CN216224404U - 一种利用硅溶胶废渣生产催化剂的反应装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种利用硅溶胶废渣生产催化剂的反应装置，属于硅溶胶生产装置领域，用于硅溶胶催化剂生产，其包括与反应釜连接的内管式微波活化炉，反应釜包括顶盖、底盖、釜体，顶盖包括投料口、循环进口，以及与搅拌动力装置连接的搅拌主轴；搅拌主轴位于釜体内部的端部连接搅拌板体，搅拌板体在远离釜体的侧面上设置有杆体斜板，杆体斜板上分布有若干斜板通孔；底盖包括循环出口以及出料口，以及与釜体内的剪切执行机构连接的剪切动力装置。鉴于上述技术方案，其能够解决硅粉法生产硅溶胶的反应中产生滤渣的问题，并将滤渣转化为参与上述反应的催化剂，有利于反应的进行，降低能源的消耗以及反应的条件。

Description

一种利用硅溶胶废渣生产催化剂的反应装置

技术领域

本实用新型属于硅溶胶生产装置领域，具体地说，尤其涉及一种利用硅溶胶废渣生产催化剂的反应装置。

背景技术

硅溶胶具有耐水性好、耐高温性强、且兼具透气性、分散性、抗滑性、无污染性等特点，在精密铸造、催化剂载体、涂料、造纸、纺织等行业中应用较为广泛。硅溶胶的制备多采用硅粉法，在硅粉法生产硅溶胶的过程中，由于反应过程中部分金属分子逐渐被二氧化硅分子包覆而失去反应活性，因此反应结束后还有部分金属金属硅没有反应，同时，金属硅粉原料中含有2%~12%的钙、铁等杂质。基于上述因素，在硅粉法生产硅溶胶的过程中会产生2%~10%的滤渣。

而如何利用这些废渣，以使其能够更好地发挥应有的经济价值以及降低能源的消耗，成为行业需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种利用硅溶胶废渣生产催化剂的反应装置，其能够解决硅粉法生产硅溶胶的反应中产生滤渣的问题，并将滤渣转化为参与上述反应的催化剂，有利于反应的进行，降低能源的消耗以及反应的条件。

为达到上述目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型中所述的一种利用硅溶胶滤渣生产催化剂的反应装置，包括与反应釜连接的内管式微波活化炉，所述反应釜包括釜体，釜体的顶端、底端分别连接有与其同轴设置的顶盖、底盖，所述顶盖上至少设置有投料口以及与内管式微波活化炉连接的循环进口，所述顶盖上还安装有搅拌动力装置，搅拌动力装置驱动有搅拌主轴，所述搅拌主轴穿过顶盖并伸入至釜体中，在搅拌主轴位于釜体内的端部驱动有绕其中心轴线均布的搅拌板体，所述搅拌板体在远离釜体的侧面上设置有若干杆体斜板，所述杆体斜板在搅拌板体的长度方向上均布，且在杆体斜板上分布有若干斜板通孔；所述底盖上至少设置有与内管式微波活化炉连通的循环出口以及出料口，所述底盖的中心轴线处还设置有剪切动力装置，剪切动力装置驱动有剪切执行机构，剪切执行机构位于釜体的底部且同时位于搅拌板体随搅拌主轴旋转所构成的空间中。进一步地讲，本实用新型中所述的釜体的内部设置有冷却夹层，冷却夹层的内部设置有螺旋冷却管，螺旋冷却管的冷却管入口位于釜体的底部，螺旋冷却管的冷却管出口位于釜体的顶部。

进一步地讲，本实用新型中所述的搅拌主轴在伸入釜体的端部固定有盘装结构的杆体连接盘，杆体连接盘的周向连接并固定有若干搅拌板体，绕杆体连接盘中心轴线均布的搅拌板体的数量为奇数。

进一步地讲，本实用新型中所述的搅拌板体由辅助加强杆连接的两层平行板体构成，辅助加强杆在搅拌板体的长度方向上均布。

进一步地讲，本实用新型中所述的杆体斜板在随搅拌板体绕着釜体中心轴线顺时针旋转的过程中，杆体斜板的底端位于杆体斜板的顶端前方；所述杆体斜板通过斜板固定件固定于搅拌板体上，斜板固定件分列于搅拌板体的两侧。

进一步地讲，本实用新型中所述的搅拌主轴所驱动的若干搅拌板体的外周面均固定连接有螺旋刮板，螺旋刮板的外侧面靠近釜体的内壁。

进一步地讲，本实用新型中所述的螺旋刮板上设置有若干螺旋加强杆，螺旋加强杆与搅拌主轴平行设置且连接所处位置上的螺旋刮板。

进一步地讲，本实用新型中所述的剪切执行机构包括圆形筒体，圆形筒体上分布有若干剪切通孔，所述剪切通孔为圆形孔或条形孔。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过将滤渣通过剪切、研磨、微波活化、微波加热、强碱融化等步骤，形成硅粉法生产硅溶胶的专用催化剂，能够有效解决硅粉法生产硅溶胶的过程中所产生的滤渣的问题，有助于实现闭环生产，降低生产过程中的生产成本，实现废物资源化。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型中搅拌板体、搅拌主轴及杆体连接盘的结构示意图。

图中：1、搅拌动力装置；2、搅拌主轴；3、投料口；4、顶盖；5、釜体；6、搅拌板体；7、辅助加强杆；8、螺旋加强杆；9、底盖；10、剪切动力装置；11、剪切执行机构；12、出料口；13、螺旋刮板；14、杆体斜板；15、斜板通孔；16、斜板固定件；17、杆体连接盘；18、冷却管进口；19、冷却管出口；20、冷却夹层；21、循环进口；22、循环出口；23、内管式微波活化炉；24、观察口。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型所述的技术方案作进一步地描述说明。需要说明的是，在下述段落可能涉及的方位名词，包括但不限于“上、下、左、右、前、后”等，其所依据的方位均为对应说明书附图中所展示的视觉方位，其不应当也不该被视为是对本实用新型保护范围或技术方案的限定，其目的仅为方便本领域的技术人员更好地理解本实用新型创造所述的技术方案。

在本说明书的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

一种利用硅溶胶滤渣生产催化剂的反应装置，包括顶盖4、釜体5、底盖9构成的具有密封腔体的反应釜，所述底盖9通过其上设置的循环出口22及管路与内管式微波活化炉23连接，内管式微波活化炉23通过管路连接有顶盖4上的循环进口22。所述顶盖4上还设置有投料口3以及位于中心轴线位置处的搅拌主轴2，搅拌主轴2位于顶盖4上方的端部连接有搅拌动力装置1，搅拌动力装置1固定于顶盖4上；所述搅拌主轴2的底端穿过顶盖4并伸入至釜体5中，所述搅拌主轴2位于釜体5的端部处固定连接有杆体连接盘17，杆体连接盘17的周向固定分布有若干搅拌板体6，搅拌板体6在远离釜体5的端部固定有若干杆体斜板14，杆体斜板14在搅拌板体6的长度方向上均布。所述杆体斜板14随着搅拌板体6在顺时针方向上运动，且杆体斜板14的底端位于顶端的前方。所述杆体斜板14为矩形板体，在杆体斜板14上分布有若干通孔构成的斜板通孔15。所述杆体斜板14通过与其一体的斜板固定件16固定于搅拌板体6的两侧。所述搅拌板体16为双层平行设置的板体，相邻板体之间通过辅助加强杆7固定连接，辅助加强杆7在搅拌板体16的长度方向上均布。所述底盖9上设置有出料口12以及位于中心轴线处固定的剪切动力装置10，剪切动力装置10与釜体5底部的剪切执行机构11连接，剪切执行机构11为顶端开口的圆形筒体结构，其侧壁上分布有若干圆形通孔或者条形孔构成的剪切通孔。

实施例2

一种利用硅溶胶滤渣生产催化剂的反应装置，其中所述的釜体5的外部覆盖有保温层，在釜体5的侧壁内部设置有冷却夹层20，冷却夹层20的内部设置有螺旋冷却管，螺旋冷却管的底端连通有冷却管进口18，螺旋冷却管的顶端连通有冷却管出口19。其余部分的结构及连接关系与前述实施例中任意一项所述的结构及连接关系相同，为避免行文繁琐，此处不再赘述。

实施例3

一种利用硅溶胶滤渣生产催化剂的反应装置，其中所述搅拌主轴2通过杆体连接盘17所连接的若干搅拌板体6的外周面均连接并固定有螺旋刮板13，螺旋刮板13的外侧面贴近釜体5。所述螺旋刮板13上设置有若干螺旋加强杆8，螺旋加强杆8与搅拌主轴2平行设置，且两端分别连接并固定于对应位置处的螺旋刮板13上。其余部分的结构及连接关系与前述实施例中任意一项所述的结构及连接关系相同，为避免行文繁琐，此处不再赘述。

在上述实施例的基础上，本实用新型继续对其中涉及到的技术特征及该技术特征在本实用新型中所起到的功能、作用进行详细的描述，以帮助本领域的技术人员充分理解本实用新型的技术方案并且予以重现。

如图1至图2所示，首先需要通过顶盖4上的投料口3加入水，并且开启搅拌动力装置1，通过搅拌动力装置1带动搅拌主轴2、杆体连接盘17以及搅拌板体6实现对内部水体的搅动。此时，再通过投料口3投入滤渣，滤渣与水体在釜体5的内部被搅拌板体6带动并使两者混合。混合后的滤渣与水体的混合液经过底盖9上的循环出口22进入到泵体中，经过泵体送入至与其连通的内管式微波活化炉23，内管式微波活化炉23能够对送入的混合液进行微波加热、活化处理，加热活化处理后的混合液通过管路送入至顶盖4处的循环进口21。

经过上述对混合液的循环加热、活化，使得釜体5内的混合液达到活化时间及适宜反应的温度后，通过投料口3缓慢加入碱性反应物，加入的反应物在搅拌板体6的作用下实现与上述活化后的混合液进行反应。待釜体5内的液体完全反应且变得清澈透明后，对釜体5进行冷却，冷却后通过底盖9上的出料口12将物料进行排出。

在上述过程中，本申请中所述的釜体5、顶盖4、底盖9用于实现对待反应物料的盛装以及反应过程的进行。同时，在顶盖4上设置有投料口3，投料口3能够实现物料的投入，包括液体、固体等。所述顶盖4上还设置有循环出口22，用于实现经过内管式微波活化炉23加热、活化的混合液送入。

在本实用新型中，所述底盖9上设置有用于混合液实现加热、活化送出的循环出口22，循环出口22通过与之连接的泵体将滤渣及水体的混合液送入至内管式微波活化炉23，以实现内管式微波活化炉23对混合液的加热。当扶梯5内反应完成后，可通过底盖9上的出料口12实现反应完成后产物的排出。

在本实用新型中，所述顶盖4上还固定设置有搅拌动力装置1，搅拌动力装置1能够通过搅拌主轴2实现带动搅拌板体6的转动。而搅拌板体6是通过杆体连接盘17来实现与搅拌主轴2连接的。所述杆体连接盘17的作用在于增加搅拌板体6的连接空间以及提高连接强度，以使得搅拌板体6的数量以及搅拌过程中的稳定性尽可能地提高。

在本实用新型中，搅拌功能是通过搅拌板体6来实现的。具体来讲，本实用新型中所述的搅拌板体6包括通过辅助加强杆7连接的双层板体，双层板体的内侧固定有若干杆体斜板14，杆体斜板14向釜体5的中心轴线所在方向延伸。所述杆体斜板14为矩形板体，其上分布有若干圆形通孔构成的斜板通孔15。在本实用新型中，所述杆体斜板14及斜板通孔15的作用在于进一步在增加搅拌的效果，促进釜体5内部固体、液体的进一步混合，提高反应进程。当杆体斜板14随着搅拌板体6运动的过程中，其倾斜设置的板体会与待搅拌的混合液体迎面接触，接触后的混合液体经过斜板通孔15进行分布，分布的液体能够实现进一步地融合。

在本实用新型中，所述的釜体5的底部中心轴线处设置有剪切执行机构11，剪切执行机构11为分布有若干通孔的顶部开口的圆形筒体，剪切执行机构11在剪切动力装置10的驱动下高速旋转，能够保证釜体5内的混合液体全方位无死角的搅拌，有助于提高反应的彻底性。

在本实用新型中，为了避免混合液依附于釜体5的内壁，可在杆体连接盘17上分布的所有搅拌板体6形成的外周面上固定有螺旋刮板13，螺旋刮板13的外侧面靠近釜体5的内壁，并且可在螺旋刮板5的外侧面固定或覆盖有PVDF材质制成的刮片，刮片能够在随着搅拌板体6转动的过程中对釜体5的内壁进行粘壁的反应物料进行刮除，而且PVDF材质具有耐酸耐碱等特性，可有效的防止化学腐蚀。

在本实用新型中，除了实现釜体5的保温外，还需要对釜体5进行冷却。釜体5在其侧壁内部设置有冷却夹层20，冷却夹层20的内部设置有盘管构成的螺旋冷却管，螺旋冷却管的冷却管进口18位于釜体5的底部，螺旋冷却管的冷却管出口19位于釜体5的顶部，通过在螺旋冷却管内通入冷却用液体，来实现对釜体5内温度的控制，避免温度过高对反应过程造成的影响。

在本实用新型中，可在顶盖4上设置有观察口24，通过观察口实现对釜体5内的观察，以辅助操作人员判断反应过程是否完成。本实用新型中所述的内管式微波活化炉23为现有市面上销售的微波管式炉，可通过微波加热的方式快速实现内部所流经物质的加热，通过加热的方式实现物质的活化。本领域的所属技术领域人员可根据生产所需的产量等选择合适型号的内管式微波活化炉23，以实现连续、批量生产。

最后，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种利用硅溶胶废渣生产催化剂的反应装置，包括与反应釜连接的内管式微波活化炉（23），其特征在于：所述反应釜包括釜体（5），釜体（5）的顶端、底端分别连接有与其同轴设置的顶盖（4）、底盖（9），所述顶盖（4）上至少设置有投料口（3）以及与内管式微波活化炉（23）连接的循环进口（21），所述顶盖（4）上还安装有搅拌动力装置（1），搅拌动力装置（1）驱动有搅拌主轴（2），所述搅拌主轴（2）穿过顶盖（4）并伸入至釜体（5）中，在搅拌主轴（2）位于釜体（5）内的端部驱动有绕其中心轴线均布的搅拌板体（6），所述搅拌板体（6）在远离釜体（5）的侧面上设置有若干杆体斜板（14），所述杆体斜板（14）在搅拌板体（6）的长度方向上均布，且在杆体斜板（14）上分布有若干斜板通孔（15）；所述底盖（9）上至少设置有与内管式微波活化炉（23）连通的循环出口（22）以及出料口（12），所述底盖（9）的中心轴线处还设置有剪切动力装置（10），剪切动力装置（10）驱动有剪切执行机构（11），剪切执行机构（11）位于釜体（5）的底部且同时位于搅拌板体（6）随搅拌主轴（2）旋转所构成的空间中。

2.根据权利要求1所述的一种利用硅溶胶废渣生产催化剂的反应装置，其特征在于：所述釜体（5）的内部设置有冷却夹层（20），冷却夹层（20）的内部设置有螺旋冷却管，螺旋冷却管的冷却管入口（18）位于釜体（5）的底部，螺旋冷却管的冷却管出口（19）位于釜体（5）的顶部。

3.根据权利要求2所述的一种利用硅溶胶废渣生产催化剂的反应装置，其特征在于：所述搅拌主轴（2）在伸入釜体（5）的端部固定有盘装结构的杆体连接盘（17），杆体连接盘（17）的周向连接并固定有若干搅拌板体（6），绕杆体连接盘（17）中心轴线均布的搅拌板体（6）的数量为奇数。

4.根据权利要求3所述的一种利用硅溶胶废渣生产催化剂的反应装置，其特征在于：所述搅拌板体（6）由辅助加强杆（7）连接的两层平行板体构成，辅助加强杆（7）在搅拌板体（6）的长度方向上均布。

5.根据权利要求4所述的一种利用硅溶胶废渣生产催化剂的反应装置，其特征在于：所述杆体斜板（14）在随搅拌板体（6）绕着釜体（5）中心轴线顺时针旋转的过程中，杆体斜板（14）的底端位于杆体斜板（14）的顶端前方；所述杆体斜板（14）通过斜板固定件（16）固定于搅拌板体（6）上，斜板固定件（16）分列于搅拌板体（6）的两侧。

6.根据权利要求5所述的一种利用硅溶胶废渣生产催化剂的反应装置，其特征在于：所述搅拌主轴（2）所驱动的若干搅拌板体（6）的外周面均固定连接有螺旋刮板（13），螺旋刮板（13）的外侧面靠近釜体（5）的内壁。

7.根据权利要求6所述的一种利用硅溶胶废渣生产催化剂的反应装置，其特征在于：所述螺旋刮板（13）上设置有若干螺旋加强杆（8），螺旋加强杆（8）与搅拌主轴（2）平行设置且连接所处位置上的螺旋刮板（13）。

8.根据权利要求1至7中任意一项权利要求所述的一种利用硅溶胶废渣生产催化剂的反应装置，其特征在于：所述剪切执行机构（11）包括圆形筒体，圆形筒体上分布有若干剪切通孔，所述剪切通孔为圆形孔或条形孔。

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