一種氣相二氧化硅表面處理裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種氣相二氧化硅表面處理裝置包括：汽化器用于將液態(tài)的硅烷類表面處理劑汽化；混合器與汽化器連接，混合器上有載氣輸入口，混合器用于將輸入的汽化的硅烷類表面處理劑與載氣混合；反應(yīng)器與混合器連接，反應(yīng)器內(nèi)具有加熱裝置用于加熱，使得輸入的在載氣中的汽化的硅烷類表面處理劑與氣相二氧化硅逆向流動(dòng)反應(yīng)，得到經(jīng)過(guò)汽化的硅烷類表面處理劑處理的氣相二氧化硅；成品料倉(cāng)與反應(yīng)器連接，用于接收經(jīng)過(guò)汽化的硅烷類表面處理劑處理的氣相二氧化硅；冷凝器與反應(yīng)器連接，用于將從反應(yīng)器流出的尾氣中的汽化的硅烷類表面處理劑冷凝回收。該氣相二氧化硅表面處理裝置通過(guò)冷凝器將硅烷類表面處理劑冷凝回收后，循環(huán)使用，降低生產(chǎn)成本。
【專利說(shuō)明】一種氣相二氧化硅表面處理裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于多晶硅生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種氣相二氧化硅表面處理裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]氣相二氧化硅具有特殊的表面結(jié)構(gòu)(帶有表面羥基和吸附水)、特殊的顆粒形態(tài)(粒子小，比表面積大等)和獨(dú)特的物理化學(xué)性能，廣泛應(yīng)用于橡膠、塑料、涂料、醫(yī)藥、日用化工諸多領(lǐng)域。
[0003]然而，由于氣相二氧化硅外表面存在的活性硅醇基容易吸附水，使其呈親水性，從而在有機(jī)相中難以濕潤(rùn)和分散；由于氣相二氧化娃的表面存在輕基，表面能較大，其聚集體總傾向于凝聚，因而產(chǎn)品的應(yīng)用性能受到影響。例如:在橡膠硫化系統(tǒng)里不能與聚合物很好地相容和分散，在涂料產(chǎn)品中容易引起凝聚沉淀，在輪胎中大量使用需要同時(shí)加入硅烷偶聯(lián)劑等等。為此，需要對(duì)氣相二氧化硅進(jìn)行表面改性處理，以改善其應(yīng)用效果，提高產(chǎn)品的附加值，拓展產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域。經(jīng)表面改性處理后的氣相二氧化硅是一種具有特殊結(jié)構(gòu)的新型無(wú)機(jī)材料，廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各行各業(yè)。
[0004]氣相二氧化硅的表面改性是利用表面處理劑通過(guò)一定的工藝方法使氣相二氧化硅的表面羥基與表面處理劑發(fā)生反應(yīng)，消除或減少其表面活性硅醇基的量，以達(dá)到改變表面性質(zhì)的目的。
[0005]目前世界上只有美國(guó)、德國(guó)、日本、烏克蘭、中國(guó)等少數(shù)幾個(gè)國(guó)家和地區(qū)的企業(yè)能生產(chǎn)氣相法二氧化娃及其表面改性產(chǎn)品，其中Degussa、Cabot等幾大公司技術(shù)較為先進(jìn)，國(guó)內(nèi)只有極少數(shù)企業(yè)及科研院校對(duì)氣相二氧化硅表面處理進(jìn)行研究。其中，發(fā)明專利CN100506921C介紹了一種通過(guò)連續(xù)表面處理制備疏水型納米二氧化硅的方法，通過(guò)將親水型氣相二氧化硅連續(xù)輸送至表面改性爐與硅烷類表面處理劑在表面改性爐中進(jìn)行反應(yīng)，通過(guò)調(diào)整反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度及物料配比控制表面改性程度，經(jīng)過(guò)表面處理的氣相二氧化硅再進(jìn)入解析塔，通過(guò)解析塔將二氧化硅表面未反應(yīng)的表面處理劑和副產(chǎn)氣體脫除。此專利主要研究了氣相二氧化硅表面處理的方法，此方法的缺點(diǎn)為:尾氣中未反應(yīng)的表面處理劑未能有效回收，造成表面處理劑的浪費(fèi)，同時(shí)尾氣處理較為困難。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，提供一種氣相二氧化硅表面處理裝置，通過(guò)冷凝器將硅烷類表面處理劑冷凝回收后，冷凝后的硅烷類表面處理劑可以循環(huán)使用，降低了生產(chǎn)成本。
[0007]解決本實(shí)用新型技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是提供一種氣相二氧化硅表面處理裝置，包括:
[0008]汽化器，用于將液態(tài)的硅烷類表面處理劑汽化；
[0009]混合器，與所述汽化器連接，所述混合器上有載氣輸入口，所述混合器用于將輸入的汽化的硅烷類表面處理劑與載氣混合；
[0010]反應(yīng)器，與所述混合器連接，所述反應(yīng)器內(nèi)具有加熱裝置用于加熱，使得輸入的在所述載氣中的汽化的硅烷類表面處理劑與氣相二氧化硅逆向流動(dòng)進(jìn)行反應(yīng)，得到經(jīng)過(guò)汽化的娃燒類表面處理劑處理的氣相二氧化娃;
[0011]成品料倉(cāng)，與所述反應(yīng)器連接，所述成品料倉(cāng)用于接收所述經(jīng)過(guò)汽化的硅烷類表面處理劑處理的氣相二氧化硅；
[0012]冷凝器，與所述反應(yīng)器連接，所述冷凝器用于將從所述反應(yīng)器流出的尾氣中的汽化的硅烷類表面處理劑冷凝回收。
[0013]優(yōu)選的是，所述反應(yīng)器為流化床反應(yīng)器。
[0014]優(yōu)選的是，所述冷凝器的冷凝溫度為-20?_35°C，所述冷凝器內(nèi)的壓力為0.1?0.5Mpa。
[0015]優(yōu)選的是，所述的氣相二氧化硅表面處理裝置，還包括:袋濾器，分別與所述反應(yīng)器、所述冷凝器連接，所述袋濾器用于將從所述反應(yīng)器流出的尾氣中的氣相二氧化硅過(guò)濾掉，過(guò)濾后的尾氣再輸送到所述冷凝器。
[0016]優(yōu)選的是，所述的氣相二氧化硅表面處理裝置，還包括:一級(jí)氯硅烷淋洗塔，與所述冷凝器連接，所述一級(jí)氯硅烷淋洗塔用于通過(guò)氯硅烷淋洗液將所述冷凝器內(nèi)未被冷凝的汽化的硅烷類表面處理劑吸收掉。
[0017]優(yōu)選的是，所述的氣相二氧化硅表面處理裝置，還包括:二級(jí)淋洗塔，與所述一級(jí)氯硅烷淋洗塔連接，所述二級(jí)淋洗塔用于通過(guò)水洗將從所述一級(jí)氯硅烷淋洗塔流出的尾氣中的氯化氫吸收掉。
[0018]優(yōu)選的是，所述的氣相二氧化硅表面處理裝置，還包括:第一輸送器，分別與所述反應(yīng)器、所述成品料倉(cāng)連接，所述第一輸送器用于將所述反應(yīng)器內(nèi)所述經(jīng)過(guò)汽化的硅烷類表面處理劑處理的氣相二氧化硅送入到所述成品料倉(cāng)內(nèi)。
[0019]優(yōu)選的是，所述的氣相二氧化硅表面處理裝置，還包括:第二輸送器，分別與所述袋濾器、所述成品料倉(cāng)連接，所述第二輸送器用于將經(jīng)過(guò)所述袋濾器過(guò)濾后的經(jīng)過(guò)汽化的硅烷類表面處理劑處理的氣相二氧化硅送入到所述成品料倉(cāng)內(nèi)。
[0020]本實(shí)施例中的氣相二氧化硅表面處理裝置有效解決了氣相二氧化硅表面處理過(guò)程中，硅烷類表面處理劑損耗大，無(wú)法有效回收利用的問(wèn)題，硅烷類表面處理劑價(jià)格昂貴，通過(guò)冷凝器的冷凝作用將硅烷類表面處理劑冷凝回收后，冷凝后的硅烷類表面處理劑可以循環(huán)使用，從而降低了生產(chǎn)成本。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例中的氣相二氧化硅表面處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖中:1_汽化器；2-混合器；3_反應(yīng)器；4_成品料倉(cāng)；5_冷凝器；6_袋濾器；7- —級(jí)氯娃燒淋洗塔；8_ 二級(jí)淋洗塔；9_第一輸送器；10-第二輸送器；11-載氣入口 ；12_氣相二氧化硅入口 ； 14-冷媒入口 ； 15-冷媒出口 ； 16-硅烷類表面處理劑儲(chǔ)罐；17-氯硅烷入口 ；18-氯硅烷儲(chǔ)罐；19-水入口 ；20_廢液排出口 ；21_尾氣排出口。

【具體實(shí)施方式】
[0023]為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0024]實(shí)施例
[0025]如圖1所示，本實(shí)施例提供一種氣相二氧化硅表面處理裝置，包括:
[0026]汽化器1，用于將液態(tài)的硅烷類表面處理劑汽化，所述的液態(tài)的硅烷類表面處理劑可以是鹵硅烷、硅氮烷或硅氧烷類等表面處理劑；本實(shí)施例中的汽化器I具體為夾套式換熱器，夾套內(nèi)采用外部蒸汽作為熱源。汽化器I包括夾套式換熱器罐體，罐體上有液態(tài)的硅烷類表面處理劑進(jìn)入管口、汽化后的硅烷類表面處理劑輸出管口。
[0027]混合器2，與所述汽化器I管道連接，所述混合器2用于將由汽化器I輸入來(lái)的汽化的硅烷類表面處理劑與載氣混合；本實(shí)施例中的載氣具體為惰性氣體如氬氣或其他惰性氣體。混合器2上設(shè)置有汽化的硅烷類表面處理劑的入口外，還設(shè)置有載氣入口 11，該載氣入口 11用于向混合器2內(nèi)通入載氣。
[0028]反應(yīng)器3，與所述混合器2連接，所述反應(yīng)器3內(nèi)具有加熱裝置用于加熱，使得從反應(yīng)器3底部輸入的在所述載氣中的汽化的娃燒類表面處理劑與從反應(yīng)器3上部輸入的氣相二氧化硅逆向流動(dòng)反應(yīng)，得到經(jīng)過(guò)汽化的硅烷類表面處理劑處理的氣相二氧化硅；本實(shí)施例中的反應(yīng)器3內(nèi)具有電加熱裝置，優(yōu)選的是反應(yīng)器3還具備溫控系統(tǒng)控制溫度；進(jìn)一步優(yōu)選的是反應(yīng)器3內(nèi)還具有分布器，該分布器可以使得輸入的在所述載氣中的汽化的硅烷類表面處理劑與氣相二氧化硅逆向流動(dòng)并充分接觸，且經(jīng)過(guò)汽化的硅烷類表面處理劑處理的氣相二氧化娃從反應(yīng)器3的中部輸送出。反應(yīng)器3上設(shè)置有氣相二氧化娃入口 12,該氣相二氧化娃入口 12用于向反應(yīng)器3內(nèi)通入氣相二氧化娃。
[0029]成品料倉(cāng)4，與所述反應(yīng)器3連接，所述成品料倉(cāng)4用于接收所述經(jīng)過(guò)汽化的硅烷類表面處理劑處理的氣相二氧化硅；
[0030]冷凝器5，與所述反應(yīng)器3連接，所述冷凝器5用于將從所述反應(yīng)器3流出的尾氣中的汽化的硅烷類表面處理劑冷凝。從所述反應(yīng)器3流出的尾氣主要包括:未反應(yīng)完的硅燒類表面處理劑、載氣、反應(yīng)后的副產(chǎn)氣體以及少量氣相二氧化娃粉體。娃燒類表面處理劑價(jià)格昂貴，通過(guò)冷凝器5的冷凝作用將硅烷類表面處理劑冷凝回收后，冷凝后的硅烷類表面處理劑可以進(jìn)入硅烷類表面處理劑儲(chǔ)罐16內(nèi)循環(huán)使用，從而降低了生產(chǎn)成本。冷凝器5上設(shè)置有冷媒入口 14和冷媒出口 15，通過(guò)冷媒進(jìn)行冷凝回收。
[0031]優(yōu)選的是，所述反應(yīng)器3為流化床反應(yīng)器。
[0032]優(yōu)選的是，所述冷凝器5的冷凝溫度為-20?_35°C，所述冷凝器5內(nèi)的壓力為0.1?0.5Mpa。本實(shí)施中的冷凝器5具體采用_35°C的鹽水或者氟利昂作為冷媒。在上述條件下，可以將60?95%的未反應(yīng)完的硅烷類表面處理劑冷凝回收，冷凝后的硅烷類表面處理劑進(jìn)入硅烷類表面處理劑儲(chǔ)罐16內(nèi)循環(huán)使用，載氣以及反應(yīng)后的副產(chǎn)氣體則無(wú)法在此條件下冷凝。
[0033]優(yōu)選的是，所述的氣相二氧化硅表面處理裝置，還包括:袋濾器6，分別與所述反應(yīng)器3、所述冷凝器5連接，所述袋濾器6用于將從所述反應(yīng)器3流出的尾氣中的氣相二氧化硅過(guò)濾掉，過(guò)濾后的尾氣再輸送到所述冷凝器5。通過(guò)該袋濾器6的濾袋將尾氣與其中攜帶的氣相二氧化硅粉體進(jìn)行分離。其中，袋濾器6內(nèi)部含有自動(dòng)反吹器，該自動(dòng)反吹器采用惰性氣體反吹濾袋，將濾袋表面的粉體吹落到袋濾器6的錐形料斗內(nèi)。
[0034]優(yōu)選的是，所述的氣相二氧化硅表面處理裝置，還包括:一級(jí)氯硅烷淋洗塔7，與所述冷凝器5連接，所述一級(jí)氯硅烷淋洗塔7用于通過(guò)氯硅烷淋洗液將所述冷凝器5內(nèi)未被冷凝的汽化的硅烷類表面處理劑吸收掉。一級(jí)氯硅烷淋洗塔7上設(shè)置有氯硅烷入口 17，通過(guò)氯硅烷淋洗液將所述冷凝器5內(nèi)未被冷凝的汽化的硅烷類表面處理劑吸收掉后進(jìn)入到氯硅烷儲(chǔ)罐18中。
[0035]優(yōu)選的是，所述的氣相二氧化硅表面處理裝置，還包括:二級(jí)淋洗塔8，與所述一級(jí)氯硅烷淋洗塔7連接，所述二級(jí)淋洗塔8用于通過(guò)水洗將從所述一級(jí)氯硅烷淋洗塔7流出的尾氣中的氯化氫吸收掉。此時(shí)，經(jīng)過(guò)二級(jí)淋洗塔8后的尾氣中的所有的有害氣體分離，從而可以達(dá)標(biāo)排放。二級(jí)淋洗塔8上設(shè)置有水入口 19、廢液排出口 20、尾氣排出口 21，通過(guò)水入口 19通入水對(duì)一級(jí)氯硅烷淋洗塔7流出的尾氣進(jìn)行淋洗，得到的廢液通過(guò)廢液排出口20排出，得到的尾氣通過(guò)尾氣排出口 21排出。當(dāng)然，二級(jí)淋洗塔8也可以通過(guò)堿液進(jìn)行淋洗，可以根據(jù)從一級(jí)氯硅烷淋洗塔7流出的尾氣中的氯化氫的量來(lái)進(jìn)行選擇是通過(guò)水進(jìn)行淋洗還是堿液淋洗。
[0036]本實(shí)施例中的氣相二氧化硅表面處理裝置同時(shí)克服了氣相二氧化硅表面處理反應(yīng)尾氣處理困難，無(wú)法有效分離處理，容易造成環(huán)境污染的缺點(diǎn)。
[0037]優(yōu)選的是，所述的氣相二氧化硅表面處理裝置，還包括:第一輸送器9，分別與所述反應(yīng)器3、所述成品料倉(cāng)4連接，所述第一輸送器9用于將所述反應(yīng)器3內(nèi)所述經(jīng)過(guò)汽化的娃燒類表面處理劑處理的氣相二氧化娃送入到所述成品料倉(cāng)4內(nèi)。本實(shí)施例中的第一輸送器9具體為文丘里結(jié)構(gòu)的輸送器。
[0038]優(yōu)選的是，所述的氣相二氧化硅表面處理裝置，還包括:第二輸送器10，分別與所述袋濾器6、所述成品料倉(cāng)4連接，所述第二輸送器10用于將經(jīng)過(guò)所述袋濾器6過(guò)濾后吹落到袋濾器6的錐形料斗內(nèi)的經(jīng)過(guò)汽化的硅烷類表面處理劑處理的氣相二氧化硅送入到所述成品料倉(cāng)4內(nèi)。本實(shí)施例中的第二輸送器10具體為文丘里結(jié)構(gòu)的輸送器。
[0039]可以理解的是，以上實(shí)施方式僅僅是為了說(shuō)明本實(shí)用新型的原理而采用的示例性實(shí)施方式，然而本實(shí)用新型并不局限于此。對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本實(shí)用新型的精神和實(shí)質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種氣相二氧化娃表面處理裝置，其特征在于，包括: 汽化器，用于將液態(tài)的硅烷類表面處理劑汽化； 混合器，與所述汽化器連接，所述混合器上有載氣輸入口，所述混合器用于將輸入的汽化的硅烷類表面處理劑與載氣混合； 反應(yīng)器，與所述混合器連接，所述反應(yīng)器內(nèi)具有加熱裝置用于加熱，使得輸入的在所述載氣中的汽化的硅烷類表面處理劑與氣相二氧化硅逆向流動(dòng)進(jìn)行反應(yīng)，得到經(jīng)過(guò)汽化的硅燒類表面處理劑處理的氣相二氧化娃; 成品料倉(cāng)，與所述反應(yīng)器連接，所述成品料倉(cāng)用于接收所述經(jīng)過(guò)汽化的硅烷類表面處理劑處理的氣相二氧化硅； 冷凝器，與所述反應(yīng)器連接，所述冷凝器用于將從所述反應(yīng)器流出的尾氣中的汽化的硅烷類表面處理劑冷凝回收。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣相二氧化硅表面處理裝置，其特征在于，所述反應(yīng)器為流化床反應(yīng)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣相二氧化硅表面處理裝置，其特征在于，所述冷凝器的冷凝溫度為-20?_35°C，所述冷凝器內(nèi)的壓力為0.1?0.5Mpa。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣相二氧化硅表面處理裝置，其特征在于，還包括:袋濾器，分別與所述反應(yīng)器、所述冷凝器連接，所述袋濾器用于將從所述反應(yīng)器流出的尾氣中的氣相二氧化硅過(guò)濾掉，過(guò)濾后的尾氣再輸送到所述冷凝器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣相二氧化硅表面處理裝置，其特征在于，還包括:一級(jí)氯硅烷淋洗塔，與所述冷凝器連接，所述一級(jí)氯硅烷淋洗塔用于通過(guò)氯硅烷淋洗液將所述冷凝器內(nèi)未被冷凝的汽化的硅烷類表面處理劑吸收掉。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣相二氧化硅表面處理裝置，其特征在于，還包括:二級(jí)淋洗塔，與所述一級(jí)氯硅烷淋洗塔連接，所述二級(jí)淋洗塔用于通過(guò)水洗將從所述一級(jí)氯硅烷淋洗塔流出的尾氣中的氯化氫吸收掉。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣相二氧化娃表面處理裝置，其特征在于，還包括:第一輸送器，分別與所述反應(yīng)器、所述成品料倉(cāng)連接，所述第一輸送器用于將所述反應(yīng)器內(nèi)所述經(jīng)過(guò)汽化的硅烷類表面處理劑處理的氣相二氧化硅送入到所述成品料倉(cāng)內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣相二氧化硅表面處理裝置，其特征在于，還包括:第二輸送器，分別與所述袋濾器、所述成品料倉(cāng)連接，所述第二輸送器用于將經(jīng)過(guò)所述袋濾器過(guò)濾后的經(jīng)過(guò)汽化的硅烷類表面處理劑處理的氣相二氧化硅送入到所述成品料倉(cāng)內(nèi)。
【文檔編號(hào)】C09C3/12GK204111646SQ201420388070
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年7月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月14日
【發(fā)明者】胡光健, 黃彬, 侯雨, 相文強(qiáng) 申請(qǐng)人:新特能源股份有限公司