一种硅溶胶生产装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及硅溶胶生产领域，具体涉及一种硅溶胶生产装置。经离子交换树脂处理得到的活性硅酸溶液送达高位槽，控制高位槽中活性硅酸向反应釜里的加料速度，设置合适的反应温度，活性硅酸在催化剂作用下慢慢生长成为硅溶胶的胶粒。在进行加料和硅溶胶合成反应的同时，启动耐高温超滤浓缩装置，反应釜内热的稀硅溶胶经浓缩脱水后再回到反应釜中，伴随着反应的进行同时进行硅溶胶的浓缩，从而不断提高反应釜中硅溶胶的浓度，最终能够得到浓度约为20%‑40%的硅溶胶产品。因此，通过这种装置可以使反应釜的生产效率提高4‑10倍，大大缩短了生产时间，降低了能源消耗。

A production device of silica sol

【技术实现步骤摘要】
一种硅溶胶生产装置
本技术涉及硅溶胶生产领域，具体涉及一种硅溶胶生产装置。
技术介绍
硅溶胶是粒径为1-100纳米范围的纳米二氧化硅在水或其他有机溶剂中的分散液，广泛应用于精密铸造、耐火材料、涂料、纺织、精密抛光等领域。国内的硅溶胶生产技术主要有离子交换法和硅粉水解法。离子交换法生产硅溶胶主要分为三个步骤：活性硅酸的制备、二氧化硅胶粒的增长和稀硅溶胶的浓缩。首先，将稀释后浓度约为5-8%的硅酸钠溶液经过离子交换树脂处理，得到浓度约为3%~5%的活性硅酸溶液；再将上述活性硅酸溶液加入反应釜中，控制反应条件，合成出稀硅溶胶；最后将浓度约为3%~5%的稀硅溶胶进行浓缩，得到20-40%最终产品。采用离子交换法制备硅溶胶时，起始原料硅酸钠的浓度不能过高（一般为6-8%），否则过高的硅酸钠的浓度会造成离子交换树脂结块而无法进行离子交换，因此这种低浓度的硅酸钠经过离子交换后只能得到3-5%的活性硅酸，从而使反应结束后反应釜中硅溶胶的最终浓度只有3-5%。而商品硅溶胶的浓度一般为20-40%，因此，这种反应结束后的稀硅溶胶需要再经浓缩处理达到所需浓度。目前常采用高温蒸发浓缩工艺，等待反应釜反应结束后将稀的硅溶胶通过在反应釜中继续加热沸腾，使水分不断汽化为水蒸气而挥发，从而提高最终硅溶胶产品的浓度。这种工艺需要消耗大量的热能，已经被逐渐淘汰。
技术实现思路
本技术提供一种硅溶胶生产装置，它解决现有离子交换法生产硅溶胶时因产物浓度较低而造成的反应釜生产效率低下的问题，利用耐高温浓缩器，在硅溶胶合成反应的同时进行浓缩，在反应釜中就可以得到20-40%浓度的硅溶胶，大大提高了硅溶胶的生产效率，并降低能耗。本技术是通过以下技术方案实现的：一种硅溶胶生产装置，包括离子交换柱和反应釜，还包括高位槽和耐高温浓缩器；所述离子交换柱的出液管连通所述高位槽的进液管，所述高位槽的出液管连通所述反应釜的进液口，所述反应釜的出液管连通所述耐高温浓缩器的进液管，所述耐高温浓缩器的出液管连通所述反应釜的进液口。进一步的，所述离子交换柱的出液管和所述高位槽的进液管之间设有第一离心泵；所述反应釜的出液管和所述耐高温浓缩器的进液管之间设有第二离心泵。进一步的，所述离子交换柱的出液管位于下端，所述高位槽的进液管为上端，所述高位槽的出液管位于下端，所述反应釜的出液管位于下端。进一步的，所述离子交换柱的出液管和高位槽的进液管之间设有开关阀，所述反应釜的出液管和耐高温浓缩器的进液管之间设有开关阀，所述高位槽的出液管和反应釜的进液口之间设有开关阀。本技术所述硅溶胶生产装置具体工艺过程如下：1、将适量5%浓度的硅酸钠溶液注入离子交换柱内，经离子交换树脂处理得到的活性硅酸溶液；2、活性硅酸溶液经第一离心泵送达高位槽，控制高位槽中活性硅酸向反应釜里的加料速度，设置合适的反应温度，活性硅酸在催化剂作用下慢慢生长成为硅溶胶的胶粒；3、在进行加料和硅溶胶合成反应的同时，启动耐高温浓缩器，反应釜内热的稀硅溶胶经浓缩脱水后再回到反应釜中，伴随着反应的进行同时进行硅溶胶的浓缩，从而不断提高反应釜中硅溶胶的浓度，最终能够得到浓度约为20%-40%的硅溶胶产品。本技术与现有技术相比所取得的有益效果如下：经离子交换树脂处理得到的活性硅酸溶液送达高位槽，控制高位槽中活性硅酸向反应釜里的加料速度，设置合适的反应温度，活性硅酸在催化剂作用下慢慢生长成为硅溶胶的胶粒。在进行加料和硅溶胶合成反应的同时，启动耐高温超滤浓缩装置，反应釜内热的稀硅溶胶经浓缩脱水后再回到反应釜中，伴随着反应的进行同时进行硅溶胶的浓缩，从而不断提高反应釜中硅溶胶的浓度，最终能够得到浓度约为20%-40%的硅溶胶产品。因此，通过这种装置可以使反应釜的生产效率提高4-10倍，大大缩短了生产时间，降低了能源消耗。附图说明图1为本技术所述硅溶胶生产装置结构示意图；图中：1、离子交换柱，2、反应釜，3、高位槽，4、耐高温浓缩器，5、第一离心泵，6、第二离心泵，7、开关阀。具体实施方式下面结合附图对本技术进一步详细的说明。如图1所示的一种硅溶胶生产装置，主要包括离子交换柱1、反应釜2、高位槽3和耐高温浓缩器4。所述离子交换柱1的出液管位于下端，所述高位槽3的进液管为上端，所述高位槽3的出液管位于下端，所述反应釜2的出液管位于下端。所述离子交换柱1的出液管连通所述高位槽3的进液管，所述离子交换柱1的出液管和所述高位槽3的进液管之间设有第一离心泵5和开关阀7，这样方便将溶液导入高位槽内。所述高位槽3的出液管连通所述反应釜2的进液口，所述高位槽3的出液管和反应釜2的进液口之间设有开关阀7。所述反应釜2的出液管连通所述耐高温浓缩器4的进液管，所述反应釜2的出液管和所述耐高温浓缩器4的进液管之间设有第二离心泵6和开关阀7，这样方便反应釜的溶液进入耐高温浓缩器内进行浓缩排水。所述耐高温浓缩器4的出液管连通所述反应釜2的进液口。上述内容中，离子交换柱1的型号为Ø1000×2000mm的强酸性阳离子交换柱，反应釜2为容积为4立方米的夹套搅拌反应釜，高位槽3为容积为40立方米的不锈钢或PE塑料储罐，超滤浓缩器4的型号为PES耐高温超滤膜浓缩器（10支膜管）。本技术所述硅溶胶生产装置具体工艺过程如下：将30立方米体积的5%浓度的硅酸钠溶液经过离子交换，可得到30立方米体积的3%浓度的稀硅酸溶液。将2立方米体积的稀硅酸溶液加入到容积为4立方米的反应釜中，加入适量催化剂，然后升温至90-100℃，30分钟后开始加料，将剩余的28立方米体积的稀硅酸溶液按照一定的流量加入到反应釜中，在加料过程中要维持反应釜内的温度为90-100℃。当反应釜内的物料量达到3立方米时开启耐高温浓缩器进行浓缩操作，控制浓缩器的出水流量与加入反应釜内的稀硅酸溶液的流量相等，从而维持反应釜内物料的量始终维持在3立方米左右，一直保持这种状态，直到稀硅酸溶液全部加入反应釜中。当稀硅酸溶液全部加后，关停超滤浓缩器，继续在90-100℃下反应1小时左右。然后降温到50℃以下，出料。通过上述的生产操作，最终可以在反应釜内得到体积为3立方米、含量为30%的硅溶胶产品。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅溶胶生产装置，包括离子交换柱（1）和反应釜（2），其特征在于，还包括高位槽（3）和耐高温浓缩器（4）；/n所述离子交换柱（1）的出液管连通所述高位槽（3）的进液管，所述高位槽（3）的出液管连通所述反应釜（2）的进液口，所述反应釜（2）的出液管连通所述耐高温浓缩器（4）的进液管，所述耐高温浓缩器（4）的出液管连通所述反应釜（2）的进液口。/n

【技术特征摘要】
1.一种硅溶胶生产装置，包括离子交换柱（1）和反应釜（2），其特征在于，还包括高位槽（3）和耐高温浓缩器（4）；
所述离子交换柱（1）的出液管连通所述高位槽（3）的进液管，所述高位槽（3）的出液管连通所述反应釜（2）的进液口，所述反应釜（2）的出液管连通所述耐高温浓缩器（4）的进液管，所述耐高温浓缩器（4）的出液管连通所述反应釜（2）的进液口。


2.根据权利要求1所述的硅溶胶生产装置，其特征在于，所述离子交换柱（1）的出液管和所述高位槽（3）的进液管之间设有第一离心泵（5）；所述反应釜（2）的出液管和所述耐高温浓缩器（...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春生，李春光，
申请(专利权)人：山东百特新材料有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37