專利名稱：一種流化床脫酸凈化裝置及工藝的制作方法
一種流化床脫酸凈化裝置及工藝技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于無機精細(xì)化工領(lǐng)域，具體的涉及到納米粉體材料的脫酸凈化裝置，尤其是涉及一種氣相法SiO2的脫酸凈化裝置及工藝。
背景技術(shù)：
氣相燃燒合成的氣相法SiO2廣泛應(yīng)用于硅橡膠、膠粘劑等領(lǐng)域，氣相法SiO2在氣相燃燒制備過程中吸附了大量HC1，HC1脫除成為氣相法SiO2制備的一個重要工序，流化床因溫度均勻、氣固間傳熱和傳質(zhì)速率高的優(yōu)點而逐步被應(yīng)用于氣相法SiO2表面HCl脫除和表面處理。
一直以來，氣相法SiO2的脫酸凈化技術(shù)一直停留在立式流化床電加熱脫去表面 HCl的技術(shù)，由于受到立式脫酸爐高度不宜過高限制了設(shè)備的脫酸能力，脫酸效果一直不穩(wěn)定，且脫酸不均勻。而傳統(tǒng)的電加熱方式，不僅浪費能源，而且采用外加熱的方式對設(shè)備的破壞性極大，此種脫酸方式對設(shè)備的材質(zhì)提出了挑戰(zhàn)。近年來，又出現(xiàn)了在脫酸爐筒體上開孔裝石英玻璃管(石英玻璃管內(nèi)配有電爐絲)的內(nèi)加熱技術(shù)，但由于需在筒體上面開很多的小孔、電加熱管需經(jīng)常更換，降低了設(shè)備的使用年限，并且更換電加熱管影響設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)及脫酸效果，也未能更好的解決氣相法SiO2的脫酸問題。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種脫酸效果好、脫酸均勻、處理能力大、能耗低、溫度場均勻、設(shè)備使用年限長的氣相法SiO2流化床脫酸凈化工藝及裝置。
通過本發(fā)明所述流化床脫酸凈化工藝及裝置，可使得脫酸后氣相法SiO2的pH穩(wěn)定在4. 3 4. 6的范圍內(nèi)。
本發(fā)明的上述目的是通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)的
本發(fā)明提供一種流化床脫酸凈化裝置，該裝置總體上分為臥式流化床與立式流化床兩部分，每部分均分為上下兩層，上層是走物料的流化床部分，下層是燃燒室，燃燒室內(nèi)設(shè)有燃燒器，上下層由隔板分開，隔板上設(shè)有氣體通道，氣體通道可均勻分布于隔板上，臥式流化床的上層被若干擋板隔成幾個室，室與室之間有相通的通道，使物料可以從進料室向后面的幾個室依次流通過去，直到物料進入立式流化床，自立式流化床的出料口排出。
所述臥式流化床內(nèi)室與室之間的通道相互錯開，以增加物料的流通路徑，使得達到更好的脫酸凈化效果。
裝置的SiO2進料口設(shè)于臥式流化床的上部；尾氣口分別設(shè)于臥式和立式流化床的上部；出料口設(shè)于立式流化床的中部；廢料口設(shè)于立式流化床的底部。燃燒室還設(shè)有空氣入口，用于為燃燒室補充空氣。
下層燃燒后的高溫混合氣從隔板上的氣體通道向上噴，使氣相法SiO2流化起來形成流化床。
本發(fā)明還對設(shè)備材質(zhì)進行了創(chuàng)新，流化床脫酸凈化裝置是由耐火材料制成，解決了金屬材料不能同時耐高溫耐腐蝕的性能，同時杜絕了金屬雜質(zhì)的引入，并節(jié)約了成本。
本發(fā)明還提供一種流化床脫酸凈化工藝，其特征在于氣相法SiO2物料經(jīng)過臥式流化床上部進料口進入裝置，在此過程中，調(diào)節(jié)燃燒器的進氣量，并使SiO2顆粒與來自流化床底部的高溫混合氣充分接觸，當(dāng)氣流作用SiO2顆粒的向上托力與SiO2顆粒在氣體中受到的浮力之和恰好等于SiO2顆粒的重力時，床層開始流態(tài)化，物料形成流體狀態(tài)。由于臥式流化床被若干擋板隔成幾個室，室與室之間有相通的通道，室與室之間的通道相互錯開，物料沿著臥式流化床內(nèi)室與室之間相通的通道流動并進入立式流化床，自立式流化床的出料口排出。
燃燒器的燃料為氫氣。高溫混合氣為氫氣與空氣的混合氣體。高溫混合氣自隔板上的氣體通道噴入流化床層。
在立式流化床內(nèi)，被分離出的HCl氣體自尾氣出口排出裝置并進入下一級系統(tǒng)進行處理。脫酸后的氣相法SiO2經(jīng)出料口排出系統(tǒng)。一些大的SiO2顆粒沉積于流化床底部， 可定期自廢料口排出。
流化床運行時，流化床內(nèi)的SiO2顆粒擾動非常強烈，混合非常均勻。整個床層溫度幾乎相等。因此，整個床層是一個處于高溫狀態(tài)的料層，新進入流化床的SiO2顆粒通常只占整個熱料層的5 % 10 %，經(jīng)料層強烈的擾動與混合，便立刻擴散至整個高溫料層中。
高溫混合氣由氫氣與空氣燃燒產(chǎn)生，內(nèi)含大量的H2O分子。能夠有效置換并脫除氣相法SiO2表面上吸附的HCl。
有益效果
氣相二氧化硅物料經(jīng)過臥式流化床脫酸后再進入立式流化床脫酸。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明脫酸技術(shù)利用兩級脫酸，使得白炭黑的PH穩(wěn)定在4. 3 4. 6的范圍內(nèi)，提高了氣相法SiO2的產(chǎn)品品質(zhì)。
本發(fā)明采用臥式流化床與立式流化床相結(jié)合的方式，這樣可大大降低流化床的高度，有效地節(jié)約裝置成本。同 時，可以增加物料之間的接觸時間，達到充分匯合，提高脫酸效率的效果。
臥式流化床內(nèi)室與室之間的通道相互錯開，增加了物料的流通路徑，達到更好的脫酸凈化效果。


圖1是流化床脫酸凈化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖2是圖1的俯視圖；具體實施方式
下面的實施例可以使本專業(yè)技術(shù)人員更全面的理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。
實施例1
如圖1，圖2所示，流化床脫酸凈化裝置總體上分為臥式流化床I與立式流化床2 兩部分，每部分均分為上下兩層，上層是走物料的流化床部分，下層是氫氣和空氣的燃燒室 3，燃燒室3內(nèi)設(shè)有燃燒器6，上下層由隔板5分開，隔板5上設(shè)有氣體通道7，氣體通道7可均勻分布于隔板5上，臥式流化床的上層被若干擋板4隔成幾個室，室與室之間有相通的通道，使物料可以從進料室向后面的幾個室依次流通過去，直到物料進入立式流化床，自立式流化床的出料口 10排出。
所述臥式流化床I內(nèi)室與室之間的通道相互錯開，以增加物料的流通路徑，使得達到更好的脫酸凈化效果。
裝置的SiO2進料口 8設(shè)于臥式流化床I的上部；尾氣口 9分別設(shè)于臥式和立式流化床2的上部；出料口 10設(shè)于立式流化床2的中部；廢料口 11設(shè)于立式流化床2的底部。 燃燒室3還設(shè)有空氣入口 12，用于為燃燒室3補充空氣。
下層燃燒后的高溫混合氣從隔板5上的氣體通道7向上噴，使氣相法SiO2流化起來形成流化床。
流化床脫酸凈化裝置是由耐火材料制成，解決了金屬材料不能同時耐高溫耐腐蝕的性能，同時杜絕了金屬雜質(zhì)的引入,并節(jié)約了成本。
流化床進料口 8與氣相法SiO2來料管線相連，SiO2自進料口 8進入臥式流化床I 上層后，與來自流化床底部的高溫混合氣充分接觸，形成流體狀態(tài)。由于臥式流化床I內(nèi)設(shè)有若干擋板4，臥式流化床I被若干擋板4隔成幾個室，室與室之間有相通的通道，室與室之間的通道相互錯開，物料沿著臥式流化床I內(nèi)室與室之間相通的通道流動并進入立式流化床2(設(shè)有兩個擋板時，物料按照圖2中曲線13所示路徑流動并進入立式流化床2)。高溫混合氣來自燃燒室3,燃燒室3內(nèi)設(shè)有燃燒器6。燃燒器6的燃料為氫氣。高溫混合氣為氫氣與空氣的混合氣體。高溫混合氣自隔板5上的氣體通道7噴入流化床層。
在立式流化床2內(nèi)，被分離出的HCl氣體自尾氣出口 9排出裝置并進入下一級系統(tǒng)進行處理。脫酸后的氣相法SiO2經(jīng)出料口 10排出系統(tǒng)。一些大的SiO2顆粒沉積于流化床底部。一些大的SiO2顆粒沉積于流化床底部,可定期自廢料口 11排出。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù) 領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換， 都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種流化床脫酸凈化裝置，其特征在于該裝置分為臥式流化床(I)與立式流化床(2)兩部分，每部分均分為上下兩層，上層是走物料的流化床部分，下層是燃燒室(3)，燃燒室(3)內(nèi)設(shè)有燃燒器(6)，上下層由隔板(5)分開，隔板(5)上設(shè)有氣體通道(7)，臥式流化床的上層被若干擋板(4)隔成幾個室，室與室之間有相通的通道，使物料可以從進料室向后面的幾個室依次流通過去，直到物料進入立式流化床，自立式流化床的出料口(10)排出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述臥式流化床(I)內(nèi)室與室之間的通道相互錯開。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于裝置的SiO2進料口(8)設(shè)于臥式流化床(I)的上部；尾氣口(9)分別設(shè)于臥式流化床(I)和立式流化床(2)的上部；出料口(10)設(shè)于立式流化床⑵的中部，廢料口(11)設(shè)于立式流化床⑵的底部，燃燒室(3)還設(shè)有空氣入口(12)，用于為燃燒室(3)補充空氣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于氣體通道(7)均勻分布于隔板(5)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于下層燃燒后的高溫混合氣從隔板(5)上的氣體通道(7)向上噴，使氣相法SiO2流化起來形成流化床。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于流化床脫酸凈化裝置是由耐火材料制成。
7.—種流化床脫酸凈化工藝，其特征在于氣相法SiO2物料經(jīng)過臥式流化床(I)上部進料口(8)進入裝置，調(diào)節(jié)燃燒器的進氣量，并使SiO2顆粒與來自流化床底部的高溫混合氣充分接觸，物料形成流體狀態(tài)，臥式流化床(I)被若干擋板(4)隔成幾個室，室與室之間有相通的通道，室與室之間的通道相互錯開，物料沿著臥式流化床(I)內(nèi)室與室之間相通的通道流動并進入立式流化床(2)，自立式流化床的出料口(10)排出。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的工藝,其特征在于燃燒器(6)的燃料為氫氣,高溫混合氣為氫氣與空氣的混合氣體，高溫混合氣自隔板(5)上的氣體通道(7)噴入流化床層。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的工藝，其特征在于在立式流化床內(nèi)，被分離出的HCl氣體自尾氣出口(9)排出裝置并進入下一級系統(tǒng)進行處理。脫酸后的氣相法SiO2經(jīng)出料口(10)排出系統(tǒng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的工藝，其特征在于一些大的SiO2顆粒沉積于流化床底部，定期自廢料口(11)排出。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于無機精細(xì)化工領(lǐng)域的一種流化床脫酸凈化裝置及工藝。該裝置總體上分為臥式流化床與立式流化床兩部分，每部分均分為上下兩層，上層是走物料的流化床部分，下層是氫氣和空氣的燃燒室，燃燒室內(nèi)設(shè)有燃燒器，上下層由隔板分開，隔板上設(shè)有氣體通道，臥式流化床的上層被若干擋板隔成幾個室，室與室之間有相通的通道，使物料可以從進料室向后面的幾個室依次流通過去，直到物料進入立式流化床，自立式流化床的出料口排出。氣相二氧化硅物料經(jīng)過臥式流化床脫酸后再進入立式流化床脫酸。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明脫酸技術(shù)利用兩級脫酸，使得白炭黑的pH穩(wěn)定在4.3～4.6的范圍內(nèi)，提高了氣相法SiO2的產(chǎn)品品質(zhì)。
文檔編號C01B33/12GK102992330SQ20111028136
公開日2013年3月27日 申請日期2011年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月13日
發(fā)明者馬公林, 艾俊峰, 趙春宇 申請人:赤峰盛森硅業(yè)科技發(fā)展有限公司