气凝胶制备系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种气凝胶制备系统，包括：原料桶、与原料桶连接的第一反应釜、与第一反应釜连接的真空过滤机、与真空过滤机连接的第一储料桶、与第一储料桶连接的烷烃桶、与第一储料桶连接的第二反应釜、与第二反应釜连接的第二储料桶、与第二储料桶连接的干燥塔、与干燥塔连接的除尘器、与除尘器连接的洗涤冷凝装置、与洗涤冷凝装置连接的烷烃回收桶，第一反应釜与第二反应釜连接，从而将第二反应釜所获得的废酸溶液回送至第一反应釜，烷烃回收桶与烷烃桶连接，从而将烷烃回收桶所回收的液体烷烃向烷烃桶进行传送。由此，能够实现一种环保的气凝胶制备。

Aerogel preparation system

The utility model relates to a gas gel preparation system, including: raw materials and raw material barrel, barrel is connected with the first reactor, and the first reactor is connected with a vacuum filter, vacuum filter and connected to the first storage barrel, and the first storage barrel is connected with the first barrel, paraffin storage tank connected to the second reaction still, with second reactors connected second storage tank and second storage tank connected to the drying tower, and drying tower connected to the dust collector, and a dust remover connected with the condensing device, washing and washing device is connected with the condensation recovery of the paraffin barrel, the first reaction kettle and second reactor connected to second reactor the waste acid solution back to the first reactor, alkane recycling bin connected with alkane barrels, which will be liquid alkanes alkane recovery barrel for recycling to transfer barrels of alkanes. Thus, an environmentally friendly aerogel can be prepared.

【技术实现步骤摘要】
气凝胶制备系统
本技术涉及一种气凝胶制备系统。
技术介绍
在专利文献CN101646622A所公开的气凝胶制备方法中，以水玻璃为原料来制备疏水性的气凝胶，对正戊醇和正丁醇在冷水机中进行回收，但未对其他废液进行处理。因此，未经处理的其他废液可能造成环境污染。
技术实现思路
本技术的目的在于解决上述问题，提供一种能够实现环保的气凝胶制备系统。为了实现上述目的，本技术所涉及的一种气凝胶制备系统，包括：原料桶，其用于稀释水玻璃；第一反应釜，其与所述原料桶连接，并用于将稀释后的水玻璃与酸反应而形成凝胶，并加入醇进行醇水置换从而形成醇凝胶；真空过滤机，其与所述第一反应釜连接，并用于对所述醇凝胶进行固液分离，从而获得凝胶和醇废液，且将所述醇废液回送至所述第一反应釜；第一储料桶，其与所述真空过滤机连接，并用于使固液分离所获得的凝胶与液体烷烃混合从而获得凝胶和烷烃的混合物；烷烃桶，其与所述第一储料桶连接，并用于向所述第一储料桶供给所述液体烷烃；第二反应釜，其与所述第一储料桶连接，并用于使所述凝胶和烷烃的混合物与有机硅烷化合物反应从而获得废酸溶液和凝胶溶液；第二储料桶，其与所述第二反应釜连接，并用于对所述凝胶溶液进行搅拌；干燥塔，其与所述第二储料桶连接，并用于对凝胶溶液进行干燥，从而获得干的二氧化硅气凝胶粉末和烷烃蒸汽；除尘器，其与所述干燥塔连接，并用于分离所述干的二氧化硅气凝胶粉末和所述烷烃蒸汽，且对分离后所获得的所述气凝胶进行收集；洗涤冷凝器，其与所述除尘器连接，并用于通过冷凝而将分离后所获得的所述烷烃蒸汽转换为液体烷烃；烷烃回收桶，其与所述洗涤冷凝器连接，并用于对所述液体烷烃进行回收，所述第一反应釜与所述第二反应釜连接，从而将所述第二反应釜所获得废酸溶液回送至所述第一反应釜，所述烷烃回收桶与所述烷烃桶连接，从而将所述烷烃回收桶所回收的液体烷烃向所述烷烃桶进行传送；进一步地，所述气凝胶制备系统还包括有机硅烷化合物桶，其与所述第二反应釜连接，并用于向所述第二反应釜供给所述有机硅烷化合物；进一步地，所述气凝胶制备系统还包括加热器，其与所述干燥塔连接，并用于对所述干燥塔进行加热；进一步地，在所述干燥塔的顶部具有雾化喷头，所述雾化喷头使所述凝胶溶液雾化喷射，所述干燥塔的底部呈圆锥状，并且在圆锥的切线方向上形成有风口，通过所述风口从而使经所述加热器所加热的气体进入所述干燥塔；进一步地，所述洗涤冷凝装置包括洗涤器和冷凝器，所述洗涤器用于对所述烷烃蒸汽进行洗涤，所述冷凝器与所述洗涤器连接，并用于对所述洗涤冷器进行制冷；根据本技术所涉及的气凝胶制备系统，将在真空过滤机中经分离后所产生的醇废液回送至第一反应釜，并将在第二反应釜中所获得的废酸溶液回送至第一反应釜，并将烷烃回收桶所回收的液体烷烃向烷烃桶进行传送，从而能够使整个气凝胶制备过程中产生的所有废液均被再利用，从而能够实现一种环保的气凝胶制备。附图说明图1为本技术所述的气凝胶制备工艺流程图；图2为本技术的实施例所涉及的气凝胶制备系统的示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本技术作进一步阐述，但不限制本技术。喷雾干燥装置为本公司自制设备；温度记录仪为杭州微松环境科技有限公司，型号T11PRO；密度测定仪为扬州华辉检测仪器有限公司，型号H-S812；导热系数测量仪为瑞典HotDisk公司，型号2500S；高速自动比表面与孔隙率分析仪为美国康塔仪器有限公司，型号NOVA3000；雾化喷头为东莞市屹琳实业投资有限公司，型号YD25855；鼓风机为河北强通通风除尘设备有限公司，型号BF4-72。水玻璃、盐酸、三甲基氯硅烷、氧化钙、正己烷、甲醇均为分析纯，由上海金锦乐实业有限公司或者国药集团化学试剂有限公司提供，所用试剂和溶剂除特别说明外，均未经特别处理。实施例(1)将模数为3.3，波美度为40°Bé的水玻璃2kg用水稀释三倍，然后缓慢加入至5L浓度为1mol/L的盐酸中，直到溶液的pH为5.5，于反应釜中静置形成凝胶；(2)将步骤(1)中得到的凝胶在常温下老化0.5h；(3)搅拌釜中，在转速为900rpm下将步骤(2)中所得到的凝胶打碎0.5h，然后在600rpm下继续将凝胶打碎1h，直至凝胶成为浆状；(4)加入乙醇，乙醇加入量为步骤(1)中盐酸体积的2倍，继续搅拌0.5h；(5)将步骤(4)得到的凝胶输入至抽滤装置，进行抽滤，得到凝胶以及乙醇废液；(6)将步骤(5)得到的乙醇废液经过蒸馏冷凝后再次回收利用；(7)将步骤(5)得到的凝胶输入另一反应釜内，再加入步骤(1)中盐酸体积2倍的正己烷，以及与步骤(1)中盐酸体积0.5倍的三甲基氯硅烷，在反应釜内搅拌反应1h，得混合液；(8)将步骤(7)得到的混合液静置分层，将下层废酸放至废酸桶，上层凝胶在搅拌的条件下用自来水洗涤3次；(9)将步骤(8)洗涤后的上层凝胶溶液输入喷雾干燥装置，气凝胶粉末随气流到布滤袋中收集最后得到干的二氧化硅气凝胶粉末，正己烷气体随气流到冷凝塔，冷凝后流入冷凝液收集装置内；制备得到的二氧化硅气凝胶粉末的体积密度为0.059g/cm3，比表面积为860m2/g，导热隔热系数为0.014W/mK，孔隙率为92％。(10)取步骤(8)中得到的废酸体积的10％的废酸，加入其体积6倍的自来水稀释，使得废酸pH达到0.1，用于步骤(1)，来代替原料中的盐酸，重复步骤(1)至(9)，制备得到的二氧化硅气凝胶粉末的体积密度为0.062g/cm3，比表面积为832m2/g，导热隔热系数为0.016W/mK，孔隙率为90％。该结果显示，废酸代替原料盐酸后，二氧化硅气凝胶粉末仍能够保持良好的性能。取步骤(8)中得到的废酸体积的90％的废酸，加入其体积9倍的自来水稀释，然后缓慢加入氧化钙进行中和，最后溶液pH约为7，将中和后的溶液倒入冰排盒内，即可得到-3.7℃左右的相变材料；将步骤(9)中得到的正己烷回收液置于容器中静置分层，将下层水分离掉，得到上层正己烷溶液继续用于气凝胶的制备。如图2所示，本实施例所涉及的气凝胶制备系统100包括：原料桶1、第一反应釜2、真空过滤机3、第一储料桶4、烷烃桶5、第二反应釜6、第二储料桶7、干燥塔8、除尘器9、洗涤冷凝器10、烷烃回收桶11。原料桶1用于稀释水玻璃，并具有对水玻璃溶液进行搅拌的第一搅拌器12。此外，原料桶1经由第一输料泵13而与第一反应釜2连接，通过第一输料泵13而将原料桶1内经稀释的水玻璃向第一反应釜2进行供给。第一反应釜2用于将稀释后的水玻璃与5L1mol/L的盐酸反应而形成凝胶，并加入乙醇进行醇水置换从而形成醇凝胶。此外，第一反应釜2经由第二输料泵14而与真空过滤机3连接，通过第二输料泵14而将第一反应釜2内所形成的醇凝胶向真空过滤机3进行供给。真空过滤机3用于对醇凝胶进行固液分离，从而获得凝胶和乙醇废液，且将醇废液回送至第一反应釜2。具体而言，乙醇废液经过蒸馏、冷凝后被回送至第一反应釜2内。第一储料桶4与真空过滤机3连接，并用于使固液分离所获得的凝胶与液体正己烷混合从而获得凝胶和正己烷的混合物。此外，第一储料桶4具有对凝胶与液体正己烷进行搅拌的第二搅拌器15。烷烃桶5与第一储料桶4连接，并用于向第一储料桶4供给液体正己烷。第二反应釜6与第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气凝胶制备系统，其特征在于，包括：原料桶，其用于稀释水玻璃；第一反应釜，其与所述原料桶连接，并用于将稀释后的水玻璃与酸反应而形成凝胶，并加入醇进行醇水置换从而形成醇凝胶；真空过滤机，其与所述第一反应釜连接，并用于对所述醇凝胶进行固液分离，从而获得凝胶和醇废液，且将所述醇废液回送至所述第一反应釜；第一储料桶，其与所述真空过滤机连接，并用于使固液分离所获得的凝胶与液体烷烃混合从而获得凝胶和烷烃的混合物；烷烃桶，其与所述第一储料桶连接，并用于向所述第一储料桶供给所述液体烷烃；第二反应釜，其与所述第一储料桶连接，并用于使所述凝胶和烷烃的混合物与有机硅烷化合物反应从而获得废酸溶液和凝胶溶液；第二储料桶，其与所述第二反应釜连接，并用于对所述凝胶溶液进行搅拌；干燥塔，其与所述第二储料桶连接，并用于对凝胶溶液进行干燥，从而获得干的二氧化硅气凝胶粉末和烷烃蒸汽；除尘器，其与所述干燥塔连接，并用于分离所述干的二氧化硅气凝胶粉末和所述烷烃蒸汽，且对分离后所获得的所述气凝胶进行收集；洗涤冷凝器，其与所述除尘器连接，并用于通过冷凝而将分离后所获得的所述烷烃蒸汽转换为液体烷烃；烷烃回收桶，其与所述洗涤冷凝器连接，并用于对所述液体烷烃进行回收，所述第一反应釜与所述第二反应釜连接，从而将所述第二反应釜所获得废酸溶液回送至所述第一反应釜，所述烷烃回收桶与所述烷烃桶连接，从而将所述烷烃回收桶所回收的液体烷烃向所述烷烃桶进行传送。...

【技术特征摘要】
1.一种气凝胶制备系统，其特征在于，包括：原料桶，其用于稀释水玻璃；第一反应釜，其与所述原料桶连接，并用于将稀释后的水玻璃与酸反应而形成凝胶，并加入醇进行醇水置换从而形成醇凝胶；真空过滤机，其与所述第一反应釜连接，并用于对所述醇凝胶进行固液分离，从而获得凝胶和醇废液，且将所述醇废液回送至所述第一反应釜；第一储料桶，其与所述真空过滤机连接，并用于使固液分离所获得的凝胶与液体烷烃混合从而获得凝胶和烷烃的混合物；烷烃桶，其与所述第一储料桶连接，并用于向所述第一储料桶供给所述液体烷烃；第二反应釜，其与所述第一储料桶连接，并用于使所述凝胶和烷烃的混合物与有机硅烷化合物反应从而获得废酸溶液和凝胶溶液；第二储料桶，其与所述第二反应釜连接，并用于对所述凝胶溶液进行搅拌；干燥塔，其与所述第二储料桶连接，并用于对凝胶溶液进行干燥，从而获得干的二氧化硅气凝胶粉末和烷烃蒸汽；除尘器，其与所述干燥塔连接，并用于分离所述干的二氧化硅气凝胶粉末和所述烷烃蒸汽，且对分离后所获得的所述气凝胶进行收集；洗涤冷凝器，其与所述除尘器连接，并用于通过冷凝而将分离后所获得的所述烷烃...

【专利技术属性】
技术研发人员：严云，张松涛，何令华，杨旭，尹怀刚，朱佳文，
申请(专利权)人：四川微松新材料有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51