一種用于制備氣凝膠材料的微波防爆干燥回收系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及干燥設(shè)備領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于氣凝膠干燥的微波防爆回收系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]S12氣凝膠是一種輕質(zhì)納米非晶態(tài)多孔材料，具有連續(xù)無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，且具有比表面積大、孔隙率高、密度低、折射率和熱導(dǎo)率低等特點，在許多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。
[0003]對于凝膠的制備現(xiàn)已不存在復(fù)雜的技術(shù)問題，研宄的關(guān)鍵在于凝膠的干燥。目前S12氣凝膠干燥方法主要有以下幾種:超臨界干燥、亞臨界干燥、常壓干燥、冷凍干燥。
[0004]國內(nèi)外目前制備S12氣凝膠大多采用超臨界干燥技術(shù)，在超臨界狀態(tài)下，氣體和液體之間不再有界面存在，而是成為界于氣體和液體之間的一種均勻的流體。這種流體逐漸從凝膠中排出，由于不存在氣-液界面，也就不存在毛細(xì)作用，因此也就不會引起凝膠體的收縮和結(jié)構(gòu)的破壞，直至全部流體都從凝膠中排出，最后得到充滿氣體的具有納米孔結(jié)構(gòu)的超輕氣凝膠。但是該干燥方法對設(shè)備要求高、耗能大、高溫高壓操作危險性高且維修成本較高，導(dǎo)致氣凝膠的生產(chǎn)成本明顯提高。亞臨界干燥是在環(huán)境條件(常溫、常壓)以上，臨界點(臨界溫度、臨界壓力)以下進(jìn)行的過程，與超臨界干燥相比，溫度和壓力明顯下降了，但對設(shè)備要求仍高，耗能相對較高，操作危險性依然存在。常壓干燥是在常壓和加熱的條件下，對濕凝膠進(jìn)行緩慢干燥，這種方法存在干燥周期長、凝膠收縮率大，比表面積和空隙率降低，且無法制得整體性完好的氣凝膠等缺點。冷凍干燥是先將濕凝膠冷凍到其冰點溫度以下，使水分變成固態(tài)的冰，然后在適當(dāng)?shù)恼婵斩认?，使冰直接升華為水蒸氣，從而獲得干燥的氣凝膠制品。該方法是在低溫低壓在把高能量的氣-液界面轉(zhuǎn)化為低能量的氣-固界面，干燥成本較高，并且為使凝膠骨架穩(wěn)定，必須加長陳化過程，同時凝膠骨架在干燥時可能因為孔內(nèi)溶劑的固化而破壞，最終得到冷凍凝膠粉體。
[0005]鑒于以上問題，研發(fā)一種能夠快速干燥5102氣凝膠材料的系統(tǒng)是本領(lǐng)域目前工作的重中之重。本發(fā)明由此產(chǎn)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)的上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種制備氣凝膠材料的微波防爆干燥回收系統(tǒng)，該干燥回收系統(tǒng)在干燥S12氣凝膠材料時具有低成本、高效率、高安全性等特點，為S12氣凝膠的低成本快速干燥開辟了新途徑。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種用于制備氣凝膠材料的微波防爆干燥回收系統(tǒng)，包括微波加熱設(shè)備、冷凝器和換熱器，所述的微波加熱設(shè)備包括微波設(shè)備箱體、密封容器和微波控制面板，所述密封容器和微波控制面板位于微波設(shè)備箱體內(nèi)，所述微波設(shè)備箱體上連接有保護(hù)氣體輸入管一，所述密封容器位于保護(hù)氣體輸入管一和微波控制面板之間，所述密封容器的上方連接有排氣管，密封容器的下方連接有進(jìn)氣管；所述的排氣管與冷凝器上部連接，所述進(jìn)氣管與換熱器的一側(cè)連接，所述換熱器的另一側(cè)連接有防爆循環(huán)風(fēng)機，所述防爆循環(huán)風(fēng)機與冷凝器下部連接；所述的進(jìn)氣管上連接有保護(hù)氣體輸入管二，所述保護(hù)氣體輸入管二與保護(hù)氣體輸入管一平行；所述微波設(shè)備箱體上安裝有氧含量檢測儀一，所述排氣管上安裝有氧含量檢測儀二和安全閥，所述氧含量檢測儀二位于安全閥和冷凝器之間。
[0008]所述冷凝器的底部安裝有回收罐。
[0009]所述換熱器對保護(hù)氣體的加熱溫度為60_150°C。
[0010]所述的保護(hù)氣體為氮氣、二氧化碳、氦氣、氬氣或氖氣中的一種。
[0011]本發(fā)明用于制備氣凝膠材料的微波防爆干燥回收系統(tǒng)的有益效果如下:
1、安全可靠:本發(fā)明在運行時，微波加熱設(shè)備內(nèi)充滿惰性保護(hù)氣體，并實時監(jiān)控氧含量，即使微波加熱設(shè)備發(fā)生故障，或者密封容器發(fā)生泄漏等問題，也不會產(chǎn)生燃燒、爆炸的危險。
[0012]2、干燥速度快:與傳統(tǒng)加熱方式相比，微波加熱是一種獨特的分子內(nèi)加熱方式，密封容器由微波可穿透的材料制成，極性分子接受微波輻射能量后，通過分子偶極高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生內(nèi)熱效應(yīng)，加熱快，能量轉(zhuǎn)換效率高。風(fēng)機的推動，加快了溶劑的揮發(fā)與回收。
[0013]3、降低干燥成本，環(huán)境污染小:通過循環(huán)冷卻能有效回收有機溶劑，揮發(fā)到系統(tǒng)外的氣體少，對環(huán)境污染小。
[0014]4、適用面廣:可用于對氣凝膠半成品等多孔材料、纖維制品半成品材料進(jìn)行快速干燥，也可用于其它易燃易爆介質(zhì)的干燥回收。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明中的微波加熱設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明中的微波加熱設(shè)備的外框示意圖；
圖4為本發(fā)明中的排氣管和進(jìn)氣管的安裝位置示意圖；
圖5為利用本發(fā)明干燥得到的疏水二氧化硅塊體示意圖；
其中，I為微波加熱設(shè)備、11為微波設(shè)備箱體、12為密封容器、13為微波控制面板、14為保護(hù)氣體輸入管一、15為排氣管、16為進(jìn)氣管、2為冷凝器、3為換熱器、4為防爆循環(huán)風(fēng)機、5為保護(hù)氣體輸入管二、6為氧含量檢測儀一、7為氧含量檢測儀二、8為安全閥、9為回收罐。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。
[0017]如圖1-圖5所示，本發(fā)明用于制備氣凝膠材料的微波防爆干燥回收系統(tǒng)，包括微波加熱設(shè)備1、冷凝器2和換熱器3，微波加熱設(shè)備I包括微波設(shè)備箱體11、密封容器12和微波控制面板13，密封容器12和微波控制面板13位于微波設(shè)備箱體11內(nèi)，微波設(shè)備箱體11上連接有保護(hù)氣體輸入管一 14，密封容器12位于保護(hù)氣體輸入管一 14和微波控制面板13之間，通入保護(hù)氣體后可在微波加熱設(shè)備I的空間內(nèi)形成低氧氣含量氛圍，起到第一層安全保護(hù)。密封容器12的上方連接有排氣管15，密封容器12