水玻璃溶液制备硅溶胶的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种水玻璃溶液制备硅溶胶的装置，包括配料罐，所述配料罐通过管道与第一阳离子交换器、第一聚硅酸母液储罐、第一反应罐、第一抽滤机、第一滤液槽、第一阴离子交换器、第二阳离子交换器、第二聚硅酸母液储罐、第二反应罐、第二抽滤机、第二滤液槽、第二阴离子交换器和第三阳离子交换器依次连通，所述第一反应罐和第二反应罐顶部分别通过管道与分散剂罐、催化剂罐连通。本实用新型专利技术通过硅溶胶增长次数可制得3nm‑230nm的大颗粒硅溶胶产品，产品稳定，均匀度好。

A device for preparing silica sol from water glass solution

【技术实现步骤摘要】
水玻璃溶液制备硅溶胶的装置
本技术属于硅溶胶生产
，涉及用于水玻璃溶液制备硅溶胶的装置。
技术介绍
现在制备硅溶胶的方法有很多，常用的一些方法比如离子交换法、单质硅一步溶解法、直接酸化法、电解电渗析法以及胶溶法等。这其中在单质硅一步溶解法所使用的硅粉转化率比较低，而且反应速度比较慢导致耗时増长，不能大批量生产。直接酸化法制备出的娃溶胶产品中含有较多的杂质，导致体系的稳定性下降，容易形成凝胶。电解电渗法虽然可得到高浓度大粒径的桂溶胶产品，但是电解装置比较复杂，组装更换麻烦，不易维修，大批量生产也受限制难推广。我国大部分制备硅溶胶的企业都只是生产小粒径的硅溶胶，而几乎没有生产大粒径颗粒的硅溶胶产品。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术提供一种水玻璃溶液制备硅溶胶的装置，可以根据需要生产不同粒径的硅溶胶产品。本技术的方案：一种水玻璃溶液制备硅溶胶的装置，包括配料罐，所述配料罐通过管道与第一阳离子交换器、第一聚硅酸母液储罐、第一反应罐、第一抽滤机、第一滤液槽、第一阴离子交换器、第二阳离子交换器、第二聚硅酸母液储罐、第二反应罐、第二抽滤机、第二滤液槽、第二阴离子交换器和第三阳离子交换器依次连通，所述第一反应罐和第二反应罐顶部分别通过管道与分散剂罐、催化剂罐连通。优选地，所述第三阳离子交换器底部出料口通过管道与预热罐、第一结晶装置、第一浓缩液罐、第二结晶装置和第二浓缩液罐通过管道依次连通。进一步优选地，所述第一结晶装置、第二结晶装置由上至下设有蒸发室和结晶室，第一再沸器的管程与第一结晶装置的蒸发室连通，第一结晶装置的结晶室与第一浓缩液罐连通，第二再沸器的管程与第二结晶装置的蒸发室入口连通，第一结晶装置的蒸发室经第一真空泵与第二再沸器的壳程入口连通，所述第一再沸器的壳程出口、第二再沸器的壳程出口、第二结晶装置的蒸发室出口通过管道与换热器的管程入口连通。更进一步优选地，所述换热器的壳程管道通入水，换热器的壳程出水口分别通过管道与第一反应罐和第二反应罐的罐体夹层连通。优选地，所述第二阳离子交换器底部出料口还通过管道与预热罐入料口连通。优选地，所述第一滤液槽通过第一缓冲槽与第二真空泵连通，所述第二滤液槽通过第二缓冲槽与第三真空泵连通。优选地，所述第一阳离子交换器、第一阴离子交换器、第二阳离子交换器、第二阴离子交换器和第三阳离子交换器底部分别设有反冲洗管道，内部离子交换树脂上方设有溢流管道，顶部入料口与正冲洗管道连通。本技术有益效果：1、本技术通过第一反应槽中进行一次增长制得3nm-70nm的硅溶胶产品，通过第二反应槽中二次增长制得粒径在50nm-230nm的大颗粒硅溶胶产品，产品稳定，均匀度好。2、配料罐配制硅酸钠溶液为原材料，第一阳离子交换器进行交换，制得小粒径的聚硅酸母液；第一反应罐通过加入用沸水处理后的单质硅粉和分步骤加入母液，在单质硅粉水解反应和母液溶解反应的双重作用下实现硅溶胶微粒粒径一次增长，制得3nm-70nm硅溶胶粗产品；第二反应罐以第一反应罐制得的第一步硅溶胶产品为母液进行二次增长，制得粒径50nm-230nm的硅溶胶粗产品。3、所述第一结晶装置、第二结晶装置由上至下设有蒸发室和结晶室，第一再沸器的管程与第一结晶装置的蒸发室连通，第一结晶装置的结晶室与第一浓缩液罐连通，第二再沸器的管程与第二结晶装置的蒸发室入口连通，第一结晶装置的蒸发室经第一真空泵与第二再沸器的壳程入口连通，所述第一再沸器的壳程出口、第二再沸器的壳程出口、第二结晶装置的蒸发室出口通过管道与换热器的管程入口连通，只需要为第一结晶装置提供预热蒸汽，节能50-75%，节约成本。4、所述换热器的壳程管道通入水，换热器的壳程出水口分别通过管道与第一反应罐和第二反应罐的罐体夹层连通，热水回收利用，节约能源。5、所述第一滤液槽通过第一缓冲槽与第二真空泵连通，所述第二滤液槽通过第二缓冲槽与第三真空泵连通，防止真空泵污染。6、阳离子交换器设有正冲洗管道、反冲洗管道，可以根据离子交换柱污染状况选择清洗方式，同时可对离子交换树脂进行再生，再生效率高、效果好、节约洗涤用水，其中反冲洗管道逆向水流经过树脂层，树脂松散，减少树脂内部压力，大大提高树脂的再生度。7、所述第二阳离子交换器底部出料口还通过管道与预热罐入料口连通，企业可以根据客户要求，控制粒径增长的次数，从而降低生产成本。附图说明图1本技术装置系统示意图；图2本技术第一阳离子交换器2、第一阴离子交换器7、第二阳离子交换器8、第二阴离子交换器13和第三阳离子交换器14的冲洗结构示意图；其中：配料罐1，第一阳离子交换器2，第一聚硅酸母液储罐3，第一反应罐4，第一抽滤机5，第一滤液槽6，第一阴离子交换器7，第二阳离子交换器8，第二聚硅酸母液储罐9，第二反应罐10，第二抽滤机11，第二滤液槽12，第二阴离子交换器13，第三阳离子交换器14，分散剂罐15，催化剂罐16，预热罐17，第一结晶装置18，第一浓缩液罐19，第二结晶装置20，第二浓缩液罐21，第一再沸器22，第二再沸器23，第一真空泵24，换热器25，第一缓冲槽26，第二缓冲槽27，反冲洗管道28，溢流管道29，正冲洗管道30。具体实施方式下面结合实施例来进一步说明本技术，但本技术要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。实施例1如图1-2，一种水玻璃溶液制备硅溶胶的装置，包括配料罐1，所述配料罐1通过管道与第一阳离子交换器2、第一聚硅酸母液储罐3、第一反应罐4、第一抽滤机5、第一滤液槽6、第一阴离子交换器7、第二阳离子交换器8、第二聚硅酸母液储罐9、第二反应罐10、第二抽滤机11、第二滤液槽12、第二阴离子交换器13和第三阳离子交换器14依次连通，所述第一反应罐4和第二反应罐10顶部分别通过管道与分散剂罐15、催化剂罐16连通。优选地，所述第三阳离子交换器14底部出料口通过管道与预热罐17、第一结晶装置18、第一浓缩液罐19、第二结晶装置20和第二浓缩液罐21通过管道依次连通。进一步优选地，所述第一结晶装置18、第二结晶装置20由上至下设有蒸发室和结晶室，第一再沸器22的管程与第一结晶装置18的蒸发室连通，第一结晶装置18的结晶室与第一浓缩液罐19连通，第二再沸器23的管程与第二结晶装置20的蒸发室入口连通，第一结晶装置18的蒸发室经第一真空泵24与第二再沸器23的壳程入口连通，所述第一再沸器22的壳程出口、第二再沸器23的壳程出口、第二结晶装置20的蒸发室出口通过管道与换热器25的管程入口连通。更进一步优选地，所述换热器25的壳程管道通入水，换热器25的壳程出水口分别通过管道与第一反应罐4和第二反应罐10的罐体夹层连通。优选地，所述第二阳离子交换器8底部出料口还通过管道与预热罐17入料口连通。优选地，所述第一滤液槽6通过第一缓冲槽26与第二真空泵连通，所述第二滤液槽12通过第二缓冲本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水玻璃溶液制备硅溶胶的装置，包括配料罐（1），其特征在于：所述配料罐（1）通过管道与第一阳离子交换器（2）、第一聚硅酸母液储罐（3）、第一反应罐（4）、第一抽滤机（5）、第一滤液槽（6）、第一阴离子交换器（7）、第二阳离子交换器（8）、第二聚硅酸母液储罐（9）、第二反应罐（10）、第二抽滤机（11）、第二滤液槽（12）、第二阴离子交换器（13）和第三阳离子交换器（14）依次连通，所述第一反应罐（4）和第二反应罐（10）顶部分别通过管道与分散剂罐（15）、催化剂罐（16）连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种水玻璃溶液制备硅溶胶的装置，包括配料罐（1），其特征在于：所述配料罐（1）通过管道与第一阳离子交换器（2）、第一聚硅酸母液储罐（3）、第一反应罐（4）、第一抽滤机（5）、第一滤液槽（6）、第一阴离子交换器（7）、第二阳离子交换器（8）、第二聚硅酸母液储罐（9）、第二反应罐（10）、第二抽滤机（11）、第二滤液槽（12）、第二阴离子交换器（13）和第三阳离子交换器（14）依次连通，所述第一反应罐（4）和第二反应罐（10）顶部分别通过管道与分散剂罐（15）、催化剂罐（16）连通。


2.根据权利要求1所述的水玻璃溶液制备硅溶胶的装置，其特征在于：所述第三阳离子交换器（14）底部出料口通过管道与预热罐（17）、第一结晶装置（18）、第一浓缩液罐（19）、第二结晶装置（20）和第二浓缩液罐（21）通过管道依次连通。


3.根据权利要求2所述的水玻璃溶液制备硅溶胶的装置，其特征在于：所述第一结晶装置（18）、第二结晶装置（20）由上至下设有蒸发室和结晶室，第一再沸器（22）的管程与第一结晶装置（18）的蒸发室连通，第一结晶装置（18）的结晶室与第一浓缩液罐（19）连通，第二再沸器（23）的管程与第二结晶装置（20）的蒸发室入口连通，第一结晶装置（18）的...

【专利技术属性】
技术研发人员：付耀洲，
申请(专利权)人：枝江市富成化工有限责任公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42