CN206372823U - 一种精准控制沉淀法制取白炭黑的合成反应釜 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及白炭黑加工领域，具体为一种精准控制沉淀法制取白炭黑的合成反应釜，包括釜体、搅拌装置、酸进料管、水玻璃进料管、水蒸气进料管和釜体底部的超声波发生器，釜体内部设置有pH检测装置，测温装置，酸进料管、水玻璃进料管设置有电磁阀、流量计，控制芯片根据温度和pH精确控制各自物料进入量；本实用新型的有益效果：本合成反应釜设计合理，结构简单，使用方便；采用喷头喷射溶液，溶液迅速扩散，易于混合均匀，促进反应进行；设置超声波发生器，提高溶液中离子活性，加快反应速度；精准控制酸液、水玻璃溶液、水蒸气进料量，根据釜内溶液的温度、pH智能调节酸液、水玻璃溶液、水蒸气进入的流速。
Description
技术领域
本实用新型涉及白炭黑加工领域，具体为一种精准控制沉淀法制取白炭黑的合成反应釜。
背景技术
白炭黑又称水合沉淀二氧化硅，为白色无定形微细粉末，主要用作橡胶的补强剂，是一种重要的硅系无机功能性粉体材料。国内大部分采用传统沉淀法制备，是以硅酸钠溶液和硫酸为原料，在一定的温度下调节pH值，得到二氧化硅沉淀，然后从反应器的浆料经压滤机过滤洗涤，除去硫酸钠和杂质等，然后得到的滤饼经高速搅拌液化成糊状浆料，最后喷雾干燥，得到二氧化硅产品。
中国专利库中公开了白炭黑是一种重要的化工产品（CN201420824150.X），一般分为气相法白炭黑和沉淀法白炭黑，沉淀法白炭黑的用量很大，每年全国需求量在150万吨左右，用途领域也很广，而且在不同领域的用途需要不同性质的白炭黑，因此对于合成要求很严格。它主要是以液体水玻璃和硫酸作为原料，反应时需要控制两者的流量比，控制反应过程中的pH值，而且还需要调节水以及水蒸气来控制反应温度，所以要操作多个阀门，甚至同时操作多个阀门，一般需要两个以上人员来控制，由于是人工操作，一般调节阀门的时间较久，而且难免会操作失误而带来安全隐患及产品性能偏离甚至造成产品报废，而造成不可估量的损失。
现有的白炭黑合成反应釜无法达到精准控制酸、水玻璃、水蒸气等物料的量，导致无法达到最优反应条件，影响了白炭黑合成产量。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种精准控制沉淀法制取白炭黑的合成反应釜，包括釜体、搅拌装置、酸进料管、水玻璃进料管、水蒸气进料管和釜体底部的超声波发生器，釜体内部设置有pH检测装置，测温装置，酸进料管、水玻璃进料管设置有电磁阀、流量计，控制芯片根据温度和pH精确控制各自物料进入量。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案
一种精准控制沉淀法制取白炭黑的合成反应釜，其包括，釜体1、电源线2、进酸管3、酸液喷头4、进水玻璃管5、水玻璃喷头6、进水蒸气管7、蒸汽喷头8、出料口9、电机10、转轴11、叶片12、超声波发生器13、第一电磁阀14、第一检测流量装置15、第二电磁阀16、第二检测流量装置17、第三电磁阀18、第三检测流量装置19、设备盒20、控制芯片21、电源控制器22、通信模块23、操作面板24、显示屏25、电源开关26、电机调节旋钮27、第一电磁阀调节旋钮28、第二电磁阀调节旋钮29、第三电磁阀调节旋钮30、pH检测装置31、测温装置32。
所述釜体1外侧设置有电源线2、操作面板24，所述釜体1底部设置有出料口9，所述釜体1顶部设置有电机10，所述釜体1内侧底部设置有进水蒸气管7、超声波发生器13、pH检测装置31、测温装置32，所述进酸管3与釜体1内壁固定连接，所述进酸管3在釜体1内的部分上设置有若干酸液喷头4，所述进酸管3在釜体1外的部分上设置有第一电磁阀14、第一检测流量装置15，所述进水玻璃管5与釜体1内壁固定连接，所述进水玻璃管5在釜体1内的部分上设置有若干水玻璃喷头6，所述进水玻璃管5在釜体1外的部分上设置有第二电磁阀16、第二检测流量装置17，所述进水蒸气管7在釜体1内的部分上设置有若干蒸汽喷头8，所述进水蒸气管7在釜体1外的部分上设置有第三电磁阀18、第三检测流量装置19，所述转轴11一端穿过釜体1顶部且与电机10输出轴连接，所述转轴11另一端上设置有若干叶片12，所述设备盒20内部设置有控制芯片21、电源控制器22、通信模块23，所述操作面板24上设置有显示屏25、电源开关26、电机调节旋钮27、第一电磁阀调节旋钮28、第二电磁阀调节旋钮29、第三电磁阀调节旋钮30，所述控制芯片21分别与电机10、超声波发生器13、第一电磁阀14、第一检测流量装置15、第二电磁阀16、第二检测流量装置17、第三电磁阀18、第三检测流量装置19、通信模块23、显示屏25、电机调节旋钮27、第一电磁阀调节旋钮28、第二电磁阀调节旋钮29、第三电磁阀调节旋钮30、pH检测装置31、测温装置32连接，所述电源控制器22分别与电源线2、电机10、超声波发生器13、第一电磁阀14、第一检测流量装置15、第二电磁阀16、第二检测流量装置17、第三电磁阀18、第三检测流量装置19、控制芯片21、显示屏25、电源开关26、通信模块23、pH检测装置31、测温装置32电连接，所述通信模块23与远端的控制中心连接。
优选地，所述釜体1内部设置有保温层。
优选地，所述进酸管3在釜体1内的部分上等距离设置有若干酸液喷头4；所述进水玻璃管5在釜体1内的部分上等距离设置有若干水玻璃喷头6；所述进水蒸气管7在釜体1内的部分上等距离设置有若干蒸汽喷头8。
优选地，所述第一检测流量装置15、第二检测流量装置17、第三检测流量装置19都为流量传感器。
优选地，所述pH检测装置31为pH传感器。
优选地，所述测温装置32为温度传感器。
本实用新型的有益效果：本合成反应釜设计合理，结构简单，使用方便；采用喷头喷射溶液，溶液迅速扩散，易于混合均匀，促进反应进行；设置超声波发生器，提高溶液中离子活性，加快反应速度；精准控制酸液、水玻璃溶液、水蒸气进料量，根据釜内溶液的温度、pH智能调节酸液、水玻璃溶液、水蒸气进入的流速。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为本实用新型控制流程图。
图1中，1-釜体、2-电源线、3-进酸管、4-酸液喷头、5-进水玻璃管、6-水玻璃喷头、7-进水蒸气管、8-蒸汽喷头、9-出料口、10-电机、11-转轴、12-叶片、13-超声波发生器、14-第一电磁阀、15-第一检测流量装置、16-第二电磁阀、17-第二检测流量装置、18-第三电磁阀、19-第三检测流量装置、20-设备盒、21-控制芯片、22-电源控制器、23-通信模块、24-操作面板、25-显示屏、26-电源开关、27-电机调节旋钮、28-第一电磁阀调节旋钮、29-第二电磁阀调节旋钮、30-第三电磁阀调节旋钮、31-pH检测装置、32-测温装置。
具体实施方式
下面结合附图及实施例，对本实用新型做进一步详细说明
如图1所示，所述釜体1外侧设置有电源线2、操作面板24，所述釜体1底部设置有出料口9，所述釜体1顶部设置有电机10，所述釜体1内侧底部设置有进水蒸气管7、超声波发生器13、pH检测装置31、测温装置32，所述进酸管3与釜体1内壁固定连接，所述进酸管3在釜体1内的部分上设置有若干酸液喷头4，所述进酸管3在釜体1外的部分上设置有第一电磁阀14、第一检测流量装置15，所述进水玻璃管5与釜体1内壁固定连接，所述进水玻璃管5在釜体1内的部分上设置有若干水玻璃喷头6，所述进水玻璃管5在釜体1外的部分上设置有第二电磁阀16、第二检测流量装置17，所述进水蒸气管7在釜体1内的部分上设置有若干蒸汽喷头8，所述进水蒸气管7在釜体1外的部分上设置有第三电磁阀18、第三检测流量装置19，所述转轴11一端穿过釜体1顶部且与电机10输出轴连接，所述转轴11另一端上设置有若干叶片12，所述设备盒20内部设置有控制芯片21、电源控制器22、通信模块23，所述操作面板24上设置有显示屏25、电源开关26、电机调节旋钮27、第一电磁阀调节旋钮28、第二电磁阀调节旋钮29、第三电磁阀调节旋钮30，所述控制芯片21分别与电机10、超声波发生器13、第一电磁阀14、第一检测流量装置15、第二电磁阀16、第二检测流量装置17、第三电磁阀18、第三检测流量装置19、通信模块23、显示屏25、电机调节旋钮27、第一电磁阀调节旋钮28、第二电磁阀调节旋钮29、第三电磁阀调节旋钮30、pH检测装置31、测温装置32连接，所述电源控制器22分别与电源线2、电机10、超声波发生器13、第一电磁阀14、第一检测流量装置15、第二电磁阀16、第二检测流量装置17、第三电磁阀18、第三检测流量装置19、控制芯片21、显示屏25、电源开关26、通信模块23、pH检测装置31、测温装置32电连接，所述通信模块23与远端的控制中心连接。
如图2所示，所述控制芯片21分别与电机10、超声波发生器13、第一电磁阀14、第一检测流量装置15、第二电磁阀16、第二检测流量装置17、第三电磁阀18、第三检测流量装置19、通信模块23、显示屏25、电机调节旋钮27、第一电磁阀调节旋钮28、第二电磁阀调节旋钮29、第三电磁阀调节旋钮30、pH检测装置31、测温装置32连接，所述控制芯片21分别接收第一检测流量装置15、第二检测流量装置17、第三检测流量装置19、通信模块23、电机调节旋钮27、第一电磁阀调节旋钮28、第二电磁阀调节旋钮29、第三电磁阀调节旋钮30、pH检测装置31、测温装置32上传的信息，分析判断后，分别向电机10、超声波发生器13、第一电磁阀14、第二电磁阀16、第三电磁阀18、通信模块23、显示屏25下发对应指令。
工作原理
pH检测装置31、测温装置32分别检测釜体1内部混合溶液的pH和温度，第一检测流量装置15、第二检测流量装置17、第三检测流量装置19分别检测酸液、水玻璃溶液和水蒸气的给料量，这些数据上传到控制芯片21，控制芯片21进行分析判断，通过显示屏25将这些数据显示出来，当pH高了，向第二电磁阀16下发指令，增加水玻璃的给料量，当pH低了，向第一电磁阀14下发指令，增加酸液的给料量；当温度高了，向第三电磁阀18下发指令，减少甚至暂定水蒸气的给料量，当温度低了，向第三电磁阀18下发指令，增加水蒸气的给料量；操作人员可以通过调整电机调节旋钮27、第一电磁阀调节旋钮28、第二电磁阀调节旋钮29、第三电磁阀调节旋钮30来调节电机10、第一电磁阀14、第二电磁阀16、第三电磁阀18的工作状态。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种精准控制沉淀法制取白炭黑的合成反应釜，其特征在于，其包括，釜体（1）、电源线（2）、进酸管（3）、酸液喷头（4）、进水玻璃管（5）、水玻璃喷头（6）、进水蒸气管（7）、蒸汽喷头（8）、出料口（9）、电机（10）、转轴（11）、叶片（12）、超声波发生器（13）、第一电磁阀（14）、第一检测流量装置（15）、第二电磁阀（16）、第二检测流量装置（17）、第三电磁阀（18）、第三检测流量装置（19）、设备盒（20）、控制芯片（21）、电源控制器（22）、通信模块（23）、操作面板（24）、显示屏（25）、电源开关（26）、电机调节旋钮（27）、第一电磁阀调节旋钮（28）、第二电磁阀调节旋钮（29）、第三电磁阀调节旋钮（30）、pH检测装置（31）、测温装置（32）；其中，所述釜体（1）外侧设置有电源线（2）、操作面板（24），所述釜体（1）底部设置有出料口（9），所述釜体（1）顶部设置有电机（10），所述釜体（1）内侧底部设置有进水蒸气管（7）、超声波发生器（13）、pH检测装置（31）、测温装置（32），所述进酸管（3）与釜体（1）内壁固定连接，所述进酸管（3）在釜体（1）内的部分上设置有若干酸液喷头（4），所述进酸管（3）在釜体（1）外的部分上设置有第一电磁阀（14）、第一检测流量装置（15），所述进水玻璃管（5）与釜体（1）内壁固定连接，所述进水玻璃管（5）在釜体（1）内的部分上设置有若干水玻璃喷头（6），所述进水玻璃管（5）在釜体（1）外的部分上设置有第二电磁阀（16）、第二检测流量装置（17），所述进水蒸气管（7）在釜体（1）内的部分上设置有若干蒸汽喷头（8），所述进水蒸气管（7）在釜体（1）外的部分上设置有第三电磁阀（18）、第三检测流量装置（19），所述转轴（11）一端穿过釜体（1）顶部且与电机（10）输出轴连接，所述转轴（11）另一端上设置有若干叶片（12），所述设备盒（20）内部设置有控制芯片（21）、电源控制器（22）、通信模块（23），所述操作面板（24）上设置有显示屏（25）、电源开关（26）、电机调节旋钮（27）、第一电磁阀调节旋钮（28）、第二电磁阀调节旋钮（29）、第三电磁阀调节旋钮（30），所述控制芯片（21）分别与电机（10）、超声波发生器（13）、第一电磁阀（14）、第一检测流量装置（15）、第二电磁阀（16）、第二检测流量装置（17）、第三电磁阀（18）、第三检测流量装置（19）、通信模块（23）、显示屏（25）、电机调节旋钮（27）、第一电磁阀调节旋钮（28）、第二电磁阀调节旋钮（29）、第三电磁阀调节旋钮（30）、pH检测装置（31）、测温装置（32）连接，所述电源控制器（22）分别与电源线（2）、电机（10）、超声波发生器（13）、第一电磁阀（14）、第一检测流量装置（15）、第二电磁阀（16）、第二检测流量装置（17）、第三电磁阀（18）、第三检测流量装置（19）、控制芯片（21）、显示屏（25）、电源开关（26）、通信模块（23）、pH检测装置（31）、测温装置（32）电连接，所述通信模块（23）与远端的控制中心连接。
2.根据权利要求１所述的一种精准控制沉淀法制取白炭黑的合成反应釜，其特征在于，所述釜体（1）内部设置有保温层。
3.根据权利要求１所述的一种精准控制沉淀法制取白炭黑的合成反应釜，其特征在于，所述进酸管（3）在釜体（1）内的部分上等距离设置有若干酸液喷头（4）；所述进水玻璃管（5）在釜体（1）内的部分上等距离设置有若干水玻璃喷头（6）；所述进水蒸气管（7）在釜体（1）内的部分上等距离设置有若干蒸汽喷头（8）。
4.根据权利要求１所述的一种精准控制沉淀法制取白炭黑的合成反应釜，其特征在于，所述第一检测流量装置（15）、第二检测流量装置（17）、第三检测流量装置（19）都为流量传感器。
5.根据权利要求１所述的一种精准控制沉淀法制取白炭黑的合成反应釜，其特征在于，所述pH检测装置（31）为pH传感器。
6.根据权利要求１所述的一种精准控制沉淀法制取白炭黑的合成反应釜，其特征在于，所述测温装置（32）为温度传感器。
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|---|---|---|---|---|
| CN109368649A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-02-22 | 株洲兴隆新材料股份有限公司 | 改进滴加工艺制备沉淀法白炭黑的方法 |
| CN110575801A (zh) * | 2018-06-11 | 2019-12-17 | 河南骏化发展股份有限公司 | 用于双盐复分解法制备白炭黑的多功能交变载荷反应釜 |
| CN111037733A (zh) * | 2020-01-04 | 2020-04-21 | 焦作大学 | 一种高效多源高温高压陈化釜结构及陈化方法 |
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