔室被一个或多个感应炉包围。一个或多个感应炉向一个或多个腔室302提供热量。
在本发明的一个实施例中，一个或多个腔室302的每个腔室具有2米的高度。在本发明的另一实施例中，一个或多个腔室302的每个腔室的高度可以变化。在本发明的一个实施例中，一个或多个腔室302的每个腔室的半径为8.5厘米。在本发明的另一实施例中，一个或多个腔室302的每个腔室的半径可以改变。在本发明的一个实施例中，一个或多个腔室302的每个腔室由石英制成。在本发明的另一个实施例中，一个或多个腔室302的每个腔室由类似的任何其他合适材料制成。在一个例子中，一个或多个腔室302能够在一小时内连续处理重量高达5千克的气相二氧化硅颗粒。在另一示例中，一个或多个腔室302可适当地修改以在预定时间内将气相二氧化硅颗粒处理至任何规定重量。
图5示出了根据本发明的各种实施例的用于对流态化气相二氧化硅颗粒502进行压实的模具组件500的概述。流态化气相二氧化硅颗粒502是从图1的第一出口108释放的分离二氧化硅颗粒。模具组件500包括冲床504、压模506和圆柱形杆508。冲床和压模代表冲床和模具装置。冲头和模具装置用于对流态化气相二氧化硅颗粒502进行压实。流态化气相二氧化硅颗粒502具有低孔隙率和规定的几何形状气相二氧化硅颗粒。低孔隙率气相二氧化硅颗粒的脱氢是在压实后实现的。在双入口旋风分离器中分离气相二氧化硅颗粒后进行压实(如图1和图2所示)。此外，进行挤压，使压缩的气相二氧化硅颗粒脱氢。
流态化气相二氧化硅颗粒502使用模具组件500压实以制造致密二氧化硅颗粒、物体。此外，所述压实对象被烧结以制造复合预制件。模具组件500对流态化气相二氧化硅颗粒502进行压制。流态化气相二氧化硅颗粒502的压制是流态化气相二氧化硅颗粒502的压制，以制备致密的预制体。
模具组件500包括压模506。一般来说，模具是制造业用来切割或成形材料的一种专用工具，大多使用压力机。另外，根据目标产品的形状和尺寸定制模具。在本发明的一个实施例中，压模506的横截面为圆柱形。压模506用于制造圆柱形的致密物体。在本发明的一个实施例中，压模506在中心位置具有圆柱形空腔。在本发明的一个实施例中，圆柱形空腔位于用于定位圆柱形杆508的压模506的上表面上。
在本发明的一个实施例中，圆柱形杆508是用于制造空心致密物体的模杆。在本发明的一个实施例中，圆柱形杆508的长度根据包层预制件的所需长度来定义。
在本发明的一个实施例中，压模506在圆柱形杆508周围具有空腔。圆柱形杆508周围的空腔的形状和尺寸是根据所需的包层预制件的形状和尺寸来定义的。在本发明的一个实施例中，压模506具有第一壁和第二壁。第一壁是压模506的内壁。流态化气相二氧化硅颗粒502被加载在圆柱形杆508和压模506的内壁之间。
流态化气相二氧化硅颗粒502从储罐304被装载到压模506的空腔中。在本发明的一个实施例中，压模506的腔为圆柱形。流态化气相二氧化硅颗粒502根据所需的覆层预制件的尺寸被加载到压模506的空腔中。
使用冲床504压制存在于压模506的空腔中的流态化气相二氧化硅颗粒502。冲床504是用于冲孔或压制流态化气相二氧化硅颗粒502以将流态化气相二氧化硅颗粒502转化为致密物体的机床。在本发明的一个实施例中，冲床504是自动机器或手动机器之一。在本发明的另一实施例中，冲床504在液压机上工作。流态化气相二氧化硅颗粒502被轴向压缩或压制以形成围绕圆柱形杆508的致密物体。冲床504用于对流态化气相二氧化硅颗粒502施加压力以形成致密物体。向压模506施加压力以压下流态化气相二氧化硅颗粒502。另外，用压力将流态化气相二氧化硅颗粒502压制成目标密度的致密物体。
在本发明的一个实施例中，使用冷压技术压制流态化气相二氧化硅颗粒502。一般来说，冷压技术是指在烧结温度以下或腔室温下将脱水二氧化硅颗粒压入模具组件。对流态化气相二氧化硅颗粒502进行冷压，以向所需的包层预制件提供适当的形状和密度。
在本发明的另一实施例中，使用热压技术压制流态化气相二氧化硅颗粒502。一般来说，热压技术是指利用热压模对脱水二氧化硅颗粒进行压制。在本发明的一个实施例中，模具组件500被封闭在一个或多个熔炉中以提高用于压制流态化气相二氧化硅颗粒502的温度。一个或多个熔炉能够加热用于制造致密物体的压模506。在本发明的一个实施例中，使用辐射或对流加热压模506以达到流化气相二氧化硅颗粒502的压实所需温度。在本发明的另一实施例中，使用感应或电阻技术加热压模506。在本
发明的又一实施例中，使用类似的任何其他适当技术加热压模506。在本发明的一个实施例中，在加热的压模506中进行单轴压制以压实流态化气相二氧化硅颗粒502。在本发明的另一个实施例中，在加热压模506中进行等静压以压实流态化气相二氧化硅颗粒502。单轴压制或等静压是为了制造致密物体而进行的。
在本发明的一个实施例中，流化气相二氧化硅颗粒502的压实导致压实物体的体积减小和密度增大。在本发明的一个实施例中，对流态化气相二氧化硅颗粒502施加向内压力以形成致密物体。在本发明中，冲床504从压模506的一个或多个侧面均匀地挤压流态化气相二氧化硅颗粒502。
模具组件500使流态化气相二氧化硅颗粒502转化为圆柱形致密物体。此外，压模506和冲床504能够将流态化气相二氧化硅颗粒502转化为具有规定密度或目标密度的致密物体。
在本发明的一个实施例中，将圆柱形杆508***模具组件500中，以形成空心圆柱形致密物体。所述空心圆柱状致密体烧结以形成空心圆柱状包覆预制体。在本发明的一个实施例中，空心圆柱形致密物体在烧结炉中烧结以形成空心圆柱形包覆预制件。一般来说，烧结是指在不熔化压实物体的情况下，通过加热将压实物体加热至液化点，从而形成玻璃预制件或复合预制件的过程。在一个例子中，空心圆柱形覆层预制件的孔隙率约为0.5。在另一示例中，空心圆柱形覆层预制件的孔隙率可以变化。一般来说，孔隙率是指空心圆柱形状的体积密度。
在本发明的一个实施例中，双入口旋风分离器对气相二氧化硅颗粒进行分离和脱氢。在本发明的另一个实施例中，双入口旋风分离器对气相二氧化硅颗粒进行脱氢。在本发明的一个实施例中，在高温下对气相二氧化硅颗粒进行脱氢。在本发明的另一个实施例中，双入口旋风分离器仅对气相二氧化硅颗粒进行分离。在这种情况下，气相二氧化硅颗粒的脱氢在腔室(如图3所示)、一个或多个腔室(如图4所示)中进行，或在流化气相二氧化硅颗粒压实后(如图5所示)进行。
上文的描述是为了呈现本技术的预定义实施例而做出的说明和描述。该描述的目的不在于详尽无遗，也不在于将本技术局限于所揭示的精确形式，显然根据上述解释，许多修改和变化是可能的。选择和描述这些实施例是为了最好地解释本技术的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够最好地利用本技术和具有适合于预期的特定用途的各种修改的各种实施例。应理解的是，根据情况采用各种省略和替换等效物是允许的，但这样做的目的是涵盖应用或实施，而不背离本技术权利要求的精神或范围。

Claims (13)

1.一种分离气相二氧化硅颗粒的方法，其特征在于，包括：从气态流收集气相二氧化硅颗粒的初级进料，其中气相二氧化硅颗粒的初级进料以流态收集；收集氯气的二次进料，其中收集氯气的二次进料以执行流态化气相二氧化硅颗粒的分离；
对气相二氧化硅颗粒的初级进料和氯气的二次进料进行加热处理；从第一出口(108)释放脱水气相二氧化硅颗粒，从而分离气相二氧化硅颗粒。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，来自气流的气相二氧化硅颗粒的初级进料从第一入口(102)收集到双入口旋风分离器中。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从第二入口(104)将氯气的二次进料收集到双入口旋风分离器中。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括，在对气相二氧化硅颗粒进行分离后，从第二出口(110)释放水分子和气体。
5.一种用于对气相二氧化硅颗粒进行分离和脱羟基的分离***(100)，其特征在于，包括：
第一入口(102)，其中第一入口(102)用于将气流中的气相二氧化硅颗粒的初级进料收集到双入口旋风分离器中，其中气相二氧化硅颗粒的初级进料在流态中收集；第二入口(104)，其中第二入口(104)用于将氯气的二次进料收集到双入口旋风分离器中，其中收集氯气的二次进料以执行流态化气相二氧化硅颗粒的脱氢；一种双入口旋风筒的主体(106)，其中，双入口旋风筒的主体(106)用于处理气相二氧化硅颗粒的初级进料和氯气的二次进料以及双入口旋风筒内的热量；第一出口(108)，其中第一出口(108)用于释放脱水的气相二氧化硅颗粒；以及第二出口(110)，其中第二出口(110)用于在对气相二氧化硅颗粒进行分离和脱氢之后释放水分子和其他气体。
6.根据权利要求5所述的分离器***(100)，其特征在于，涡流的形成对流态化气相二氧化硅颗粒施加离心力，气相二氧化硅颗粒的分离和脱氢发生以释放脱水气相二氧化硅颗粒和水分子。
7.根据权利要求5所述的分离器***(100)，其特征在于，所述气相二氧化硅颗粒经历脱氢以去除物理吸附水分子和化学吸附水分子，其中所述化学吸附水分子在去除物理吸附水分子后被去除，其中所述物理吸附水分子在约200摄氏度的温度下重新去除，其中化学吸附水分子在200摄氏度后的残留量在百万分之三十到百万分之五十之间。
8.根据权利要求5所述的分离器***(100)，其特征在于，所述分离***(100)对所分离的SiOH基、双子SiOH基和邻SiOH基进行脱氢，其中所分离的SiOH基、双子SiOH基和邻SiOH的脱氢由速率定律dC/dt＝k[c]n决定，在约320摄氏度到1200摄氏度的温度范围内。。
9.根据权利要求5所述的分离器***(100)，其特征在于，气相二氧化硅颗粒在一个时间段内经历分离和脱氢，其中气相二氧化硅颗粒的分离和脱氢的时间段取决于一个或多个因素。
10.一种分离气相二氧化硅颗粒的方法，其特征在于，包括：收集，从第一入口(102)将气相流中的气相二氧化硅颗粒的初级进料送入双入口旋风分离器，其中气相二氧化硅颗粒的初级进料以流态收集；收集，从第二入口(104)到双入口旋风分离器的氯气的二次进料，其中收集氯气的二次进料以执行流态化气相二氧化硅颗粒的分离；处理，在双入口旋风分离器的主体(106)内，气相二氧化硅颗粒的初级进料和氯气的二次进料以及热量；释放，从第一出口(108)释放脱水气相二氧化硅颗粒；以及释放，从第二出口(110)分离气相二氧化硅颗粒后释放水分子和其他气体。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括在腔室(302)中对流态化气相二氧化硅颗粒进行脱氢，其中在双入口旋风分离器中对气相二氧化硅颗粒进行分离后进行脱氢，其中腔室(302)被一个或多个感应炉包围。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括在一个或多个腔室(302)中对流态化气相二氧化硅颗粒进行脱氢，其中在双入口旋风分离器中对气相二氧化硅颗粒进行分离后进行脱氢，其中一个或多个腔室(302)被一个或多个感应炉包围。
13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括使用冲头和模具设备对流态化气相二氧化硅颗粒进行压实，其中，在双入口旋风分离器中对气相二氧化硅颗粒进行分离后进行压实，其中，压实用于对已压实的气相二氧化硅颗粒进行脱氢。
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