CN206232403U - 一种微波改性煤矸石基超细二氧化硅的装置 - Google Patents

Abstract

一种微波改性煤矸石基超细二氧化硅的装置，包括微波发生器，钢化玻璃塔设置在微波发生器中，钢化玻璃塔的顶部设置有钢化玻璃双流套管，钢化玻璃双流套管的底部安装有钢化玻璃喷嘴，经空压机加压的空气送入钢化玻璃双流套管的外管向下流动，正辛醇通过计量泵送入钢化玻璃双流套管的内管向下流动，钢化玻璃塔中围绕钢化玻璃双流套管的外部设置有双层纤维超滤膜和超细二氧化硅粉末床层；本实用新型利用空压机使正辛醇形成喷雾状态并迅速气化升温，在微波场中与超细二氧化硅床层形成流化床进行气固相充分接触，极大缩短了反应时间，改性效果也大大提高；本流程制备的改性超细二氧化硅产品可用作高温润滑脂稠化剂、橡胶补强剂及洗涤助剂等。

Description

一种微波改性煤矸石基超细二氧化硅的装置

技术领域

本实用新型属于煤矸石利用技术领域，特别涉及一种微波改性煤矸石基超细二氧化硅的装置。

背景技术

将煤矸石粉碎、研磨、过筛、煅烧、酸浸、渣液分离，将得到的粗SiO₂经碱融沉降过滤得到Na₂SiO₃溶液。将Na₂SiO₃溶液装入反应器中，以乙酸乙酯为潜伏酸试剂，在弱酸性的温和环境中用溶胶凝胶法制备高比表面超细二氧化硅粉体。超细二氧化硅是一种高新技术的无机精细化学品，由于它具有不寻常的颗粒特征，即极小的粒径、较大的比表面积和优良的化学性能，表现出良好的亲水性、补强性、增稠性、消光性和防粘结性，从而广泛应用于橡胶、涂料、医药、油墨等领域，是工业上不可缺少的原料。但是由于二氧化硅表面硅羟基的存在，粉体表现出极强的亲水性，作为有机材料的添加剂，难以与有机基体结合，为改善粉体性能，必须进行表面改性。

对粉体二氧化硅进行改性一般是将它分散在有机溶剂中，然后加入改性剂。由于改性剂与超细二氧化硅接触不充分，改性效果不佳且反应时间很长。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种微波改性煤矸石基超细二氧化硅的装置，以微波能为媒介，用正辛醇对超细二氧化硅表面基团进行修饰、接枝改性，制备改性超细二氧化硅产品；利用空压机使正辛醇形成喷雾状态并迅速气化升温，在微波场中与超细二氧化硅床层形成流化床进行气固相充分接触，极大缩短了反应时间，改性效果也大大提高；本流程制备的改性超细二氧化硅产品可用作高温润滑脂稠化剂、橡胶补强剂及洗涤助剂等。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种微波改性煤矸石基超细二氧化硅的装置，包括微波发生器10，钢化玻璃塔6设置在微波发生器10中，钢化玻璃塔6的顶部设置有钢化玻璃双流套管3，钢化玻璃双流套管3的底部安装有钢化玻璃喷嘴7，经空压机2加压的空气送入钢化玻璃双流套管3的外管向下流动，正辛醇通过计量泵1送入钢化玻璃双流套管3的内管向下流动，钢化玻璃塔6中围绕钢化玻璃双流套管3的外部设置有双层纤维超滤膜5和超细二氧化硅粉末床层。

所述双层纤维超滤膜5和超细二氧化硅粉末床层均有多组，各组之间平行间隔设置，超细二氧化硅粉末床层设置在双层纤维超滤膜5上。

所述钢化玻璃塔6中围绕钢化玻璃双流套管3的外部设置有塑料除沫器4，塑料除沫器4位于双层纤维超滤膜5和超细二氧化硅粉末床层的上方。

所述钢化玻璃塔6的底部设置二氧化硅收集瓶8，顶部设置醇蒸汽出口9。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1)双层纤维超滤膜极大分散了正辛醇蒸汽，使其与超细二氧化硅形成稳定的流化床床层。

2)正辛醇是微波的强吸收体，采用钢化玻璃双流套管在微波场中实现了正辛醇的瞬时均匀气化，使传统的液-固改性变为气-固改性，极大地改善了接枝、改性效果。

3)微波节能高效，极大地提高正辛醇改性煤矸石基超细二氧化硅的效果。

4)正辛醇蒸汽经回收处理后循环使用，降低了过程的成本。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本实用新型的实施方式。

如图1所示，一种微波改性煤矸石基超细二氧化硅的装置，包括微波发生器10，钢化玻璃塔6设置在微波发生器10中，钢化玻璃塔6的底部设置二氧化硅收集瓶8，醇蒸汽出口9位于顶部。钢化玻璃塔6的顶部设置有钢化玻璃双流套管3，钢化玻璃双流套管3的底部安装有钢化玻璃喷嘴7，经空压机2加压的空气送入钢化玻璃双流套管3的外管向下流动，正辛醇通过计量泵1送入钢化玻璃双流套管3的内管向下流动，钢化玻璃塔6中围绕钢化玻璃双流套管3的外部设置有双层纤维超滤膜5、超细二氧化硅粉末床层和塑料除沫器4。双层纤维超滤膜5和超细二氧化硅粉末床层均有多组，各组之间平行间隔设置，超细二氧化硅粉末床层设置在双层纤维超滤膜5上，塑料除沫器4位于各组双层纤维超滤膜5和超细二氧化硅粉末床层的上方。

本实用新型的工作原理为：

经空压机2加压的空气通过钢化玻璃双流套管3的外管向下流动。将正辛醇用计量泵1注入钢化玻璃双流套管内管，正辛醇向下流动的同时被微波预热，当离开下端的钢化玻璃喷嘴7时，正辛醇在加压空气的作用下被撕裂为雾滴。离开钢化玻璃喷嘴7的雾状正辛醇迅速在微波场中气化升温，并在压力差的作用下自下向上分别穿过双层纤维超滤膜5与超细二氧化硅粉末床层。双层纤维超滤膜5一方面承托超细二氧化硅床层，另一方面起分散正辛醇蒸汽的作用。正辛醇蒸汽与二氧化硅粉末在反应床层内形成气固相流化床充分接触反应。塑料除沫器4一方面除去上升的正辛醇气流中夹带的液沫，另一方面拦截超细二氧化硅固体颗粒。正辛醇从钢化玻璃双流套管3的内管垂直向下喷雾，雾状正辛醇在微波场中迅速气化升温后在压力作用下向上流动，分别穿过2～5层纤维超滤膜-超细二氧化硅粉末床层并形成气固相流化床反应床层对超细二氧化硅粉末进行修饰改性，其中超细二氧化硅粉末以双层纤维超滤膜5承托。正辛醇蒸汽从醇蒸汽回收出口进行回收。其中超细二氧化硅粒径60～800nm，纤维超滤膜孔径10～50nm。钢化玻璃塔6内表压保持在0.05～0.4MPa，空压机出口表压0.1～0.5MPa。

Claims (4)

1.一种微波改性煤矸石基超细二氧化硅的装置，其特征在于，包括微波发生器(10)，钢化玻璃塔(6)设置在微波发生器(10)中，钢化玻璃塔(6)的顶部设置有钢化玻璃双流套管(3)，钢化玻璃双流套管(3)的底部安装有钢化玻璃喷嘴(7)，经空压机(2)加压的空气送入钢化玻璃双流套管(3)的外管向下流动，正辛醇通过计量泵(1)送入钢化玻璃双流套管(3)的内管向下流动，钢化玻璃塔(6)中围绕钢化玻璃双流套管(3)的外部设置有双层纤维超滤膜(5)和超细二氧化硅粉末床层。

2.根据权利要求1所述微波改性煤矸石基超细二氧化硅的装置，其特征在于，所述双层纤维超滤膜(5)和超细二氧化硅粉末床层均有多组，各组之间平行间隔设置，超细二氧化硅粉末床层设置在双层纤维超滤膜(5)上。

3.根据权利要求1所述微波改性煤矸石基超细二氧化硅的装置，其特征在于，所述钢化玻璃塔(6)中围绕钢化玻璃双流套管(3)的外部设置有塑料除沫器(4)，塑料除沫器(4)位于双层纤维超滤膜(5)和超细二氧化硅粉末床层的上方。

4.根据权利要求1所述微波改性煤矸石基超细二氧化硅的装置，其特征在于，所述钢化玻璃塔(6)的底部设置二氧化硅收集瓶(8)，顶部设置醇蒸汽出口(9)。