CN112705142A - 流水连续化硅溶胶合成装置及合成方法 - Google Patents

流水连续化硅溶胶合成装置及合成方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种流水连续化硅溶胶合成装置及合成方法。流水连续化硅溶胶合成装置，包括反应釜、喷淋管、碱性超滤水箱体、排气阀、稳定剂箱体、硅酸箱体、第一送料泵、第二送料泵、第一混合器、第二混合器、循环泵、第一导出泵、预热器、第二导出泵、静态结晶塔；稳定剂箱体与第一送料泵串接，硅酸箱体与第二送料泵串接，上述第一送料泵和第二送料泵与第一混合器并接设计，第一混合器通过第二混合器与反应釜连通，反应釜上具有排气阀。本发明可解决如何对硅溶胶进行连续化合成的技术问题。

Description

流水连续化硅溶胶合成装置及合成方法
技术领域
本发明涉及一种可连续，采用流水作用对硅溶胶进行连续合成的装置，本发明还涉及使用到上述装置对硅溶胶进行合成的方法。
背景技术
硅溶胶合成一般需要碱性玻璃水、稳定剂、硅酸，目前的合成方法是将稳定剂、硅酸按照一定比例混合导入反应釜内并搅拌，然后导入碱性玻璃水，保持一段时间的静态混合，然后通过反应釜换热胶套对反应釜内的物料进行换热保温，上述换热保温必须保持一段时间，这样下一批次的硅溶胶合成必须等到上一批次换热保温后才能完成，这样无法保持连续生产，从而效率不高。
发明内容
本发明的目的是提供一种流水连续化硅溶胶合成装置，解决如何对硅溶胶进行连续化合成的技术问题。
本发明的另一个目的是提供一种流水连续化硅溶胶合成方法。
流水连续化硅溶胶合成装置，包括反应釜、喷淋管、碱性超滤水箱体、排气阀、稳定剂箱体、硅酸箱体、第一送料泵、第二送料泵、第一混合器、第二混合器、循环泵、第一导出泵、多级预热器、第二导出泵、静态结晶塔、热源；稳定剂箱体与第一送料泵串接，硅酸箱体与第二送料泵串接，上述第一送料泵和第二送料泵与第一混合器并接设计，第一混合器通过第二混合器与反应釜连通，反应釜上具有排气阀，碱性超滤水箱体通过喷淋管与反应釜连通；第二混合器、循环泵、反应釜共同构成物料循环，在第二混合器与循环泵的管道之间具有一条分支，该分支通过第一导出泵与多级预热器连通，上述多级预热器中的预热器之间相互连通，多级预热器与静态结晶塔的物料入口通过第二导出泵连通；静态结晶塔的物料出口与多级预热器中的部分预热器回连通；上述喷淋管布置在反应釜内部的顶部，所述静态结晶塔成多级串接设计，每一级从纵向方式布置，热源与多级预热器中的部分预热器连通。
所述循环泵与反应釜之间还配置有视镜。
所述第一混合器和第二混合器为塑料三通阀。
流水连续化硅溶胶合成方法，包括如下步骤：
a、将稳定剂、硅酸分别通过第一送料泵、第二送料泵送入第一混合器内，然后再通过第二混合器导入到反应釜内；
b、将碱性超滤水通过喷淋管导入到反应釜内并搅拌；
c、开始循环泵，使反应釜内的稳定剂、硅酸、碱性超滤水不断循环混合反应均匀形成混合液；
d、将混合液导入通过第一导出泵导入到预热器中；
e、热源对初始进入部分预热器内的混合液进行加热满足结晶温度要求，将经过换热后的混合液通过第二导出泵导入到静态结晶塔内进行结晶；
f、结晶后的混合液回流至部分预热器中对后续刚进入预热器内的混合液进行预热，热源对预热后的混合液在后续预热器中进行补热，从而满足进入静态结晶塔内的结晶温度要求；
g、下一批次的稳定剂、硅酸、碱性超滤水按照前述方式连续进行重复导入到反应釜内进行反应。
所述稳定剂的流速为80-90L/h。
所述硅酸的流速为3-5平方米每小时。
所述循环泵的导入流浪为25-30平方米每小时。
本发明的有益效果是：由于额外的配置有静态结晶塔和预热器，这样反应釜内的混合液就能导入到静态结晶塔内等待结晶而无需在反应釜内，这样当上一批次的静态结晶塔内的混合液在结晶状态时，下一批次的物料就能导入到反应釜内，这样上下两批次的物料不会相互干扰，从而达到流水连续反应合成的效果；而且采用静态结晶塔纵向塔状结构，各个塔内的物料避免相互干扰，这样更有利于结晶的形成。
附图说明
图1是混合液在导入预热器和静态结晶塔前混合的示意图；
图2是混合液经过预热器和静态结晶塔内结晶的示意图；
图中 1.反应釜、2.喷淋管、3.碱性超滤水箱体、4.排气阀、5.稳定剂箱体、6.硅酸箱体、7.第一送料泵、8.第二送料泵、9.第一混合器、10.第二混合器、11.循环泵、12.第一导出泵、13.预热器、14.第二导出泵、15.静态结晶塔、16.热源。
具体实施方式
请参考图1及图2，图中的流水连续化硅溶胶合成装置，包括一个反应釜1、一个喷淋管2、一个碱性超滤水箱体3、一个排气阀4、一个稳定剂箱体5、一个硅酸箱体6、一个第一送料泵7、一个第二送料泵8、一个第一混合器9、一个第二混合器10、一个循环泵11、一个第一导出泵12、一个由多个预热器13构成的预热器组、一个第二导出泵14、一个静态结晶塔15、一个补充热量的热源16。反应釜1用于对三种物料进行混合搅拌。喷淋管2用于将碱性超滤水箱体3内的碱性超滤水导入到反应釜1内增大与其它两个物料的接触面积。排气阀4用于将反应釜1内的其它排出。稳定剂箱体5、第一送料泵7、第一混合器9、第二混合器10用于将稳定剂导入到反应釜1内。硅酸箱体6、第二送料泵8、第一混合器9、第二混合器10用于将硅酸导入到反应釜1内。循环泵11用于三种物料在反应釜1内不断的循环从而完成混合反应均匀。 第一导出泵12用于将循环混合后的物料导入到预热器13中。
预热器组中的部分预热器13首先通过热源16直接将刚进入预热器13内混合液加热到符合结晶要求的温度，如从10度直接加热到90度。待结晶后由于这些带有晶体的混合物需要散热冷却，这样就利用散热的热量对后续进入预热器13内的混合液进行预热，这样只需在最后的预热器13中使用部分热量即可满足结晶要求，如用90度的结晶热量对后续进入的10度的混合液预热到80度，然后通过热源从80度补热到90度而无需将10度直接加热到90度，这样可充分利用结晶的热量，减少热能的利用。预热器13用于对混合液进行预热、补热这样的换热操作。第二导出泵14用于将预热器13内的混合液导入到静态结晶塔15内。静态结晶塔15用于混合液的静态结晶。上述各个部件均采用现有部件，本案的创新是将上述各个部件进行创新组合。
反应釜1采用常规的反应釜1结构，其上布置有排气阀4，内部顶部具有喷淋管2；通过这样的配置，碱性超滤水就能导入到反应釜1内。
稳定剂箱体5与第一送料泵7串接，硅酸箱体6与第二送料泵8串接，上述第一送料泵7和第二送料泵8与第一混合器9并接设计，第一混合器9通过第二混合器10与反应釜1连通；通过这样的配置，稳定剂和硅酸就能导入到反应釜1内。
第二混合器10、循环泵11、反应釜1共同构成物料循环；这样实现三种物料的混合反应。
在第二混合器10与循环泵11的管道之间具有一条分支，该分支通过第一导出泵12与预热器13连通，上述预热器13与静态结晶塔15通过第二导出泵14连通；这样混合液就能在静态结晶塔15内得到结晶。
上述静态结晶塔15成多级串接设计，每一级从纵向方式布置，这样能起到很好的将整个混合液相互隔离作用，有利于结晶的形成。循环泵11与反应釜1之间还配置有视镜，这样便于观察反应情况。第一混合器9和第二混合器10为塑料三通阀，这样避免腐蚀。
本案中流水连续化硅溶胶合成方法，包括如下步骤：
a、将稳定剂箱体5内的稳定剂、硅酸箱体6内的硅酸分别通过第一送料泵7、第二送料泵8送入第一混合器9内，然后再通过第二混合器10导入到反应釜1内；稳定剂的流速为80-90L/h；硅酸的流速为3-5平方米每小时；
b、将碱性超滤水箱体3内的碱性超滤水通过喷淋管2导入到反应釜1内并搅拌；碱性超滤水的流速可根据需要而定；
c、开始循环泵11，使反应釜1内的稳定剂、硅酸、碱性超滤水不断循环混合反应均匀形成混合液；循环泵11的导入流浪为25-30平方米每小时；
d、将混合液导入通过第一导出泵12导入到预热器13中；
e、热源16对其中的部分预热器13进行直接加热换热；将经过换热后的混合液通过第二导出泵14导入到静态结晶塔15内进行结晶；
f、结晶后的混合液回流至部分预热器13中对后续刚进入预热器13内的混合液进行预热，热源16再对预热后的混合液在后续预热器13中进行补热，从而满足进入静态结晶塔15内的结晶温度要求；
g、下一批次的稳定剂、硅酸、碱性超滤水按照前述方式连续进行重复导入到反应釜内进行反应。
为了使本技术方案的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术方案进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术方案，并不用于限定本技术方案。
在本技术方案的描述中，需要说明的是，术语如“上”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术方案和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术方案的限制。此外，术语“第一”等指示代词仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。本方案的各零部件的数量可根据需要进行适应性的改动。
尽管已经示出和描述了本技术方案的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本技术方案的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本技术方案的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1. 流水连续化硅溶胶合成装置，其特征在于： 包括反应釜、喷淋管、碱性超滤水箱体、排气阀、稳定剂箱体、硅酸箱体、第一送料泵、第二送料泵、第一混合器、第二混合器、循环泵、第一导出泵、多级预热器、第二导出泵、静态结晶塔、热源；稳定剂箱体与第一送料泵串接，硅酸箱体与第二送料泵串接，上述第一送料泵和第二送料泵与第一混合器并接设计，第一混合器通过第二混合器与反应釜连通，反应釜上具有排气阀，碱性超滤水箱体通过喷淋管与反应釜连通；第二混合器、循环泵、反应釜共同构成物料循环，在第二混合器与循环泵的管道之间具有一条分支，该分支通过第一导出泵与多级预热器连通，上述多级预热器中的预热器之间相互连通，多级预热器与静态结晶塔的物料入口通过第二导出泵连通；静态结晶塔的物料出口与多级预热器中的部分预热器回连通；上述喷淋管布置在反应釜内部的顶部，所述静态结晶塔成多级串接设计，每一级从纵向方式布置，热源与多级预热器中的部分预热器连通。
2.依据权利要求1所述的流水连续化硅溶胶合成装置，其特征在于： 所述循环泵与反应釜之间还配置有视镜。
3.依据权利要求1所述的流水连续化硅溶胶合成装置，其特征在于：所述第一混合器和第二混合器为塑料三通阀。
4.使用权利要求1中所述的流水连续化硅溶胶合成装置的流水连续化硅溶胶合成方法，其特征在于：包括如下步骤：
a、将稳定剂、硅酸分别通过第一送料泵、第二送料泵送入第一混合器内，然后再通过第二混合器导入到反应釜内；
b、将碱性超滤水通过喷淋管导入到反应釜内并搅拌；
c、开始循环泵，使反应釜内的稳定剂、硅酸、碱性超滤水不断循环混合反应均匀形成混合液；
d、将混合液导入通过第一导出泵导入到预热器中；
e、热源对初始进入部分预热器内的混合液进行加热满足结晶温度要求，将经过换热后的混合液通过第二导出泵导入到静态结晶塔内进行结晶；
f、结晶后的混合液回流至部分预热器中对后续刚进入预热器内的混合液进行预热，热源对预热后的混合液在后续预热器中进行补热，从而满足进入静态结晶塔内的结晶温度要求；
g、下一批次的稳定剂、硅酸、碱性超滤水按照前述方式连续进行重复导入到反应釜内进行反应。
5.依据权利要求4所述的流水连续化硅溶胶合成方法，其特征在于：所述稳定剂的流速为80-90L/h。
6.依据权利要求4所述的流水连续化硅溶胶合成方法，其特征在于：所述硅酸的流速为3-5平方米每小时。
7.依据权利要求4所述的流水连续化硅溶胶合成方法，其特征在于：所述循环泵的导入流浪为25-30平方米每小时。
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