一种用于高温水解纳米材料的粒径分级装置

摘要

本发明提供一种用于高温水解纳米材料的粒径分级装置，包括：扩大段、第一筒体和缓冲罐；其中，所述扩大段包括第一封头和第二筒体，所述第一封头的下端与所述第二筒体的上端连接，所述第一封头的顶部设置有气相出口，所述第二筒体连接有文丘里输送器，所述文丘里输送器的入口与所述第二筒体上的物料出口连通；所述第一筒体侧壁设置有一物料入口和气体进口管，所述第一筒体内部设置有一分布器，所述物料入口设置在所述分布器的上方，所述气体进口管的出气端与所述分布器的进气端连接。本发明中提供的粒径分级装置可筛分不同粒径的气相纳米材料进入不同的料仓，起到对产品的分级效果，从而实现气相纳米材料的高效利用。

权利要求

1.一种用于高温水解纳米材料的粒径分级装置，其特征在于，所述粒径分级装置由上至下依次包括：扩大段、第一筒体和缓冲罐；所述扩大段的下端与所述第一筒体的上端连接，所述第一筒体的下端与所述缓冲罐连接；

其中，所述扩大段包括第一封头和第二筒体，所述第一封头的下端与所述第二筒体的上端连接，所述第一封头的顶部设置有气相出口，所述第二筒体所述第二筒体连接有文丘里输送器，所述文丘里输送器的入口与所述第二筒体上的物料出口连通；

所述第一筒体侧壁设置有一物料入口和气体进口管，所述第一筒体内部设置有一分布器，所述物料入口设置在所述分布器的上方，所述气体进口管的出气端与所述分布器的进气端连接；

所述第二筒体的直径大于所述第一筒体的直径。

2.根据权利要求1所述的粒径分级装置，其特征在于，所述扩大段还包括第二封头，所述第二封头的上端与所述第二筒体的下端连接，所述第二封头的下端与所述第一筒体的上端连接，所述第二封头侧壁设置有所述物料出口，所述物料出口与所述文丘里输送器的入口连通。

3.根据权利要求1所述的粒径分级装置，其特征在于，所述分布器设置于所述第一筒体的底部。

4.根据权利要求3所述的粒径分级装置，其特征在于，所述气体进口管设置在所述分布器倾斜向下的侧壁上；和/或所述气体进口管与所述分布器轴心垂直。

5.根据权利要求1所述的粒径分级装置，其特征在于，所述气相出口的出口与布袋除尘器的入口连接，所述布袋除尘器的出口与细粉料仓连接。

6.根据权利要求1所述的粒径分级装置，其特征在于，所述粒径分级装置还包括第三封头和第四封头，所述第三封头的上端与所述第一筒体的下端连接，所述第三封头的下端与所述第四封头的上端连接，所述第四封头的下端与所述缓冲罐的上端连接。

7.根据权利要求6所述的粒径分级装置，其特征在于，所述第三封头与所述第四封头连接处设置有一切断阀。

8.根据权利要求1所述的粒径分级装置，其特征在于，所述缓冲罐的下端设置有一排渣口。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的粒径分级装置，其特征在于，所述粒径分级装置的材质为铝；和/或所述第二筒体上设有观察窗。

说明书

一种用于高温水解纳米材料的粒径分级装置

技术领域

[0001] 本发明涉及气相二氧化硅生产装置技术领域，具体涉及一种用于高温水解纳米材料的粒径分级装置。

背景技术

[0002] 气相二氧化硅是一种重要的无机纳米化工材料，又称气相白炭黑，产品具有优越的表面化学能，在硅橡胶、胶粘剂、油漆、涂料、密封材料、化妆品，医药等领域都有广泛的应用，主要起到增稠、补强、触变和光滑等作用，是国家高科技领域和国防工业中不可缺少的原材料。

[0003] 现有技术中生产白炭黑是从脱酸炉直接进入料仓，等待包装。其存在的问题是：这种方法生产的白炭黑没有区分颗粒大小就直接进入料仓，不同颗粒大小的白炭黑混在一起进行包装，不仅影响成品的质量，还降低了产品的附加值，且由于没有二次筛分的工序，不能满足客户对供货成品粒径大小不同及供货量的要求。

发明内容

[0004] 有鉴于此，本发明提供了一种用于高温水解纳米材料的粒径分级装置，所述粒径分级装置可筛分不同粒径大小的白炭黑粉末，满足客户对供货成品粒径大小及供货量的不同要求，将白炭黑产品最大化利用。

[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

[0006] 第一方面，本发明提供了一种粒径分级装置，所述粒径分级装置由上至下依次包括：扩大段、第一筒体和缓冲罐；所述扩大段的下端与所述第一筒体的上端连接，所述第一筒体的下端与所述缓冲罐连接；

[0007] 其中，所述扩大段包括第一封头和第二筒体，所述第一封头的下端与所述第二筒体的上端连接，所述第一封头的顶部设置有气相出口，所述第二筒体所述第二筒体连接有文丘里输送器，所述文丘里输送器的入口与所述第二筒体上的物料出口连通；

[0008] 所述第一筒体侧壁设置有一物料入口和气体进口管，所述第一筒体内部设置有一分布器，所述物料入口设置在所述分布器的上方，所述气体进口管的出气端与所述分布器的进气端连接。

[0009] 进一步地，所述扩大段还包括第二封头，所述第二封头的上端与所述第二筒体的下端连接，所述第二封头的下端与所述第一筒体的上端连接，所述第二封头侧壁设置有所述物料出口，所述物料出口与所述文丘里输送器的入口连通。

[0010] 进一步地，所述分布器设置于所述第一筒体的底部。

[0011] 进一步地，所述气体进口管设置在所述分布器倾斜向下的侧壁上；和/或所述气体进口管与所述分布器轴心垂直。

[0012] 进一步地，所述第二筒体的直径大于所述第一筒体的直径。

[0013] 进一步地，所述气相出口的出口与布袋除尘器的入口连接，所述布袋除尘器的出口与细粉料仓连接。

[0014] 进一步地，所述粒径分级装置还包括第三封头和第四封头，所述第三封头的上端与所述第一筒体的下端连接，所述第三封头的下端与所述第四封头的上端连接，所述第四封头的下端与所述缓冲罐的上端连接。

[0015] 进一步地，所述第三封头与所述第四封头连接处设置有一切断阀。

[0016] 进一步地，所述缓冲罐的下端设置有一排渣口。

[0017] 进一步地，所述粒径分级装置的材质为铝；和/或所述第二筒体上设有观察窗。

[0018] 本发明的上述技术方案的有益效果如下：

[0019] 本发明提供了一种粒径分级装置，所述粒径分级装置由上至下依次包括：扩大段、第一筒体和缓冲罐；所述扩大段的下端与所述第一筒体的上端连接，所述第一筒体的下端与所述缓冲罐连接；其中，所述扩大段包括第一封头和第二筒体，所述第一封头的下端与所述第二筒体的上端连接，所述第一封头的顶部设置有气相出口，所述第二筒体所述第二筒体连接有文丘里输送器，所述文丘里输送器的入口与所述第二筒体上的物料出口连通；所述第一筒体侧壁设置有一物料入口和气体进口管，所述第一筒体内部设置有一分布器，所述物料入口设置在所述分布器的上方，所述气体进口管的出气端与所述分布器的进气端连接。

[0020] 在实际使用过程中，从前端脱酸炉送出的白炭黑固体物料进入粒径分级装置，同时压缩空气从所述气体进口管进入，经过所述分布器，输送的气体和白炭黑物料充分接触，白炭黑物料在气体的吹扫下在粒径分级装置内沸腾翻滚。大颗粒的白炭黑由于质量大，会慢慢沉降到粒径分级装置底部，从粒径分级装置底部脱除，通过缓冲罐，进到粗粉料仓。颗粒适中的气相二氧化硅通过连接到扩大段的文丘里输送器进入均化料仓，用包装机包装外售。小颗粒的气相二氧化硅质量较小，底部的吹扫气使其吹散上浮并将其吹送到顶部，通过小型布袋除尘器将气相二氧化硅输送到细粉料仓。本发明中提供的粒径分级装置可筛分不同粒径的白炭黑进入不同的料仓，起到对产品的分级效果，从而实现白炭黑的高效利用。

附图说明

[0021] 图1为粒径分级装置的整体结构示意图；

[0022] 图2为粒径分级装置中分布器的结构示意图。

[0023] 附图标记：

[0024] 第一筒体1、第二筒体2、缓冲罐3、第一封头4、气相出口5、物料入口6、物料出口7、气体进口管8、第二封头9、第三封头10、第四封头11、切断阀12、排渣口13、观察口14、备用口15、耳式支座16。

具体实施方式

[0025] 为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明的限制。

[0026] 以下结合附图1～2对本发明中提供的粒径分级装置进一步解释说明。

[0027] 第一方面，本发明提供了一种粒径分级装置，所述粒径分级装置由上至下依次包括：扩大段、第一筒体1和缓冲罐3；所述扩大段的下端与所述第一筒体1的上端连接，所述第一筒体1的下端与所述缓冲罐3连接；其中，所述扩大段包括第一封头4和第二筒体2，所述第一封头4的下端与所述第二筒体2的上端连接，所述第一封头4的顶部设置有气相出口5，所述第二筒体2连接有文丘里输送器，所述文丘里输送器的入口与所述第二筒体2上的物料出口7连通；所述第一筒体1侧壁设置有一物料入口6和气体进口管8，所述第一筒体1内部设置有一分布器，所述物料入口6设置在所述分布器的上方，所述气体进口管8的出气端与所述分布器的进气端连接。

[0028] 本发明中提供了一种粒径分级装置，利用所述粒径分级装置可以得到不同粒径范围的白炭黑。所述粒径分级装置由上至下依次包括：扩大段、第一筒体1和缓冲罐3，其中所述扩大段包括第一封头4和第二筒体2，所述第一封头4的顶部设置有气相出口5，所述第二筒体2连接有文丘里输送器，所述文丘里输送器的入口与所述第二筒体2上的物料出口7连通；所述第一筒体1侧壁设置有一物料入口6和气体进口管8，所述第一筒体1内部设置有一分布器，所述物料入口6设置在所述分布器的上方，所述气体进口管8的出气端与所述分布器的进气端连接。

[0029] 在实际使用过程中，从前端脱酸炉送出的白炭黑固体物料进入粒径分级装置，同时压缩空气从所述气体进口管8进入，经过所述分布器，将白炭黑固体物料吹散，其中所述分布器的作用是使白炭黑固体物料能够与吹入的气体充分接触。在一定量气体的吹扫下，粒径较大的白炭黑固体颗粒因为质量大无法被气体吹送到足够的高度，这些白炭黑固体颗粒在重力作用下沉降到粒径分级装置的底部，并输送到所述缓冲罐3内，然后再由所述缓冲罐3输送到粗粉料仓。粒径中等大小的白炭黑固体物料被气体吹送到粒径分级装置上部的所述扩大段内，所述扩大段连有一文丘里输送器，所述文丘里输送器的入口与所述第二筒体2上的物料出口7连通，所述物料出口7连通管道通向均化料仓。由于文丘里效应产生大的压力差，强大的吸力将粒径适中的白炭黑固体物料输送进均化料仓。粒径很小的白炭黑固体物料则随着气体进到脱酸炉顶部，也就是第一封头4处，所述第一封头4上设置的气相出口5连接有一布袋除尘器，粒径很小的白炭黑固体物料由所述气相出口5溢出，进入所述布袋除尘器，再送到细粉料仓。一般来讲，所述进入粗粉料仓的白炭黑颗粒粒径分布＞40μm，进入均化料仓的白炭黑颗粒粒径分布在10‑40μm，进入细粉料仓的白炭黑颗粒粒径分布＜10μm。本发明中通过对气体输送量的控制，实现相应颗粒的白炭黑固体物料分别进入到细粉、均化和粗粉料仓的目的，从而实现白炭黑的高效利用，能够满足客户对供货成品粒径大小的不同要求。

[0030] 根据本发明的一些实施例，所述扩大段还包括第二封头9，所述第二封头9的上端与所述第二筒体2的下端连接，所述第二封头9的下端与所述第一筒体1的上端连接，所述第二封头9侧壁设置有所述物料出口7，所述物料出口7与所述文丘里输送器的入口连通。

[0031] 根据本发明的一些实施例，所述分布器设置于所述第一筒体1的底部。

[0032] 根据本发明的一些实施例，所述气体进口管8设置在所述分布器倾斜向下的侧壁上；和/或所述气体进口管8与所述分布器轴心垂直。

[0033] 如图2所示，在本发明中，所述粒径分级装置底部安装有分布器，所述分布器安装有气体进口管8，备用口15和若干钻孔。将所述气体进口管8设置在所述分布器倾斜向下的侧壁上，可避免向下的白炭黑固体物料将所述气体进口管8堵塞。

[0034] 根据本发明的一些实施例，所述第二筒体2的直径大于所述第一筒体1的直径。本发明中提供的粒径分级装置设置有一扩大段，所述扩大段中的第二筒体2的直径大于所述第一筒体1的直径，当所述白炭黑固体物料在气体的吹送下到达所述第二筒体2时，由于所述扩大段处的直径变大，则气体就会变得更加分散，质量偏大的白炭黑固体物料就会从筒体的两边下落，同时质量小的白炭黑固体物料继续往上，到达所述气相出口5。

[0035] 根据本发明的一些实施例，所述气相出口5的出口与布袋除尘器的入口连接，所述布袋除尘器的出口与细粉料仓连接。

[0036] 根据本发明的一些实施例，所述粒径分级装置还包括第三封头10和第四封头11，所述第三封头10的上端与所述第一筒体1的下端连接，所述第三封头10的下端与所述第四封头11的上端连接，所述第四封头11的下端与所述缓冲罐3的上端连接。

[0037] 根据本发明的一些实施例，所述第三封头10与所述第四封头11连接处设置有一切断阀12。所述第三封头10、所述第四封头11通过所述切断阀12连接，所述切断阀12处于长开的状态，不断地将大粒径的白炭黑固定物料送至所述缓冲罐3中。

[0038] 根据本发明的一些实施例，所述缓冲罐3的下端设置有一排渣口13。

[0039] 根据本发明的一些实施例，所述粒径分级装置的材质为铝；和/或所述第二筒体2上设有观察窗。

[0040] 根据本发明的一些实施例，所述第二筒体2的侧壁上连接有一耳式支座16，所述耳式支座16可用于支承和固定设备。

[0041] 根据本发明一些实施例，所述第一封头4上设置有备用口15，此备用口15作为万能备用口15，可以充当紧急观察口14、紧急出料口、紧急测压口、紧急测温口等。

[0042] 下面通过一些具体实施例对本发明作进一步说明。

[0043] 实施例1

[0044] 本实施例中所述物料入口6处的筒体的横截面直径为2.2m，扩大段处筒体直径是3.2m，所设颗粒带出速度Ut与临界流化速度Umf之比为109：1，故计算所得气体流速为(0.4～
0.8)Ut。

[0045] 从前端脱酸炉送出的白炭黑固体物料以一定的流量进入粒径分级装置，同时压缩空气从所述气体进口管8进入，经过所述分布器，将白炭黑固体物料吹散，其中气体流速范围为(0.4～0.8)Ut，粒径较大的白炭黑固体颗粒因为质量大无法被气体吹送到足够的高度，这些白炭黑固体颗粒在重力作用下沉降到粒径分级装置的底部，并输送到所述缓冲罐3内，然后再由所述缓冲罐3输送到粗粉料仓。粒径中等大小的白炭黑固体物料被气体吹送到粒径分级装置上部的所述扩大段内，所述扩大段连有一文丘里输送器，所述文丘里输送器的入口与所述第二筒体2上的物料出口7连通，所述物料出口7连通管道通向均化料仓。由于文丘里效应产生大的压力差，强大的吸力将粒径适中的白炭黑固体物料输送进均化料仓。粒径很小的白炭黑固体物料则随着气体进到脱酸炉顶部，也就是第一封头4处，所述第一封头4上设置的气相出口5连接有一布袋除尘器，粒径很小的白炭黑固体物料由所述气相出口
5溢出，进入所述布袋除尘器，再送到细粉料仓。当保证压缩空气气体流速一定，粒径分级装置顶部的负压保持一定，就可以使每次进入粒径分级装置内的白炭黑按不同粒径分布进入不同的料仓。

[0046] 除非另作定义，本发明中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

[0047] 以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。