CN217887975U - 一种硅溶胶生产用反应釜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种硅溶胶生产用反应釜，通过反应釜罐壁底部两侧的蒸汽进口，通入蒸汽，蒸汽在大搅拌叶片的作用下，对整个反应体系进行加热。通过设置的压板将悬浮在液面上的硅粉下压，再在导流片、大搅拌叶片和蒸汽流的作用下，能将硅粉充分和碱液混合。通过预设的上料罐能对进料进行预热，投料后，在小搅拌叶片和蒸汽流的作用下，能快速分散混合，避免了浓度差和温度差。本实用新型所述的硅溶胶生产用反应釜加热均匀，无需人工投料，操作简便，进料可预热，投料后在可实现快速分散混合，能使整个物料体系内的硅溶胶粒子的增长速度趋于一致，悬浮的硅粉也能得到很好的处理，使其能和物料中的碱液充分接触，加快了催化反应的进程。

Description

一种硅溶胶生产用反应釜

技术领域

本实用新型属于反应釜的设计领域，尤其涉及一种硅溶胶生产用反应釜。

背景技术

硅粉在碱的催化作用下，与水反应，生成水合硅酸，水合硅酸在水介质中逐渐聚合，由单体自行脱水渐渐聚合成二元体、三元体，乃至多元体，即成为水合硅酸的水溶液，就是硅溶胶。

单质硅水解法制备硅溶胶属于间歇反应，为保证硅溶胶的连续生产和硅溶胶粒径的稳定增长，需在反应过程中分批次加入硅粉，并根据反应进程补充碱液，而现有生产技术都没有考虑到加料方式对反应生产的影响，采用通用的反应釜的加料方式进行投料，硅粉或碱液加入时，会短时间内造成局部浓度过高和局部温度下降，使硅溶胶粒径增长速度不一。

专利CN102101674A公开了一种制备硅溶胶的方法，是在反应釜底部加入通气搅拌装置，通入蒸汽来实现搅拌和加热的目的，虽然该方法没有采用机械搅拌，不会形成旋涡使硅粉聚集，但底部通入蒸汽会使硅粉在蒸汽的作用下悬浮在液体表面，仍然不能解决“漂浮在液面上的硅粉因无法充分接触到下面的碱性液体而降低了其反应速度”的问题。

实用新型内容

基于以上内容，本申请公开了一种硅溶胶生产用反应釜，包括反应釜罐体和设于应釜罐体上的底部出料口、保温夹套、气体收集口、回流管线，其特征在于：还包括导流片、压板和搅拌器；所述压板设于反应釜罐体内部，一端连接有液压缸，液压缸通过支架固定于反应釜罐体的顶部，压板在液压缸的驱动下能够做上下往复运动。压板做往复运动时，能将液面上的硅粉下压至液面下。

所述搅拌器设于反应釜罐体内部，搅拌器包括大搅拌叶片和小搅拌叶片，大搅拌叶片位于小搅拌叶片上方，大搅拌叶片和小搅拌叶片均固定于同一传动轴，传动轴通过搅拌电机驱动，搅拌电机位于反应釜罐体的底部。大小搅拌叶片的设计能充分的搅拌罐内物料的中部和底部。

所述导流片设于大搅拌叶片上方、压板的下方，固定于反应釜的内部；被压板下压的硅粉能够在水流的作用下沿导流片向四周散开。

进一步地、该硅溶胶生产用反应釜还包括上料罐A、上料罐B、硅粉分散液进料口和碱液进料口；

所述上料罐A固定在反应釜罐体的一侧，上料罐A设有硅粉分散液上料口，硅粉分散液上料口连接有硅粉分散液上料管线，通过阀C'控制；所述硅粉分散液进料口设于反应釜罐体底部，与上料罐A同侧，位于小搅拌叶片的下方，硅粉分散液进料口通过管线连接于上料罐A，通过阀C控制；

所述上料罐B固定在反应釜罐体的另一侧；上料罐B设有碱液上料口，碱液上料口连接有碱液上料管线,通过阀D'控制；所述碱液进料口设于反应釜罐体底部，与上料罐B同侧，位于小搅拌叶片的下方，碱液进料口通过管线连接于上料罐B，通过阀D控制。

进料罐的设计能够方便反应釜的加料操作，进料口位置的设计能够使进料液迅速被搅拌分散。

进一步地、上料罐A一侧、设于反应釜罐体侧壁的底部还设有蒸汽进口A，蒸汽进口A位于大搅拌叶片的下方，蒸汽进口A连接有蒸汽管线A，通过阀A控制，蒸汽管线A穿过上料罐A；所述蒸汽管线A分出蒸汽管线A'，蒸汽管线A'连接于蒸汽口A'，蒸汽口A'设于上料罐A的顶部，通过阀A'控制；

上料罐B一侧、设于反应釜罐体侧壁的底部还设有蒸汽进口B，蒸汽进口B位于大搅拌叶片的下方，蒸汽进口B连接有蒸汽管线B，通过阀B控制，蒸汽管线B穿过上料罐B；所述蒸汽管线B分出蒸汽管线B'，蒸汽管线B'连接于蒸汽口B'，蒸汽口B'设于上料罐B的顶部，通过阀B'控制；

加热蒸汽能够从罐体两侧进入罐内，进入的蒸汽也能迅速被搅动，能够对物料进行均匀的加热，同时通过穿过进料罐主蒸汽管线的换热和连接进料罐的分支蒸汽管线，硅粉分散液和碱液能够在进料罐内被预热。

优选地、所述压板呈漏斗状，在下压过程中，能够将液面上的硅粉聚集，避免硅粉从压板两侧跑出；所述导流片呈弧形状，与漏斗状压板相匹配，能够更好的使下压的硅粉向四周分散。

优选地、所述弧形导流片的中心处开有细微网孔，能够使聚集在导流片下方的硅粉和气泡通过。

优选地、所述蒸汽进口A和蒸汽进口B的延长管线末端均设置有喷嘴，四周均设置有多个小喷头，能使蒸汽能够向四周散开，使传热均匀；所述硅粉分散液进料口和碱液进料口的延长管线末端也均设置有喷嘴，能够使硅粉分散液和碱液快速分散混合。

优选地、所述硅粉分散液进料口至上料罐A的管线上和碱液进料口至上料罐B的管线上分别设有一止逆阀，能够防止反应釜内的物料逆流至上料罐A或上料罐B内。

优选地、上述阀均可为气动调节阀，气动调节阀连接有气源。

通过采用以上技术方案，本实用新型有益效果在于：

1.本实用新型所述的硅溶胶生产用反应釜无需人工投料，操作简便，进料可预热，进料后在小搅拌叶片和蒸汽流的作用下可实现快速分散混合，避免了投料造成局部浓度过高和局部温度下降的问题，能使整个物料体系内的硅溶胶粒子的增长速度趋于一致。

2.本实用新型所述的硅溶胶生产用反应釜在罐体两侧底部通入蒸汽进行加热，通过喷嘴、喷头和大小搅拌叶片的作用下，能将蒸汽的热量快速传递到整个反应体系，使物料液体受热均匀。同时，在底部两侧蒸汽喷头的气流作用下，釜壁周围不易聚集硅粉。而液面上悬浮的硅粉，可用压板下压至液面下，硅粉被漏斗形状的压板收集并下压至弧形导流片的上方时，硅粉会在水流的作用下沿弧形导流片向四周散开，再次被大搅拌叶片搅拌分散，和物料中的碱液充分接触，能加快催化反应的进程。

附图说明

图1是本申请所述硅溶胶生产用反应釜的结构示意图；

附图标记说明：1、罐体；2、底部出料口；3、保温夹套；4、气体收集口；5、回流管线；6、导流片；7、压板；8、搅拌器；9、上料罐A；10、上料罐B；11、蒸汽进口A；12、蒸汽进口B；13、硅粉分散液进料口；14、碱液进料口；701、液压缸；702、支架；801、大搅拌叶片；802、小搅拌叶片；803、传动轴；804、搅拌电机；1101、蒸汽管线A；1102、阀A；1103、蒸汽管线A'；1104、蒸汽口A'；1105、阀A'；1201、蒸汽管线B；1202、阀B；1203、蒸汽管线B'；1204、蒸汽口B'；1205、阀B'；1301、阀C；901、硅粉分散液上料口；902、阀C'；1401、阀D；1001、碱液上料口；1002、阀D'；601、细微网孔；1309、第一止逆阀；1410、第二止逆阀。

具体实施方式

下面将结合附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，在本申请的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”“前”“后”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实用新型和简化描述，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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，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的具体含义。

如图1所示的一种硅溶胶生产用反应釜，包括反应釜罐体1、底部出料口2、保温夹套3、气体收集口4和回流管线5，底部出料口2设于罐体1底部，保温夹套3设于罐体1外侧，气体收集口4和回流管线5均设于罐体1顶部。

该硅溶胶生产用反应釜还包括弧形导流片6、漏斗状压板7、搅拌器8、上料罐A9、上料罐B10、蒸汽进口A11、蒸汽进口B12，硅粉分散液进料口13和碱液进料口14。

所述压板7设于罐体1内，呈漏斗状，漏斗状压板7一端连接有液压缸701，液压缸用支架702固定在反应釜罐体1的顶部，漏斗状压板7在液压缸701的作用下能够做上下往复运动，漏斗状压板7在下压过程中，能够将液面上的硅粉聚集，避免硅粉从漏斗状压板的两侧跑出，能够将液面上的硅粉下压至液面下。

所述搅拌器8置于罐体1内，包括大搅拌叶片801和小搅拌叶片802，大搅拌叶片位于小搅拌叶片上方，均固定在同一传动轴803上，传动轴803通过搅拌电机804驱动，搅拌电机位于反应釜罐体1的底部。大小搅拌叶片的设计能充分的搅拌物料的中部和底部。

所述导流片6位于大搅拌叶片801上方，漏斗状压板7的下方，固定在反应釜的内部，该导流片6呈弧形状；弧形导流片6的中心处开有细微网孔601，能够使聚集在弧形导流片下方的硅粉和气泡通过。漏斗状压板7下压至弧形导流片6时，能够使被下压的硅粉向四周散开。

所述上料罐A9固定在反应釜罐体1的一侧，所述蒸汽进口A11设于反应釜罐体1侧壁的底部，位于大搅拌叶片801的下方，蒸汽进口A连接有蒸汽管线A1101，通过气动调节阀A1102控制，蒸汽管线A1101穿过上料罐A9；所述蒸汽管线A1101分出蒸汽管线A'1103，蒸汽管线A'1103连接于蒸汽口A'1104，蒸汽口A'1104设于上料罐A9的顶部，通过气动调节阀A'1105控制。

所述上料罐B10固定在反应釜罐体的另一侧，蒸汽进口B12设于反应釜罐体1侧壁的底部，位于大搅拌叶片801的下方，蒸汽进口B连接有蒸汽管线B1201，通过气动调节阀B1202控制，蒸汽管线B1201穿过上料罐B10；所述蒸汽管线B1201分出蒸汽管线B'1203，蒸汽管线B'1203连接于蒸汽口B'1204，蒸汽口B'1204设于上料罐B10的顶部，通过气动调节阀B'1205控制。

所述蒸汽进口A11和蒸汽进口B12的延长管线末端均设置有喷嘴，四周均设置有多个小喷头，能使蒸汽能够向四周散开，使传热均匀；所述硅粉分散液进料口13和碱液进料口14的延长管线末端也均设置有喷嘴，能够使硅粉分散液和碱液快速分散混合。

所述硅粉分散液进料口13设于反应釜罐体1底部一侧，位于小搅拌叶片802的下方，与上料罐A9同侧。硅粉分散液进料口13通过管线连接上料罐A9，通过气动调节阀C1301控制，该管线上设置有第一止逆阀1309，防止反应釜内的物料逆流至上料罐A；上料罐A9还设有硅粉分散液上料口901，连接有硅粉分散液上料管线，通过气动调节阀C'902控制。

所述碱液进料口14设于反应釜罐体1底部的另一侧，位于小搅拌叶片802的下方，与上料罐B10同侧。碱液进料口14通过管线连接上料罐B10，通过气动调节阀D1401控制，该管线上设置有第二止逆阀1410，防止反应釜内的物料逆流至上料罐B；上料罐B10还设有碱液上料口1001，连接有碱液上料管线,通过气动调节阀D'1002控制。

上述进料罐的设计能够方便反应釜的加料操作，进料口位置的设计能够使进料液迅速被搅拌分散。加热蒸汽能够从罐体两侧进入罐内，进入的蒸汽也能迅速被搅动，能够对物料进行均匀的加热，同时通过穿过进料罐的主蒸汽管线的换热和连接进料罐的蒸汽管线，硅粉分散液和碱液进入能够在进料罐内被预热。

该硅溶胶生产用反应釜具体的工作原理为：

将200目活化后的硅粉分散在去水离子中形成硅粉分散液，然后将硅粉分散液用上料泵通过管线和硅粉分散液上料口901送入上料罐A9，在上料罐A内，硅粉分散液可与蒸汽管线A1101进行换热或者微开蒸汽阀门阀A'1105，对硅粉分散液进行预热。预热完成后，根据反应进程需要补充硅粉分散液时，打开阀C1301和阀A'1105，即可利用蒸汽压力将的硅粉分散液投入反应釜内，通过反应釜罐体底部的硅粉分散液进料口13进入反应釜后，即刻被进料口上方的小搅拌叶片802搅拌，再随上方的蒸汽流分散到整个物料体系中，从而来实现加料时，硅粉分散液能在整个反应物料中的快速分散混合。

将碱性催化剂如氢氧化钠溶于水中配成高浓度的碱液，同上述的硅粉分散液的运作方式，在上料罐B10内预热，预热后按同样的方式能实现加碱液时，能在整个反应物料中的快速分散混合。

调节阀A1102和阀B1202，能调整进入反应釜的蒸汽量，从而控制反应温度。蒸汽从反应釜罐壁两侧的底部的蒸汽进口A11和蒸汽进口B12进入反应釜，通过蒸汽口延长管线上的喷嘴和喷头，蒸汽从两侧能向四周散开，并在大搅拌叶片801和小搅拌叶片802搅拌的作业下，能将蒸汽热量快速传递到整个反应体系，使物料液体受热均匀。

釜壁周围因在蒸汽喷头的气流的作用下不易聚集硅粉，液面上悬浮的硅粉则被作上下往复运动的漏斗状压板7收集并下压至液面下，同时设置在釜内的弧形导流片6能够与漏斗状压板7相匹配，当漏斗状压板7下压至弧形导流片6的上方时，压板收集到的硅粉会在水流的作用下沿弧形导流片6向四周散开，同时再次被大搅拌叶片801搅拌分散，和物料中的碱液充分接触，从而加快催化反应的进程。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种硅溶胶生产用反应釜，包括反应釜罐体(1)和设于反应釜罐体(1)上的底部出料口(2)、保温夹套(3)、气体收集口(4)、回流管线(5)，其特征在于：还包括导流片(6)、压板(7)和搅拌器(8)；所述压板(7)设于反应釜罐体(1)内部，一端连接有液压缸(701)，所述液压缸(701)通过支架(702)固定于反应釜罐体(1)的顶部；

所述搅拌器(8)设于反应釜罐体(1)内部，搅拌器(8)包括大搅拌叶片(801)和小搅拌叶片(802)，大搅拌叶片(801)位于小搅拌叶片(802)上方，大搅拌叶片(801)和小搅拌叶片(802)均固定于同一传动轴(803)，传动轴(803)通过搅拌电机(804)驱动，搅拌电机位于反应釜罐体(1)的底部；

所述导流片(6)设于大搅拌叶片(801)上方、压板(7)的下方，固定于反应釜的内部。

2.根据权利要求1所述的一种硅溶胶生产用反应釜，其特征在于：还包括上料罐A(9)、上料罐B(10)、硅粉分散液进料口(13)和碱液进料口(14)；

所述上料罐A(9)固定在反应釜罐体(1)的一侧，上料罐A(9)设有硅粉分散液上料口(901)，硅粉分散液上料口(901)连接有硅粉分散液上料管线，通过阀C'(902)控制；所述硅粉分散液进料口(13)设于反应釜罐体(1)底部，与上料罐A(9)同侧，位于小搅拌叶片(802)的下方，硅粉分散液进料口(13)通过管线连接于上料罐A(9)，通过阀C(1301)控制；

所述上料罐B(10)固定在反应釜罐体的另一侧；上料罐B(10)设有碱液上料口(1001)，碱液上料口(1001)连接有碱液上料管线,通过阀D'(1002)控制；所述碱液进料口(14)设于反应釜罐体(1)底部，与上料罐B(10)同侧，位于小搅拌叶片(802)的下方，碱液进料口(14)通过管线连接于上料罐B(10)，通过阀D(1401)控制。

3.根据权利要求2所述的一种硅溶胶生产用反应釜，其特征在于：上料罐A(9)一侧、设于反应釜罐体(1)侧壁的底部还设有蒸汽进口A(11)，蒸汽进口A(11)位于大搅拌叶片(801)的下方，蒸汽进口A连接有蒸汽管线A(1101)，通过阀A(1102)控制，蒸汽管线A(1101)穿过上料罐A(9)；所述蒸汽管线A(1101)分出蒸汽管线A'(1103)，蒸汽管线A'(1103)连接于蒸汽口A'(1104)，蒸汽口A'(1104)设于上料罐A(9)的顶部，通过阀A'(1105)控制；

上料罐B(10)一侧、设于反应釜罐体(1)侧壁的底部还设有蒸汽进口B(12)，蒸汽进口B(12)位于大搅拌叶片(801)的下方，蒸汽进口B连接有蒸汽管线B(1201)，通过阀B(1202)控制，蒸汽管线B(1201)穿过上料罐B(10)；所述蒸汽管线B(1201)分出蒸汽管线B'(1203)，蒸汽管线B'(1203)连接于蒸汽口B'(1204)，蒸汽口B'(1204)设于上料罐B(10)的顶部，通过阀B'(1205)控制。

4.根据权利要求3所述的一种硅溶胶生产用反应釜，其特征在于：所述压板(7)呈漏斗状，所述导流片(6)呈弧形状，与漏斗状压板相匹配。

5.根据权利要求3所述的一种硅溶胶生产用反应釜，其特征在于：所述导流片(6)的中心处开有细微网孔(601)。

6.根据权利要求3所述的一种硅溶胶生产用反应釜，其特征在于：所述蒸汽进口A(11)和蒸汽进口B(12)的延长管线末端均设置有喷嘴，四周均设置有多个小喷头；所述硅粉分散液进料口(13)和碱液进料口(14)的延长管线末端也均设置有喷嘴。

7.根据权利要求3所述的一种硅溶胶生产用反应釜，其特征在于：所述硅粉分散液进料口(13)至上料罐A(9)的管线上和碱液进料口(14)至上料罐B(10)的管线上分别设有一止逆阀。

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