【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的主题涉及气相法二氧化硅的生产，并且更具体地，涉及用等离子体电弧生产气相法二氧化硅。
技术介绍
1、气相法二氧化硅是一种惰性且无害的物质，是在各种工业应用中使用的常见的增稠剂。气相法二氧化硅具有大的表面积和低的体积密度，这使气相法二氧化硅成为包括油漆、食品、化妆品、以及催化剂在内的各种产品的宝贵原材料，并且最常用作增稠剂或干燥剂。少量的气相法二氧化硅(1wt.％至5wt.％)可能对液体的流变性能有很大影响，比如对油漆的黏度有很大影响。气相法二氧化硅也被用作散装材料中的轻质研磨剂和自由流动剂。
2、气相法二氧化硅由纳米尺寸二氧化硅分子的长3d链构成。这些链的复杂的构成导致产品具有低体积密度、非常大的比表面积(+50m2/g)、以及强的增稠作用。
3、气相法二氧化硅常规地通过火焰水解法生产，并且气相法二氧化硅是如下的硅生产复杂工艺的产物。从矿山提取呈石英形式的二氧化硅，将二氧化硅粉碎到一定的尺寸范围，并且然后将二氧化硅在碳源的存在下在电弧炉中还原为硅或硅铁，且在硅铁的情况下还原为铁，从而消耗大量能量、导致大量二氧化碳排放、并产生固体副产品比如硅灰、另一形式的二氧化硅、以及矿渣。然后将硅输送到不同的设备，该设备通常在异域，在该设备中，使用hcl和cl2气体将硅转化为sicl4。然后使用氢气和氧气在火焰水解处理中燃烧sicl4。所得产物是与起始材料不同类型的二氧化硅(sio2)，不同之处在于物理形态和结构、及其表面化学性质。整个过程是多步骤的且污染严重，同时排放温室气体(ghg)和酸性气体二者。
...【技术保护点】
1.一种用于生产气相法二氧化硅的等离子体电弧方法，所述等离子体电弧方法包括以下步骤：
2.一种用于生产气相法二氧化硅的设备，所述设备包括：反应器，所述反应器适于产生等离子体电弧；至少一个顶部电极，所述至少一个顶部电极延伸至容纳在所述反应器中的熔融二氧化硅；导电板，所述导电板设置在所述熔融二氧化硅的下方；底部阳极，其中，在所述电极的梢部处提供的等离子体电弧适于被直接转移至所述熔融二氧化硅以用于形成SiO；淬冷系统，比如注射在所述反应器内的含氢和含氧的气体，所述淬冷系统适于将SiO2重新形成为纳米尺寸的无定形颗粒；以及出口，所述出口用于允许气相法二氧化硅离开所述反应器。
3.根据权利要求2所述的设备，其中，流动通过所述反应器的电流路径从所述电极处开始、在所述电极与所述熔融二氧化硅之间形成所述等离子体电弧、并流动通过导电的所述熔融二氧化硅至所述导电板、并且然后流动通过所述底部阳极。
4.根据权利要求2和3中的任一项所述的设备，其中，所述底部阳极设置有冷却翅片，并且其中，设置有用于冷却所述冷却翅片的鼓风机。
5.根据权利要求2至4中的任一项
6.根据权利要求2至5中的任一项所述的设备，其中，设置有旋风分离器，所述旋风分离器用于在热的气体流和气相法二氧化硅颗粒通过所述出口离开所述反应器时收集较大尺寸的气相法二氧化硅聚结体。
7.根据权利要求1所述的设备，其中，在所述旋风分离器的下游设置有用于冷却所述热的气体流的气体/液体冷却器。
8.根据权利要求7所述的设备，其中，在所述气体/液体冷却器的下游设置有袋式过滤器，所述袋式过滤器用于将大部分较细的气相法二氧化硅颗粒与所述气体流分离。
9.根据权利要求8所述的设备，其中，在所述袋式过滤器的下游设置有细颗粒过滤器，所述细颗粒过滤器用于进一步过滤所述气体并移除气相法二氧化硅痕量。
10.根据权利要求9所述的设备，其中，在所述细颗粒过滤器的下游设置有引风机，所述引风机用于将所述气体从所述反应器中抽吸出并提供低于大气压力的压力。
11.一种用于生产气相法二氧化硅的等离子体电弧方法，等离子体电弧方法包括以下步骤：
12.一种等离子体方法，所述等离子体方法用于以比常规方法低的能量需求和碳排放量连续地生产气相法二氧化硅。
13.一种用于在一个步骤中使二氧化硅熔融、蒸发并分解、并随后对气相进行淬冷以形成气相法二氧化硅并使气相法二氧化硅官能化的设备。
14.一种将二氧化硅直接转化为气相法二氧化硅的等离子体电弧方法。
15.一种用于制备基本上无废物且不产生任何有害废物的气相法二氧化硅的等离子体电弧方法。
16.一种在没有任何还原剂的情况下将二氧化硅热分解为一氧化硅的设备。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于生产气相法二氧化硅的等离子体电弧方法，所述等离子体电弧方法包括以下步骤：
2.一种用于生产气相法二氧化硅的设备，所述设备包括：反应器，所述反应器适于产生等离子体电弧；至少一个顶部电极，所述至少一个顶部电极延伸至容纳在所述反应器中的熔融二氧化硅；导电板，所述导电板设置在所述熔融二氧化硅的下方；底部阳极，其中，在所述电极的梢部处提供的等离子体电弧适于被直接转移至所述熔融二氧化硅以用于形成sio；淬冷系统，比如注射在所述反应器内的含氢和含氧的气体，所述淬冷系统适于将sio2重新形成为纳米尺寸的无定形颗粒；以及出口，所述出口用于允许气相法二氧化硅离开所述反应器。
3.根据权利要求2所述的设备，其中，流动通过所述反应器的电流路径从所述电极处开始、在所述电极与所述熔融二氧化硅之间形成所述等离子体电弧、并流动通过导电的所述熔融二氧化硅至所述导电板、并且然后流动通过所述底部阳极。
4.根据权利要求2和3中的任一项所述的设备，其中，所述底部阳极设置有冷却翅片，并且其中，设置有用于冷却所述冷却翅片的鼓风机。
5.根据权利要求2至4中的任一项所述的设备，其中，所述淬冷系统包括至少一个气体注射端口。
6.根据权利要求2至5中的任一项所述的设备，其中，设置有旋风分离器，所述旋风分离器用于在热的气体流和气相法二氧化硅颗粒通过所述出口离开所述反应器时收集较大尺寸的气相法...
【专利技术属性】
技术研发人员：阿里·沙威迪，让勒内·加格农，皮埃尔·卡拉宾，
申请(专利权)人：HPQ二氧化硅波尔维尔有限公司，
类型：发明
国别省市：
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