一种醇超临界法生产气凝胶的干燥系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种醇超临界法生产气凝胶的干燥系统，包括干燥釜和配套装置，所述的干燥釜包括釜体和密封结构的釜盖，所述的干燥釜设有出气口和进气口，釜体内部设有置物架，用于放置气凝胶产品；所述的配套装置包括控制单元和通过管路、阀门连通的抽真空单元、加热冷却单元、醇冷却回收单元；所述的控制单元与抽真空单元、加热冷却单元、醇冷却回收单元电联接；所述的抽真空单元为通过管路与釜体内部相连通的真空泵。本实用新型专利技术的干燥系统可以使湿凝胶在干燥前，设备内部处于真空状态，去除设备内部其他气体对超临界压力的影响，从而精确控制醇类超临界压力，保证气凝胶材料性能及产品合格率。

A drying system for producing aerogels by alcohol supercritical method

The utility model discloses a drying system for an aerogel produced by an alcohol supercritical process, including a drying kettle and a supporting device. The drying kettle includes a kettle body and a sealed structure of the cauldron. The drying kettle is provided with an air outlet and an air intake, and a material holder is provided in the cauldron to place an aerogel product; the supporting device is used. The control unit, the vacuum unit connected through the pipe and the valve, the heating and cooling unit, and the alcohol cooling recovery unit, the control unit is electrically connected with the vacuum unit, the heating and cooling unit, the alcohol cooling recovery unit, and the vacuum pumping unit is a vacuum pump connected through the pipe and the body of the kettle. The drying system of the utility model can make the wet gel in the vacuum state before drying, and remove the influence of the other gas on the supercritical pressure in the equipment, so as to accurately control the alcohol super critical pressure, and ensure the performance of the aerogel material and the product qualification rate.

【技术实现步骤摘要】
一种醇超临界法生产气凝胶的干燥系统
本技术属于气凝胶材料制备成型领域，具体涉及一种醇超临界生产气凝胶的干燥装置及相关配套系统。
技术介绍
气凝胶是指经过超临界技术萃取而成的一种纳米多孔材料,其内部含有大量的空气，孔洞率可高达99.8％，比表面积可达到200m2～1000m2/g，孔径在5～20nm，气凝胶的密度极低,最小可达3kg/m3。其独特的微观纳米结构使它在力学、声学、光学、热学等特性明显不同于相应的玻璃态。是一种同时具备隔热、防火、吸音、防爆、减震等综合性能的材料。目前国内、外厂家生产的气凝胶材料是用二氧化碳超临界和常温常压、醇超临界工艺制备而成。而二氧化碳超临界和常温常压工艺制备出的气凝胶强度低、韧性小、结构不稳定，极大地限制了其应用范围。醇超临界由于其综合成本较低，制备出的气凝胶强度高、韧性好等特点，其使用范围越来越广泛。但目前醇超临界干燥工艺其过程较为复杂，控制条件较多，如：干燥温度、压力、干燥时间、等。这些条件控制不当都会造成气凝胶结构的不稳定。尤其是超临界压力的控制，由于气体存在分压性，而在超临界干燥过程中由于设备内部空气的分压，往往会使得醇类原料未能达到超临界压力的情况。而这些参数的精确控制均需要通过超临界干燥设备来实现，因此，一台先进的干燥设备对气凝胶性能及产品合格率至关重要。中国专利“用于超临界流体干燥的装置和制备气凝胶材料的方法，201110388627.5”公开了一种用于超临界二氧化碳干燥的装置，包括循环二氧化碳储罐、加压泵、一个或者多个干燥釜、一个或多个分离釜、回收罐、压缩泵和冷凝器。但是干燥釜的结构和流程的限制，加热冷却效率不高，且无法精确控制装置的超临界压力，可能会影响到气凝胶材料性能及产品合格率。
技术实现思路
本技术主要针对气凝胶生产过程中干燥釜内空气分压对醇类原料超临界压力的影响、设备内部温度不均以及大型干燥设备难以清理等问题，设计一种醇超临界干燥设备及配套系统，本技术采用的技术方案如下：一种醇超临界法生产气凝胶的干燥系统，包括干燥釜和配套装置，所述的干燥釜包括釜体和密封结构的釜盖，所述的干燥釜设有出气口和进气口，釜体内部设有置物架，用于放置气凝胶产品；所述的配套装置包括控制单元和通过管路、阀门连通的抽真空单元、加热冷却单元、醇冷却回收单元；所述的控制单元与抽真空单元、加热冷却单元、醇冷却回收单元电联接；所述的抽真空单元为通过管路与釜体内部相连通的真空泵。进一步的，所述的釜体为夹层结构，釜体下端设有进油管，进油管穿过釜体内部，并与釜体夹层相连通，釜体侧壁上端设有夹层出油口，夹层出油口与夹层相联通。进一步的，进油管为盘状结构，盘管分布在釜体内部；进油管出口通过釜体外部的管路与釜体的夹层进油口相连通。进一步的，釜体夹层内部设有增加导热面积的折流板，所述的折流板成螺旋线型分布在釜体的夹层内部。进一步的，所述的加热冷却单元包括冷却液供给装置、导热油箱、冷却油箱、冷油储罐；导热油箱内置加热装置，导热油箱出油口与进油管进口连通，导热油箱进油口与釜体的夹层出油口通过管路连通；冷却油箱包括冷却盘管和冷却油箱壳体，冷却盘管的一端接冷油储罐的冷油储罐进油口，另一端与釜体的夹层出油口通过管路连接；冷油储罐出油口接釜体的进油管进口，冷却液供给装置与冷却油箱壳体内部相连通。进一步的，所述的醇冷却回收单元包括冷凝器和回收储罐，冷凝器包括冷凝盘管和冷凝器壳体，冷凝盘管的一端与釜体的出气口相连通，另一端与回收储罐相连通；冷凝器中部设置有冷却液进口，与冷却液供给装置通过管路连通，冷凝器上端设有冷却液出口，与冷却液供给装置通过管路相连通，冷却液供给装置与冷凝器壳体内部相连通。进一步的，釜体的上端部位设置有安全单元，所述的安全单元包括与釜体内部相连通的包括安全阀和压力表。进一步的，所述的干燥釜还设置有气体增压装置，所述的气体增压装置包括通过管路与进气口相连通的气体增压泵和气体储罐，在管路上还设置有压力表。进一步的，所述的干燥釜为立式结构，釜体和釜盖采用卡箍式液压快开结构；所述的出气口设置在釜体侧壁靠近上端位置，进气口设置在釜体底部，所述的抽真空单元设置在釜盖顶部。进一步的，干燥釜外壁表面设置有保温层，保温层的内层为保温涂料、中间层为玻璃丝棉，外层采用耐高温毡包覆。本技术具有的有益技术效果如下：一、本技术的干燥系统设有抽真空系统，可以使湿凝胶在干燥前，设备内部处于真空状态，去除设备内部其他气体对超临界压力的影响，从而精确控制醇类超临界压力，无需通过增大釜体内整体压力等方式来确保设备内部醇类超临界压力，能够更加精确控制超临界压力，保证气凝胶材料性能及产品合格率；同时降低干燥设备整体压力，提高了设备的安全性。二、本技术的釜体采用空心夹层结构，进油管采用穿通式结构，将釜体内部的进油管与夹层内部相连通，实现了干燥釜的快速加热和冷却，具备升降温快、导热快等特点，冷却系统可在很短时间内使得釜体温度降低至室温，缩短了设备工作周期，极大的节省了升压所需能源，同时进油管出口通过釜体外部的管路与夹层进油口相连通，这种外部连通的方式结构简单可靠，且容易实现进油管道的密封。三、本技术釜体内部的进油管采用盘管结构，增大了导热面积，确保了釜体内部的快速升降温，同时盘管结构的进油管贴近气凝胶产品的置物架，提高了干燥效率。四、本技术釜体的夹层装有导流板，导流板采用螺旋结果布置在夹层内，可加快设备整体升降温度，且能保证设备上下温度均匀。五、本技术采用冷热管相结合的升降温结构，升温时通过加热油使得反应釜快速加热，降温时通过冷却液对冷却盘管的壳体进行降温，具有结构简单、节能可靠，重复利用方便等特点，满足了干燥系统快速升降温的要求。六、本技术设置了醇回收装置，与气体增压装置相结合，实现了釜内原料回收和重复利用，降低了成本。七、本技术在干燥系统设置了釜体和釜盖温度传感器，用于监测反应温度，并控制系统结合实现了温度的精确控制。八、本技术釜盖采用安全防爆结构，同时釜盖上部设置了安全阀门，确保了干燥系统的安全性。九、本技术的干燥设备下端设有排污口，方便设备内部清理。十、本技术的干燥釜外壁表面设置有保温层，保温层的内层为保温涂料、中间层为玻璃丝棉，外层采用耐高温毡包覆，确保了无腐蚀、不吸潮、无毒、无异味、不易变形、不分解，并满足干燥釜的使用年限要求。附图说明图1为本技术干燥系统的组成原理框图；图2为本技术釜体横向剖视图及内部进油管结构示意图；图3为本技术釜体纵向剖视图及夹层内折流板结构示意图。附图标记为：1—釜体；2—釜盖；3—出气口；4—釜壁温度传感器；5—进气口；6—排污口；7—气体储罐；8—釜盖温度传感器；9—抽真空装置；10—安全阀；11—压力表；12—置物架；13—进油管；14—进油管进口；15—进油管出口；16—夹层出油口；17—夹层进油口；18—气体增压泵；19—冷凝器；20—冷凝器盘管；21—回收储罐；22—冷却液进口；23—冷却液出口；24—导热油箱；25—第一液压泵；26—冷却油箱；27—冷却盘管；28—冷油储罐；29—第二液压泵；30—冷却液供给装置；31—阀门；32—冷却液出口；33—冷却液进口；34—压力表；35—导热油箱进油口；36—导热油箱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种醇超临界法生产气凝胶的干燥系统，其特征在于：包括干燥釜和配套装置，所述的干燥釜包括釜体(1)和密封结构的釜盖(2)，所述的干燥釜设有出气口(3)和进气口(5)，釜体(1)内部设有置物架(12)，用于放置气凝胶产品；所述的配套装置包括控制单元和通过管路、阀门连通的抽真空单元(9)、加热冷却单元(37)、醇冷却回收单元(38)；所述的控制单元与抽真空单元(9)、加热冷却单元(37)、醇冷却回收单元(38)电联接；所述的抽真空单元(9)为通过管路与釜体(1)内部相连通的真空泵。

【技术特征摘要】
1.一种醇超临界法生产气凝胶的干燥系统，其特征在于：包括干燥釜和配套装置，所述的干燥釜包括釜体(1)和密封结构的釜盖(2)，所述的干燥釜设有出气口(3)和进气口(5)，釜体(1)内部设有置物架(12)，用于放置气凝胶产品；所述的配套装置包括控制单元和通过管路、阀门连通的抽真空单元(9)、加热冷却单元(37)、醇冷却回收单元(38)；所述的控制单元与抽真空单元(9)、加热冷却单元(37)、醇冷却回收单元(38)电联接；所述的抽真空单元(9)为通过管路与釜体(1)内部相连通的真空泵。2.根据权利要求1所述的醇超临界法生产气凝胶的干燥系统，其特征在于：所述的釜体(1)为夹层结构，釜体(1)下端设有进油管(13)，进油管(13)穿过釜体(1)内部，并与釜体夹层相连通，釜体(1)侧壁上端设有夹层出油口(16)，夹层出油口(16)与夹层相联通。3.根据权利要求2所述的醇超临界法生产气凝胶的干燥系统，其特征在于：进油管(13)为盘状结构，盘管分布在釜体(1)内部；进油管出口(15)通过釜体(1)外部的管路与釜体(1)的夹层进油口(17)相连通。4.根据权利要求2所述的醇超临界法生产气凝胶的干燥系统，其特征在于：釜体(1)夹层(45)内部设有增加导热面积的折流板(39)，所述的折流板(39)成螺旋线型分布在釜体(1)的夹层内部。5.根据权利要求1或2所述的醇超临界法生产气凝胶的干燥系统，其特征在于：所述的加热冷却单元(37)包括冷却液供给装置(30)、导热油箱(24)、冷却油箱(26)、冷油储罐(28)；导热油箱(24)内置加热装置，导热油箱出油口(36)与进油管进口(14)连通，导热油箱进油口(35)与釜体(1)的夹层出油口(16)通过管路连通；冷却油箱(26)包括冷却盘管(27)和冷却油箱壳体(40)，冷却盘管(27)的一端接冷油储罐(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈国，张君，孙星星，
申请(专利权)人：陕西盟创纳米新型材料股份有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61