一種利用甲基三氯硅烷生產(chǎn)氣相法白炭黑的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種利用甲基三氯硅烷生產(chǎn)氣相法白炭黑的系統(tǒng)，包括反應(yīng)爐、聚集器、旋風(fēng)分離裝置、脫酸爐和尾氣回收裝置，反應(yīng)爐的出口與聚集器入口連接，旋風(fēng)分離裝置白炭黑出口與脫酸爐入口連接，旋風(fēng)分離裝置白炭黑出口廢氣出口與尾氣回收裝置連接，旋風(fēng)分離裝置有三級，分別為一級旋風(fēng)分離裝置、二級旋風(fēng)分離裝置和三級旋風(fēng)分離裝置，一級旋風(fēng)分離裝置、二級旋風(fēng)分離裝置、三級旋風(fēng)分離裝置相互連接，一級旋風(fēng)分離裝置、二級旋風(fēng)分離裝置和三級旋風(fēng)分離裝置出口與脫酸爐連接，脫酸爐與干燥器連接，干燥器連接產(chǎn)品緩沖罐，產(chǎn)品緩沖罐連接產(chǎn)品發(fā)送罐，尾氣回收裝置接在三級旋風(fēng)分離裝置上。
【專利說明】一種利用甲基三氯硅烷生產(chǎn)氣相法白炭黑的系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于精細(xì)化工領(lǐng)域的生產(chǎn)裝置，尤其是一種利用甲基三氯硅烷生產(chǎn)氣相法白炭黑的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]氣相二氧化娃俗稱氣相法白炭黑,粒徑微小(7~40nm),比表面積大(50_400m2/g),產(chǎn)品純度高(SiO2 ^ 99.8%)，分為親水型和疏水型產(chǎn)品。作為一種重要的納米級無機(jī)化工原材料，該產(chǎn)品具有優(yōu)越的表面化學(xué)性能以及良好的生理惰性，廣泛應(yīng)用于硅橡膠、膠粘劑、油漆、涂料、油墨、紙張、化妝品、醫(yī)藥、食品等領(lǐng)域，起到補(bǔ)強(qiáng)、增稠、觸變、消光等作用，是高【技術(shù)領(lǐng)域】和國防工業(yè)必不可少的原材料。其年均增長率高達(dá)百分之十幾，產(chǎn)品前途光明，屬于朝陽行業(yè)。受原料緊張影響氣相白炭黑價(jià)格自今年上半開始一路上漲，從原來的15000元/噸，上漲到目前的25000元/噸，以此趨勢預(yù)計(jì)明年將漲到30000元/噸以上。
[0003]生產(chǎn)氣相法白炭黑的硅烷鹵化物原料目前主要有SiCljP CH3SiCl3兩種，其中SiCl4為多晶硅原料HSiCl3中的最主要副產(chǎn)物，CH3SiCl3則為有機(jī)硅單體甲基氯硅烷生產(chǎn)過程中的主要副產(chǎn)物。目前，受多晶硅行業(yè)不景氣的影響，四氯化硅的價(jià)格從過去的“白送”免費(fèi)，上漲到4000多元/噸，并且市場上還買不到，嚴(yán)重限制了國內(nèi)諸多企業(yè)白炭黑生產(chǎn)裝置開工不足，結(jié)果也導(dǎo)致近兩年內(nèi)氣相白炭黑的價(jià)格將近上漲了一倍左右。而國內(nèi)有機(jī)硅單體生產(chǎn)規(guī)模及產(chǎn)能近年來逐年遞增，產(chǎn)生了大量的副產(chǎn)物CH3SiCl315因此，利用CH3SiCl3作為原料來代替SiCl4更具有成本優(yōu)勢。
[0004]傳統(tǒng)的利用SiCl4通過氣相法生產(chǎn)白炭黑的裝置，主要包括水解反應(yīng)爐、聚集器、旋風(fēng)分離裝置、脫酸爐和尾氣回收裝置。但目前的這種裝置用于CH3SiCl3生產(chǎn)氣相法白炭黑，還存在反應(yīng)不完全，得到的產(chǎn)品粒度均勻性差、回收效率相對較低、比表面積小、產(chǎn)品酸值高，尾氣處理不完全等系列問題。因此，開發(fā)一套生產(chǎn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)合理、燃燒裝置火焰穩(wěn)定，火焰核心溫度更高的利用CH3SiCl3生產(chǎn)氣相法白炭黑裝置系統(tǒng)具有積極的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)及環(huán)保意義。`

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種利用甲基三氯硅烷生產(chǎn)氣相法白炭黑的系統(tǒng)。
[0006]本實(shí)用新型解決的是現(xiàn)有利用甲基三氯硅烷生產(chǎn)氣相法白炭黑裝置存在的火焰燃燒不穩(wěn)定，反應(yīng)不完全，產(chǎn)品粒度均勻性差、回收效率相對較低、比表面積小、產(chǎn)品酸值高，尾氣處理不完全等系列問題。
[0007]本實(shí)用新型解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:它包括反應(yīng)爐、聚集器、旋風(fēng)分離裝置、脫酸爐和尾氣回收裝置，反應(yīng)爐的出口與聚集器入口連接，旋風(fēng)分離裝置白炭黑出口與脫酸爐入口連接，旋風(fēng)分離裝置白炭黑出口廢氣出口與尾氣回收裝置連接，旋風(fēng)分離裝置有三級，分別為一級旋風(fēng)分離裝置、二級旋風(fēng)分離裝置和三級旋風(fēng)分離裝置，一級旋風(fēng)分離裝置上部出口與二級旋風(fēng)分離裝置上部入口連接，二級旋風(fēng)分離裝置上部出口與三級旋風(fēng)分離裝置上部入口連接，一級旋風(fēng)分離裝置下部出口、二級旋風(fēng)分離裝置下部出口和三級旋風(fēng)分離裝置下部出口與脫酸爐入口連接，脫酸爐物料出口與干燥器入口連接，脫酸爐出口與一級分離回收裝置上部入口連接，干燥器出口連接產(chǎn)品緩沖罐，產(chǎn)品緩沖罐出口連接產(chǎn)品發(fā)送罐入口，尾氣回收裝置包括布袋除塵器、除塵塔、除塵塔冷凝器、吸收塔、吸收塔冷凝器、堿洗塔，布袋除塵器出口接除塵塔，除塵塔出口接吸收塔入口、吸收塔出口接引風(fēng)機(jī)入口、引風(fēng)機(jī)出口接堿洗塔入口，三級旋風(fēng)分離裝置的廢氣出口接布袋除塵器入口 ； 一級分離回收裝置上出口與二級分離回收裝置入口連接，一級分離回收裝置的下出口與一級旋風(fēng)分離裝置上部入口連接，二級分離回收裝置的上出口與布袋除塵器連接，二級分離回收裝置的下出口與一級旋風(fēng)分離裝置上部入口連接。
[0008]本實(shí)用新型的有益效果是:反應(yīng)完全，得到的產(chǎn)品粒度均勻性好、回收效率高、t匕表面積大、產(chǎn)品酸值低，尾氣處理完全。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本實(shí)用新型的生產(chǎn)流程系統(tǒng)示意圖。
[0010]圖2為脫酸爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖3為三級旋風(fēng)分離裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖4為反應(yīng)爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0014]1、如圖1所示，它包括反應(yīng)爐1、聚集器2、旋風(fēng)分離裝置(3、4、5)、脫酸爐6和尾氣回收裝置8，反應(yīng)爐的出口與聚集器入口連接，旋風(fēng)分離裝置白炭黑出口與脫酸爐入口連接，旋風(fēng)分離裝置白炭黑出口廢氣出口與尾氣回收裝置連接，旋風(fēng)分離裝置有三級，分別為一級旋風(fēng)分離裝置3、二級旋風(fēng)分離裝置4和三級旋風(fēng)分離裝置5，一級旋風(fēng)分離裝置上部出口與二級旋風(fēng)分離裝置上部入口連接，二級旋風(fēng)分離裝置上部出口與三級旋風(fēng)分離裝置上部入口連接，一級旋風(fēng)分離裝置下部出口、二級旋風(fēng)分離裝置下部出口和三級旋風(fēng)分離裝置下部出口與脫酸爐入口連接，脫酸爐6物料出口與干燥器入口連接，脫酸爐酸氣出口與一級分離回收裝置8上部入口連接，干燥器9出口連接產(chǎn)品緩沖罐10，產(chǎn)品緩沖罐出口連接產(chǎn)品發(fā)送罐16入口，尾氣回收裝置包括布袋除塵器7、除塵塔11、除塵塔冷凝器12、吸收塔13、吸收塔冷凝器14、堿洗塔15，布袋除塵器出口接除塵塔，除塵塔出口接吸收塔入口、吸收塔出口接引風(fēng)機(jī)入口、引風(fēng)機(jī)出口接堿洗塔15入口，三級旋風(fēng)分離裝置的廢氣出口接布袋除塵器入口 ；一級分離回收裝置上出口與二級分離回收裝置入口連接，一級分離回收裝置的下出口與一級旋風(fēng)分離裝置上部入口連接，二級分離回收裝置的上出口與布袋除塵器連接，二級分離回收裝置的下出口與一級旋風(fēng)分離裝置上部入口連接。所述的產(chǎn)品緩沖罐為隔膜式和氣囊式中的一種。所述的產(chǎn)品發(fā)送罐入口通過閥門與產(chǎn)品緩沖罐相接。所述的一級分離回收裝置是分離回收脫酸爐產(chǎn)生的酸氣，二級分離回收裝置是分離回收一級分離回收裝置產(chǎn)生的廢氣。
[0015]如圖2所示，脫酸爐6的爐體外部設(shè)有物料進(jìn)口 17、物料出口 20、酸氣出口 19、力口熱氣體及蒸汽進(jìn)口 18和電加熱保溫層24 ;爐體內(nèi)部設(shè)有折流板21、百葉窗折流板25、氣固分離板22、流化氣體分布板23。
[0016]如圖3所示，所述的三級旋風(fēng)分離裝置包括一個(gè)蝸殼式旋風(fēng)裝置3和兩個(gè)雙筒式旋風(fēng)裝置4、5。
[0017]如圖4所示，反應(yīng)爐包括爐體1，爐體上部設(shè)有工藝氣體進(jìn)入通道42，爐體下部設(shè)有燃燒室43，工藝氣體進(jìn)入通道42與燃燒室43連通。工藝氣體進(jìn)入通道42外圈設(shè)有低壓空氣通道44，低壓空氣通道44的上口封閉，低壓空氣通道44的下口與燃燒室43連通。低壓空氣通道44的邊側(cè)設(shè)有低壓空氣進(jìn)口 34。低壓空氣通道44外圈設(shè)有二次氫氣通道45，二次氫氣通道45的上口封閉，二次氫氣通道45的下口與燃燒室43連通。二次氫氣通道45的邊側(cè)設(shè)有二次氫氣進(jìn)口 35。二次氫氣通道45外圈設(shè)有二次空氣通道46，二次空氣通道46的上口封閉，二次空氣通道46的下口與燃燒室43連通。二次空氣通道46的邊側(cè)設(shè)有二次空氣進(jìn)口 36。爐體下部外壁設(shè)有冷卻通道47，冷卻通道47上部設(shè)有冷卻水出口 37、下部設(shè)有冷卻水進(jìn)口 41。爐體下部外壁上設(shè)有點(diǎn)火口 39，點(diǎn)火口 39與燃燒室43連通。視鏡38前端窗口設(shè)于燃燒室43內(nèi)壁。爐體上部一側(cè)壓力表口 40，壓力表口 40與燃燒室43連通。爐體下部設(shè)有出料口 48。
[0018]工藝氣體進(jìn)入通道42、低壓空氣通道44、二次氫氣通道45、二次空氣通道46的各出氣口處于同一位置，低壓空氣通道44、二次氫氣通道45、二次空氣通道46的出氣口向內(nèi)側(cè)收口。
【權(quán)利要求】
1.一種利用甲基三氯硅烷生產(chǎn)氣相法白炭黑的系統(tǒng)，它包括反應(yīng)爐、聚集器、旋風(fēng)分離裝置、脫酸爐和尾氣回收裝置，反應(yīng)爐的出口與聚集器入口連接，旋風(fēng)分離裝置白炭黑出口與脫酸爐入口連接，旋風(fēng)分離裝置白炭黑出口廢氣出口與尾氣回收裝置連接，其特征在于旋風(fēng)分離裝置有三級，分別為一級旋風(fēng)分離裝置、二級旋風(fēng)分離裝置和三級旋風(fēng)分離裝置，一級旋風(fēng)分離裝置上部出口與二級旋風(fēng)分離裝置上部入口連接，二級旋風(fēng)分離裝置上部出口與三級旋風(fēng)分離裝置上部入口連接，一級旋風(fēng)分離裝置下部出口、二級旋風(fēng)分離裝置下部出口和三級旋風(fēng)分離裝置下部出口與脫酸爐入口連接，脫酸爐物料出口與干燥器入口連接，脫酸爐出口與一級分離回收裝置上部入口連接，干燥器出口連接產(chǎn)品緩沖罐，產(chǎn)品緩沖罐出口連接產(chǎn)品發(fā)送罐入口，尾氣回收裝置包括布袋除塵器、除塵塔、除塵塔冷凝器、吸收塔、吸收塔冷凝器、堿洗塔，布袋除塵器出口接除塵塔，除塵塔出口接吸收塔入口、吸收塔出口接引風(fēng)機(jī)入口、引風(fēng)機(jī)出口接堿洗塔入口，三級旋風(fēng)分離裝置的廢氣出口接布袋除塵器入口 ；一級分離回收裝置上出口與二級分離回收裝置入口連接，一級分離回收裝置的下出口與一級旋風(fēng)分離裝置上部入口連接，二級分離回收裝置的上出口與布袋除塵器連接，二級分離回收裝置的下出口與一級旋風(fēng)分離裝置上部入口連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用甲基三氯硅烷生產(chǎn)氣相法白炭黑的系統(tǒng)，其特征在于所述的產(chǎn)品緩沖罐為隔膜式和氣囊式中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用甲基三氯硅烷生產(chǎn)氣相法白炭黑的系統(tǒng)，其特征在于所述的產(chǎn)品發(fā)送罐入口通過閥門與產(chǎn)品緩沖罐相接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用甲基三氯硅烷生產(chǎn)氣相法白炭黑的系統(tǒng)，其特征在于所述的一級分離回收裝置是分離回收脫酸爐產(chǎn)生的酸氣，二級分離回收裝置是分離回收一級分離回收裝置產(chǎn)生的廢氣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用甲基三氯硅烷生產(chǎn)氣相法白炭黑的系統(tǒng)，其特征在于脫酸爐爐體外部設(shè)有物料進(jìn)口、物料出口、酸氣出口、加熱氣體及蒸汽進(jìn)口和電加熱保溫層；爐體內(nèi)部設(shè)有折流板、百葉窗折流板、氣固分離板、流化氣體分布板。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用甲基三氯硅烷生產(chǎn)氣相法白炭黑的系統(tǒng)，其特征在于所述的三級旋風(fēng)分離裝置包括一個(gè)蝸殼式旋風(fēng)裝置和兩個(gè)雙筒式旋風(fēng)裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用甲基三氯硅烷生產(chǎn)氣相法白炭黑的系統(tǒng)，其特征在于所述的反應(yīng)爐爐體上部設(shè)有工藝氣體進(jìn)入通道，爐體下部設(shè)有燃燒室，工藝氣體進(jìn)入通道與燃燒室連通；工藝氣體進(jìn)入通道外圈設(shè)有低壓空氣通道，低壓空氣通道的上口封閉，低壓空氣通道的下口與燃燒室連通；低壓空氣通道的邊側(cè)設(shè)有低壓空氣進(jìn)口 ；低壓空氣通道外圈設(shè)有二次氫氣通道，二次氫氣通道的上口封閉，二次氫氣通道的下口與燃燒室連通；二次氫氣通道的邊側(cè)設(shè)有二次氫氣進(jìn)口 ；二次氫氣通道外圈設(shè)有二次空氣通道，二次空氣通道的上口封閉，二次空氣通道的下口與燃燒室連通；二次空氣通道的邊側(cè)設(shè)有二次空氣進(jìn)口 ；爐體下部外壁設(shè)有冷卻通道，冷卻通道上部設(shè)有冷卻水出口、下部設(shè)有冷卻水進(jìn)口 ；爐體下部外壁上設(shè)有點(diǎn)火口，點(diǎn)火口與燃燒室連通。
【文檔編號】C01B33/03GK203461824SQ201320524920
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月27日
【發(fā)明者】羅燚, 方紅承, 彭金鑫, 曹華俊, 李新欣 申請人:浙江合盛硅業(yè)有限公司