CN102755871B - 纳米二氧化硅搅拌改性方法及其装置 - Google Patents

Abstract

纳米二氧化硅搅拌改性方法及其装置，包括釜体及其运行方法，其特征在于釜体两端采用具有锥形结构的锥体且呈封闭状，釜体内壁安装了导流挡板。其有益效果是釜体采用双锥结构，不仅能提供所有物料流动的动力，还可完成由集中向分散，再由分散向集中的混合过程；釜体内设置了八块倾斜的导流挡板，使釜内高速流动的物料按既定的方向流动，因而能够使物料混合均匀，反应充分。针对纳米二氧化硅生产领域中的粉体、滤饼等极易粘壁和形成“搅拌死角”的物料进行改性相当有效。独特的搅拌方式，无需复杂的搅拌形状和高速运行，技术难度小，设备加工费用和运行费用低，易于实现大规模工业化。

Description

纳米二氧化硅搅拌改性方法及其装置

技术领域

本发明涉及二氧化硅的生产方法，特别是一种纳米二氧化硅搅拌改性方法及其装置。

背景技术

纳米二氧化硅是极其重要的高科技超微细无机新材料之一,因其粒径很小，比表面积大，表面吸附力强，表面能大，化学纯度高、分散性能好、热阻、电阻等方面具有特异的性能，以其优越的稳定性、补强性、增稠性和触变性，在众多学科及领域内独具特性，有着不可取代的作用。纳米二氧化硅俗称“超微细白炭黑”，广泛用于各行业作为添加剂、催化剂载体，石油化工，脱色剂，消光剂，橡胶补强剂，塑料充填剂，油墨增稠剂，金属软性磨光剂，绝缘绝热填充剂，高级日用化妆品填料及喷涂材料、医药、环保等各种领域。

纳米二氧化硅根据其性质又可分为亲水型纳米二氧化硅和疏水型纳米二氧化硅，其中疏水型纳米二氧化硅是由亲水型产品经过表面改性处理而制得，经过表面改性处理后，提高了产品与有机基体的相容性以及在基体中的分散性，大大拓宽了纳米二氧化硅的应用领域，同时可充分发挥纳米二氧化硅的特殊功能。

纳米二氧化硅的改性方法和设备有很多，无论是干法改性或湿法改性均涉及到纳米二氧化硅和反应添加剂的混合，而混合过程就离不开搅拌。众多的搅拌方法大都集中在如何提高搅拌转速和改变搅拌的形状上，主要目的是解决搅拌中的“死角”。这样，搅拌的转速愈来愈高，搅拌的加工费和改性设备的运行费用直线上升。搅拌“死角”是由于反应物料没有完全流动，或各点流动的速度相差太大形成的。物流温度越高，粘度越大，或固含量越高，形成“搅拌死角”就越严重。

中国专利文献CN202107542U公开了“一种白炭黑湿法改性装置”，仅仅是一种具有加热功能的液相混合搅拌装置。由于物料用滤饼改性，含水量大，改性添加剂消耗大且不能循环利用；而该专利装置涉及的搅拌器不可能和反应釜内壁紧密接触，由于纳米二氧化硅独特的触变增稠性，会使搅拌死角出现饼状结壁。进而出现改性混合不均匀。既不经济，又不环保，且技术上有明显的缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种将反应釜设计成旋转的密闭容器，并使其整体旋转，从而使所有物料在反应釜内完全流动，杜绝“死角”的存在，达到提高产品质量的目的。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是一种纳米二氧化硅搅拌改性方法及其装置，包括釜体及其运行方法，其特征在于釜体两端采用具有锥形结构的锥体且呈封闭状，釜体内壁安装了导流挡板。

所述的导流挡板安装于釜体一端锥体的釜体内壁上，共安装八块，以水平中心线为界将该椎体分为两部分，在每部分锥体的釜体内壁各安装四块。

所述的导流挡板的安装方法是将导流挡板的一端固定在釜体内壁上，其固定点的位置分布为：在距离锥底四分之一处安装导流挡板A，安装时以导流挡板A的宽度为平面与水平中心线成5°夹角；在距离锥底二分之一处以垂直中心线为界，在右边釜体内壁的中心点安装导流挡板B，安装时以导流挡板B的宽度为平面与水平中心线成5°夹角，在左边釜体内壁的中心点安装导流挡板C，安装时以导流挡板C的宽度为平面与水平中心线成175°夹角；在距离锥底四分之三处安装导流挡板D，安装时以导流挡板D的宽度为平面与水平中心线成175°夹角；导流挡板向釜体垂直中心线延伸时以其长度为平面与水平中心线呈5°夹角向釜体的人孔方向或进料口与卸料口方向倾斜；另外四块导流挡板的安装方法为以水平中心线为中心轴呈轴对称形式安装。

所述导流挡板的规格是：宽度为120mm，厚度为14mm，长度为一端固定在釜体内壁，另一端与釜体垂直中心线平齐。

所述的釜体在反应釜运行时整体旋转。

本发明的有益效果是釜体采用双锥结构，不仅能提供所有物料流动的动力，还可完成由集中向分散，再由分散向集中的混合过程；釜体内设置了八块倾斜的导流挡板，使釜内高速流动的物料按既定的方向流动，因而能够使物料混合均匀，反应充分。针对纳米二氧化硅生产领域中的粉体、滤饼等极易粘壁和形成“搅拌死角”的物料进行改性相当有效。独特的搅拌方式，无需复杂的搅拌形状和高速运行，技术难度小，设备加工费用和运行费用低，易于实现大规模工业化。

附图说明

图1为本发明中釜体结构示意图。

图2为本发明中釜体正面剖视图。

图3为本发明中釜体左视剖面图。

图中：1.人孔；2.釜体；3.进料口与卸料口；4.导流挡板；5.锥体，6.锥底，7.釜体内壁，8.垂直中心线，9.水平中心线，41. 导流挡板A，42. 导流挡板B，43. 导流挡板C，44. 导流挡板D。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

制作釜体2，将釜体2两端做成锥形结构状的锥体5，釜体2下部安装人孔1，釜体2上部安装进料口与卸料口3，釜体内壁7上安装导流挡板4；将导流挡板4安装于釜体2一端锥体5的釜体内壁7上，共安装八块，以水平中心线9为界将该椎体5分为两部分，在每部分锥体5的釜体内壁7各安装四块导流挡板4。

导流挡板4的安装方法是将导流挡板4的一端固定在釜体内壁7上，其固定点的位置分布为：在距离锥底6四分之一处安装导流挡板A41，安装时以导流挡板A41的宽度为120mm,厚度14mm,平面与水平中心线9成5°夹角；在距离锥底6二分之一处以垂直中心线8为界，在右边釜体内壁7的中心点安装导流挡板B42，安装时以导流挡板B42的宽度为120mm,厚度14mm,平面与水平中心线9成5°夹角，在左边釜体内壁7的中心点安装导流挡板C43，安装时以导流挡板C43的宽度为120mm,厚度14mm,平面与水平中心线9成175°夹角；在距离锥底6四分之三处安装导流挡板D44，安装时以导流挡板D44的宽度为120mm,厚度14mm,平面与水平中心线9成175°夹角；导流挡板4的另一端与釜体垂直中心线8对齐并以此为各导流挡板4的长度；导流挡板4向釜体垂直中心线8延伸时以其长度为平面与水平中心线9呈5°夹角向釜体2的人孔1方向或进料口与卸料口方向3倾斜；另外四块导流挡板4的安装方法为以水平中心线9为中心轴呈轴对称形式安装。

使用时，经过气流粉碎设备解聚后的纳米二氧化硅粉体由料斗利用重力作用由进料口3加入釜体2，将反应添加剂利用压力作用从进料口3加入釜体2。

启动反应釜，使釜体2按一定转速开始转动，物料由于重力作用自上而下高速流动。由于物料湿度低，所有物料都无法粘接在釜体内壁7上，而直接按照粉体运转方向由一个锥体5集中向分散高速流动进入对面的锥体5，完成一次由分散向集中的混合。物料在流动的过程中，遇到导流挡板4，由于导流挡板4具有一定的倾角而使物料按照由单一流动方向向釜体2两侧流动，并冲刷釜体内壁7，从而使物料更加均匀。

实施例2：

同样制作釜体2，将釜体2两端做成锥形结构状的锥体5，釜体2下部安装人孔1，釜体2上部安装进料口与卸料口3，釜体内壁7上安装导流挡板4；将导流挡板4安装于釜体2一端锥体5的釜体内壁7上，共安装八块，以水平中心线9为界将该椎体5分为两部分，在每部分锥体5的釜体内壁7各安装四块导流挡板4。

导流挡板4的安装方法是将导流挡板4的一端固定在釜体内壁7上，其固定点的位置分布为：在距离锥底6四分之一处安装导流挡板A41，安装时以导流挡板A41的宽度为120mm,厚度14mm,平面与水平中心线9成5°夹角；在距离锥底6二分之一处以垂直中心线8为界，在右边釜体,内壁7的中心点安装导流挡板B42，安装时以导流挡板B42的宽度为120mm,厚度14mm,平面与水平中心线9成5°夹角，在左边釜体内壁7的中心点安装导流挡板C43，安装时以导流挡板C43的宽度为120mm,厚度14mm,平面与水平中心线9成175°夹角；在距离锥底6四分之三处安装导流挡板D44，安装时以导流挡板D44的宽度为平面与水平中心线9成175°夹角；导流挡板4的另一端与釜体垂直中心线8对齐并以此为各导流挡板4的长度；导流挡板4向釜体垂直中心线8延伸时以其长度为平面与水平中心线9呈5°夹角向釜体2的人孔1方向或进料口与卸料口方向3倾斜；另外四块导流挡板4的安装方法为以水平中心线9为中心轴呈轴对称形式安装。

使用时，经过板框过滤后的釜体滤饼由料斗利用螺旋输送设备由进料口3加入釜体2。反应添加剂利用压力作用通过进料口3加入釜体2。

启动反应釜，使釜体2按一定转速开始转动，由于物料固含量较高且刚开始为固体，所以流动性很低，所有物料由于重力作用自上而下成跌落形式流动，物料在跌落过程中由于摔力的作用不断析出水分而变稀成流体状，而流体中的细小滤饼经导流挡板4的作用继续分散变小，直至完全分散成浆状体为止。

Claims (1)

1.纳米二氧化硅搅拌改性装置，包括釜体（2），其特征在于：

釜体（2）为卧式，呈水平放置，釜体（2）两端采用具有锥形结构的锥体（5）且呈封闭状，釜体内壁（7）安装了导流挡板（4）；

所述的导流挡板（4）安装于釜体（2）一端锥体（5）的釜体内壁（7）上，共安装八块，以水平中心线（9）为界将该锥体（5）分为两部分，在每部分锥体（5）的釜体内壁（7）各安装四块；

所述的导流挡板（4）的安装方法是将导流挡板（4）的一端固定在釜体内壁（7）上，其固定点的位置分布为：在距离锥底（6）四分之一处安装导流挡板A（41），安装时以导流挡板A（41）的宽度为平面与水平中心线（9）成5°夹角；在距离锥底（6）二分之一处以垂直中心线（8）为界，在右边釜体内壁（7）的中心点安装导流挡板B（42），安装时以导流挡板B（42）的宽度为平面与水平中心线（9）成5°夹角，在左边釜体内壁（7）的中心点安装导流挡板C（43），安装时以导流挡板C（43）的宽度为平面与水平中心线（9）成175°夹角；在距离锥底（6）四分之三处安装导流挡板D（44），安装时以导流挡板D（44）的宽度为平面与水平中心线（9）成175°夹角；导流挡板（4）向釜体（2）的垂直中心线（8）延伸时以其长度为平面与水平中心线（9）呈5°夹角向釜体（2）的人孔（1）方向或进料口与卸料口（3）方向倾斜；另外四块导流挡板（4）的安装方法为以水平中心线（9）为中心轴呈轴对称形式安装；

所述导流挡板（4）的规格是：宽度为120mm，厚度为14mm，长度为一端固定在釜体内壁（7），另一端与釜体（2）的垂直中心线（8）平齐。

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