生產高分散二氧化硅的沉淀反應器制造技術

本實用新型專利技術屬于合成反應裝置技術領域，公開了一種生產高分散二氧化硅的沉淀反應器，該生產高分散二氧化硅的沉淀反應器包括釜體和設置在所述釜體內部用于攪拌所述釜體內反應介質的攪拌器，其中，所述攪拌器為折葉渦輪攪拌器，包括攪拌桿，所述攪拌桿的側壁沿軸向方向上設置有多組攪拌槳，所述每組攪拌槳由若干個攪拌槳葉組成。本實用新型專利技術通過折葉渦輪攪拌器來攪拌反應介質，使得反應介質流體在沉淀反應器中既有軸向流又有徑向流，攪拌充分，實現水玻璃和硫酸快速混合反應，反應介質整體反應均一，一次初生粒子小，制成的二氧化硅分散性高，在橡膠中更易分散，有效解決了高分散二氧化硅合成反應難的問題。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及合成反應裝置
，特別是涉及ー種生產高分散ニ氧化硅的沉淀反應器。
技術介紹
沉淀水合ニ氧化硅，又稱白炭黑，其化學式為SiO2* n H2O0白炭黑是橡膠エ業重要的補強材料，將白炭黑用于輪胎胎面，可以顯著降低輪胎的滾動阻力，同時能保持較好的抗冰滑性和抗濕滑性，其耐磨性僅有稍許降低。以水玻璃為原料的硫酸沉淀法是目前國內外已實現エ業化的生產白炭黑的現行エ藝，圖I所示為沉淀法生產ニ氧化硅的流程圖，硫酸沉淀法的主要技術特點是在沉淀反應器中，向一定濃度的水玻璃中分段加入一定濃度的濃硫酸，并控制整個反應過程中的PH值，反應方程式為Na2O mSi02+H2S04+n H2O — mSi02 (n+l)H20 I +Na2SO4，將所得的稀ニ氧化硅槳液經過過濾器洗滌過濾出Na2SO4母液，得到的ニ氧化硅濾餅再經過漿化罐處理得到濃ニ氧化硅漿液，并通過干燥器進行干燥實現固液分離，最終制得產品白炭黒。傳統的沉淀法制備ニ氧化硅エ藝雖然簡單，但是生產高分散產品卻很難，而分散性差直接影響了白炭黑的補強性，造成這種狀況的原因主要有以下兩個方面首先是粘度的影響，水玻璃水溶液的粘度并不是很大，但是當初級粒子和固相沉淀生成后料液粘度會大幅度上升，達到水玻璃溶液粘度的上百倍甚至幾百倍，粘度的迅速増大，嚴重影響了繼續加入的硫酸與水玻璃料液的充分混合接觸，所以極易出現硫酸或水玻璃局部過濃而引起整體反應不均一的現象，從而造成產品結構緊實，一次初生粒子大，團聚后粒子更大，不易在橡膠中分散；其次，硅酸聚合反應強烈地受到PH影響，不同的pH反應速率相差很大，并存在一個反應最快的極大值點對應的pH。水玻璃溶液堿性很強，pH—般在1(T12之間，所以酸化反應過程中的pH會經過或接近最大聚合速率點對應的pH。在此pH附近娃酸凝膠時間僅為幾秒甚至更短，如果反應介質不能瞬間快速混合反應，不僅會影響產品品質，而且極易生成硅酸凝膠，引起整體反應不均一，使生產出的產品不易在橡膠中分散。
技術實現思路
(一)要解決的技術問題本技術的目的是提供一種生產高分散ニ氧化硅的沉淀反應器，用以解決現有沉淀法制備的ニ氧化硅分散性差的問題。(ニ)技術方案為了解決上述技術問題，本技術提供一種生產高分散ニ氧化硅的沉淀反應器，包括釜體和設置在所述釜體內部用于攪拌所述釜體內反應介質的攪拌器，其中，所述攪拌器為折葉渦輪攪拌器，包括攪拌桿，所述攪拌桿的側壁沿軸向方向上設置有多組攪拌槳，所述每組攪拌槳由若干個攪拌槳葉組成。如上所述的生產高分散ニ氧化硅的沉淀反應器，優選的是，所述攪拌槳葉為底部的前緣具有向下傾斜弧度的不規則形狀。如上所述的生產高分散ニ氧化硅的沉淀反應器，優選的是，所述傾斜弧度為I。 30°。如上所述的生產高分散ニ氧化硅的沉淀反應器，優選的是，所述每組攪拌槳的若干個攪拌槳葉等間隔設置在所述攪拌桿的同一橫截面上，且所述若干個攪拌槳葉相同。如上所述的生產高分散ニ氧化硅的沉淀反應器，優選的是，所述攪拌槳葉的垂直長度為4(Tl00cm。如上所述的生產高分散ニ氧化硅的沉淀反應器，優選的是，所述釜體為圓形錐底結構。如上所述的生產高分散ニ氧化硅的沉淀反應器，優選的是，所述釜體的錐底側壁上設置有下料管。如上所述的生產高分散ニ氧化硅的沉淀反應器，優選的是，所述攪拌器還包括固定設置在所述攪拌桿上的槳轂，所述每組攪拌槳的若干個攪拌槳葉通過所述槳轂固定連接在所述攪拌桿上。如上所述的生產高分散ニ氧化硅的沉淀反應器，優選的是，所述攪拌桿的轉動速率為25 100轉/分。如上所述的生產高分散ニ氧化硅的沉淀反應器，優選的是，所述釜體的體積為20 80m3。(三)有益效果本技術所提供的生產高分散ニ氧化硅的沉淀反應器通過折葉渦輪攪拌器來攪拌反應介質，使得反應介質流體在沉淀反應器中既有軸向流又有徑向流，攪拌充分，實現水玻璃和硫酸快速混合反應，反應介質整體反應均一，一次初生粒子小，制成的ニ氧化硅分散性高，在橡膠中更易分散，有效解決了高分散ニ氧化硅合成反應難的問題。附圖說明圖I為沉淀法生產ニ氧化硅的流程圖；；圖2為本技術實施例中生產高分散ニ氧化硅的沉淀反應器的結構示意圖；其中，I :進水玻璃管管；2 :排汽管；3 :耳座；4 :進酸管；5 :釜體；6 :人孔；7 :下料管；8 :攪拌電機；9 :攪拌器；10 :攪拌桿；11 :攪拌槳；12 :攪拌槳葉；13 :槳轂；14 :進汽管。具體實施方式以下結合附圖和實施例，對本技術的具體實施方式作進ー步詳細描述。以下實施例用于說明本技術，但不用來限制本技術的范圍。圖2所示為本技術實施例中生產高分散ニ氧化硅的沉淀反應器的結構示意圖。如圖2所示，生產高分散ニ氧化硅的沉淀反應器(簡稱“沉淀反應器”)包括釜體5和設置在釜體5內部用于攪拌釜體5內反應介質的攪拌器9，本實施例中釜體5上設置有進酸管4和進水玻璃管I (進酸管4和進水玻璃管I的位置關系并不局限于附圖2中所示位置關系)，釜體5內的反應介質為由進酸管4進入沉淀反應器的硫酸和由進水玻璃管I進入沉淀反應器的水玻璃。其中，攪拌器9為折葉渦輪攪拌器，包括攪拌桿10，攪拌桿10的側壁沿軸向方向上設置有多組攪拌槳11，本實施例中為四組，且每組攪拌槳11由若干個攪拌槳葉12組成。折葉渦輪攪拌器9為混合流型攪拌器，在攪拌過程中沉淀反應器中的反應介質流體既有徑向流又有軸向流，形成強大的紊流現象，產生的巨大剪切力將反應介質撕裂成納米級的膜、絲和滴，巨大和快速更新的相界面使微觀混合和傳質過程得到極大強化，使得反應介質得到充分的攪拌，瞬間快速混合反應，一次初生粒子小，制成的ニ氧化硅產品分散性聞。本領域所述技術人員很容易想到，只要釜體5內的反應介質為具有一定粘度液體的混合反應介質且在反應過程中需要充分攪拌，其都屬于本技術的保護范圍，并不局限于本實施中的水玻璃和硫酸混合反應介質。其中，優選攪拌器9還包括固定設置在攪拌桿10上的槳轂13，每組攪拌槳11的若 干個攪拌槳葉12通過槳轂13固定連接在攪拌桿上10，可以提高攪拌器9的拆裝靈活性。為了給攪拌器9提供動カ來源，本實施例中可以在釜體5的頂部設置與攪拌桿10一端連接的攪拌電機8，用于轉動攪拌桿10，從而帶動攪拌槳葉12轉動攪拌釜體5中的反應介質，一般攪拌桿10的轉動速率為25 100轉/分。釜體5的側壁上還設置有進汽管14，用于在反應過程中向釜體5內部通入水蒸汽，保持釜體5內的溫度為50 100で，滿足反應介質的反應條件，同時由于溫度較高，在反應過程中會產生少量的酸蒸汽，優選在釜體5頂部設置排汽管2，用于排出酸蒸汽。在沉淀法生產ニ氧化硅過程中，水玻璃和硫酸按照一定的流率分別由進水玻璃管I和進酸管4進入沉淀反應器，同時開啟攪拌電機8，利用攪拌槳葉12的攪拌作用充分攪拌反應介質，并通過控制硫酸的流率來控制反應過程中的PH值，同時通過進汽管14向釜體5內通入水蒸汽加熱，反應過程中產生的少量的酸蒸汽從釜體5頂部的排汽管2排出。在釜體5的底部還設置有下料管7，在反應結束后，生成的ニ氧化硅漿液可以從下料管7排出，優選釜體5為圓形錐底結構，下料管7設置釜體5的錐底側壁上，有利于釜體5中的ニ氧化硅漿液排凈。本技術所提供的生產高分散ニ氧化硅的沉淀反應器通過本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種生產高分散二氧化硅的沉淀反應器，包括釜體和設置在所述釜體內部用于攪拌所述釜體內反應介質的攪拌器，其特征在于，所述攪拌器為折葉渦輪攪拌器，包括攪拌桿，所述攪拌桿的側壁沿軸向方向上設置有多組攪拌槳，所述每組攪拌槳由若干個攪拌槳葉組成

【技術特征摘要】
1.一種生產高分散二氧化硅的沉淀反應器，包括釜體和設置在所述釜體內部用于攪拌所述釜體內反應介質的攪拌器，其特征在于，所述攪拌器為折葉渦輪攪拌器，包括攪拌桿，所述攪拌桿的側壁沿軸向方向上設置有多組攪拌槳，所述每組攪拌槳由若干個攪拌槳葉組成2.根據權利要求I所述的生產高分散二氧化硅的沉淀反應器，其特征在于，所述攪拌槳葉為底部的前緣具有向下傾斜弧度的不規則形狀。3.根據權利要求2所述的生產高分散二氧化硅的沉淀反應器，其特征在于，所述傾斜弧度為1° ^30°。4.根據權利要求I所述的生產高分散二氧化硅的沉淀反應器，其特征在于，所述每組攪拌槳的若干個攪拌槳葉等間隔設置在所述攪拌桿的同一橫截面上，且所述若干個攪拌槳葉相同。5.根據權利要求4所述的生產高分散二氧...

【專利技術屬性】
技術研發人員：闕偉東，吳永煌，
申請(專利權)人：確成硅化學股份有限公司，
類型：實用新型
國別省市：