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領域
本發(fā)明屬于無機精細化工領域，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：
氣相燃燒合成的氣相法SiO2廣泛應用于硅橡膠、膠粘劑等領域，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、氣固間傳熱和傳質速率高的優(yōu)點而逐步被應用于氣相法SiO2表面HCl脫除和表面處理。
一直以來，氣相法SiO2的脫酸凈化技術一直停留在立式流化床電加熱脫去表面 HCl的技術，由于受到立式脫酸爐高度不宜過高限制了設備的脫酸能力，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備的破壞性極大，此種脫酸方式對設備的材質提出了挑戰(zhàn)。近年來，又出現(xiàn)了在脫酸爐筒體上開孔裝石英玻璃管(石英玻璃管內配有電爐絲)的內加熱技術，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，降低了設備的使用年限，并且更換電加熱管影響設備的正常運轉及脫酸效果，也未能更好的解決氣相法SiO2的脫酸問題。發(fā)明內容
本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術的不足，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。
本發(fā)明的上述目的是通過以下技術方案得以實現(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，燃燒室內設有燃燒器，上下層由隔板分開，隔板上設有氣體通道，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進料口設于臥式流化床的上部；尾氣口分別設于臥式和立式流化床的上部；出料口設于立式流化床的中部；廢料口設于立式流化床的底部。燃燒室還設有空氣入口，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)明還對設備材質進行了創(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，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)有技術相比較，本發(fā)明脫酸技術利用兩級脫酸，使得白炭黑的PH穩(wěn)定在4. 3 4. 6的范圍內，提高了氣相法SiO2的產(chǎn)品品質。
本發(fā)明采用臥式流化床與立式流化床相結合的方式，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構示意圖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內設有燃燒器6，上下層由隔板5分開，隔板5上設有氣體通道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設于臥式流化床I的上部；尾氣口 9分別設于臥式和立式流化床2的上部；出料口 10設于立式流化床2的中部；廢料口 11設于立式流化床2的底部。 燃燒室3還設有空氣入口 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內設有若干擋板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內室與室之間相通的通道流動并進入立式流化床2(設有兩個擋板時，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內設有燃燒器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，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 領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換， 都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。
權利要求
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)內設有燃燒器(6)，上下層由隔板(5)分開，隔板(5)上設有氣體通道(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)權利要求1所述的裝置，其特征在于所述臥式流化床(I)內室與室之間的通道相互錯開。
3.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于裝置的SiO2進料口(8)設于臥式流化床(I)的上部；尾氣口(9)分別設于臥式流化床(I)和立式流化床(2)的上部；出料口(10)設于立式流化床⑵的中部，廢料口(11)設于立式流化床⑵的底部，燃燒室(3)還設有空氣入口(12)，用于為燃燒室(3)補充空氣。
4.根據(jù)權利要求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)權利要求7所述的工藝，其特征在于在立式流化床內，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化工領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，燃燒室內設有燃燒器，上下層由隔板分開，隔板上設有氣體通道，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)有技術相比較，本發(fā)明脫酸技術利用兩級脫酸，使得白炭黑的pH穩(wěn)定在4.3～4.6的范圍內，提高了氣相法SiO2的產(chǎn)品品質。
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