一種汽化器、生產(chǎn)白炭黑的設(shè)備和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無機精細化工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種一種汽化器、生產(chǎn)白炭黑的設(shè)備和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]白炭黑是白色粉末狀X-射線無定形硅酸和硅酸鹽產(chǎn)品的總稱，主要是指沉淀二氧化硅、氣相二氧化硅、超細二氧化硅凝膠和氣凝膠，也包括粉末狀合成硅酸鋁和硅酸鈣等。白炭黑是多孔性物質(zhì)，其組成可用S12.ηΗ20表示，其中ηΗ20是以表面羥基的形式存在，耐高溫、不燃、無味、無嗅、具有很好的電絕緣性。白炭黑作為一種環(huán)保、性能優(yōu)異的助齊U，主要用于橡膠制品(包括高溫硫化硅橡膠)、紡織、造紙、農(nóng)藥、食品添加劑領(lǐng)域。
[0003]白炭黑按生產(chǎn)方法大體分為沉淀法白炭黑和氣相法白炭黑。其中氣相法白炭黑常態(tài)下為白色無定形絮狀半透明固體膠狀納米粒子(粒徑小于lOOnm)，無毒，有巨大的比表面積。而且氣相法白炭黑全部是納米二氧化硅，產(chǎn)品純度可達99%，粒徑可達10?20nm。氣相白炭黑主要用作硅橡膠的補強劑、涂料和不飽和樹脂增稠劑等。
[0004]傳統(tǒng)氣相法白炭黑的生產(chǎn)工藝為將汽化后的硅氧烷氣體在氫氣和氧氣(或空氣)的混合氣流中，在燃燒室里進行高溫水解。反應后的含有二氧化硅的氣溶膠進入凝聚室停留一定時間，待形成絮狀的二氧化硅后送旋風分離，成品進行脫酸，使產(chǎn)品中的HCl含量降至指標以下，最后包裝。對于氣相法白炭黑的生產(chǎn)，現(xiàn)有技術(shù)大多都是采用水環(huán)式真空泵將整個合成、分離及尾氣吸收系統(tǒng)抽成負壓，脫酸尾氣進一步返回到氣固分離器?，F(xiàn)有技術(shù)這種設(shè)備生產(chǎn)得到的白炭黑比表面積波動較大，降低了白炭黑的質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種汽化器、生產(chǎn)白炭黑的設(shè)備和方法，本發(fā)明提供的汽化器能夠用于甲基三氯硅烷的汽化，采用本發(fā)明提供的汽化器在對甲基三氯硅烷汽化的過程中，汽化壓力穩(wěn)定，從而使得到的白炭黑的比表面積波動小，提高了白炭黑的質(zhì)量。
[0006]本發(fā)明提供了一種汽化器，包括殼體；
[0007]豎直設(shè)置于所述殼體下部的列管；
[0008]設(shè)置于所述殼體頂部的物料氣相出口；
[0009]設(shè)置于所述殼體底部的物料液相進口 ；
[0010]和設(shè)置于所述殼體中的液位計，所述液位計控制殼體中的液位高于列管上表面30mm ?60mmo
[0011]優(yōu)選的，所述列管的高度不高于所述汽化器的中心位置。
[0012]優(yōu)選的，所述液位計控制汽化器中的液位高于所述列管上表面35mm?55mm。
[0013]本發(fā)明提供了一種生產(chǎn)白炭黑的設(shè)備，包括甲基三氯硅烷汽化器、空氣加熱器、氫氣加熱器、反應器、合成爐、白炭黑冷卻裝置、除塵器和脫酸裝置；
[0014]所述甲基三氯硅烷汽化器為上述技術(shù)方案所述的汽化器；
[0015]所述甲基三氯硅烷汽化器的氣相出口、所述空氣加熱器的出口、所述氫氣加熱器的出口分別與所述反應器的進料口相連；
[0016]所述反應器的出料口與所述合成爐的進料口相連；
[0017]所述合成爐的出料口與所述白炭黑冷卻裝置的進料口相連；
[0018]所述白炭黑冷卻裝置的出料口與所述除塵裝置的進料口相連；
[0019]所述除塵裝置的出料口與所述脫酸裝置的進料口相連；
[0020]所述合成爐、白炭黑冷卻裝置外壁設(shè)置有冷卻裝置。
[0021]優(yōu)選的，所述白炭黑冷卻裝置包括豎管和橫管；
[0022]所述豎管的進料口與所述合成爐的出料口相連；
[0023]所述豎管的出料口與所述橫管的進料口相連；
[0024]所述橫管的出料口與所述除塵裝置的進料口相連。
[0025]優(yōu)選的，所述除塵器包括大布袋除塵器和小布袋除塵器；
[0026]所述大布袋除塵器的進料口與所述白炭黑冷卻裝置的出料口相連；
[0027]所述大布袋除塵器的出料口與所述脫酸裝置的進料口相連；
[0028]所述小布袋除塵器的出料口與所述脫酸裝置的進料口相連；
[0029]所述脫酸裝置的脫酸尾氣出口與所述小布袋除塵器的進氣口相連。
[0030]優(yōu)選的,所述冷卻裝置為夾套,所述夾套中通入冷卻水。
[0031]本發(fā)明提供了一種生產(chǎn)白炭黑的方法，采用上述技術(shù)方案所述的生產(chǎn)白炭黑的設(shè)備，包括以下步驟:
[0032]將甲基三氯硅烷通過甲基三氯硅烷汽化器，得到甲基三氯硅烷氣相；
[0033]將所述甲基三氯硅烷氣相通入反應器；
[0034]將空氣通過所述空氣加熱器，將預熱后的空氣通入反應器；
[0035]將氫氣通過所述氫氣加熱器，將預熱后的氫氣通入反應器；
[0036]將所述甲基三氯硅烷氣相、預熱后的空氣和預熱后的氫氣在反應器中混合，將得到的混合物料通入合成爐中進行水解反應，得到水解產(chǎn)物；
[0037]將所述水解產(chǎn)物輸送至白炭黑冷卻裝置，進行冷卻；
[0038]將所述冷卻后的水解產(chǎn)物通入所述除塵裝置中進行除塵；
[0039]將所述除塵后的水解產(chǎn)物通入所述脫酸裝置中進行脫酸，得到白炭黑。
[0040]優(yōu)選的，所述甲基三氯硅烷氣相、空氣和氫氣的摩爾比為1: (10?25): (I?4)。
[0041]優(yōu)選的，所述合成爐外壁夾套中冷卻水的進口溫度為60°C?100°C ；
[0042]所述合成爐外壁夾套中冷卻水的出口溫度為75°C?100°C ；
[0043]所述白炭黑冷卻裝置外壁夾套中冷卻水的進口溫度為60 V?100°C ；
[0044]所述白炭黑冷卻裝置外壁夾套中冷卻水的出口溫度為75°C?100°C。
[0045]本發(fā)明提供了一種汽化器、生產(chǎn)白炭黑的設(shè)備和方法，所述汽化器包括殼體；豎直設(shè)置于所述殼體下部的列管；設(shè)置于所述殼體頂部的物料氣相出口 ；設(shè)置于所述殼體底部的物料液相進口 ；和設(shè)置于所述殼體中的液位計，所述液位計控制殼體中的液位高于列管上表面30mm?60mm。本發(fā)明提供的汽化器可以用作甲基三氯硅烷的汽化器，用以對甲基三氯硅烷進行汽化，將甲基三氯硅烷氣相和空氣與氫氣進行水解反應，制備白炭黑。本發(fā)明提供的汽化器中設(shè)置有液位計，所述液位計控制汽化器內(nèi)腔中的液位高于列管上表面30mm?60mm，并且所述汽化器內(nèi)腔的上部有一定的汽化緩沖空間，從而使得甲基三氯硅烷能夠穩(wěn)定的汽化，汽化壓力穩(wěn)定，降低了甲基三氯硅烷氣相流量的波動，從而使得到的白炭黑的比表面積波動小，提高了白炭黑的質(zhì)量。而且本發(fā)明提供的白炭黑的生產(chǎn)方法得到的白炭黑酸值較高，利于其應用。實驗結(jié)果表明，本發(fā)明得到的白炭黑比表面積穩(wěn)定，且酸值保持在4.4?4.6之間，具有較高的酸值。
【附圖說明】
[0046]圖1為本發(fā)明實施例提供的汽化器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0047]圖2為本發(fā)明實施例提供的生產(chǎn)白炭黑的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0048]本發(fā)明提供了一種汽化器，包括殼體；
[0049]豎直設(shè)置于所述殼體下部的列管；
[0050]設(shè)置于所述殼體頂部的物料氣相出口；
[0051]設(shè)置于所述殼體底部的物料液相進口 ；
[0052]和設(shè)置于所述殼體中的液位計，所述液位計控制殼體中的液位高于列管上表面30mm ?60mmo
[0053]本發(fā)明提供的汽化器中設(shè)置于液位計，所述液位計控制汽化器內(nèi)腔中的液位高于列管上表面30mm?60mm，從而在對甲基三氯硅烷進行汽化時，具有穩(wěn)定的汽化壓力，使得到的白炭黑具有穩(wěn)定的比表面積，提高了白炭黑的質(zhì)量。
[0054]參見圖1，圖1為本發(fā)明實施例提供的汽化器的結(jié)構(gòu)示意圖，其中20為除沫器，21為列管，m為物料氣相出口，k為物料液相進口，LI為第一液位計口，L2為第二液位計口。
[0055]本發(fā)明提供的汽化器包括殼體(圖1中未標出)和豎直設(shè)置于所述殼體下部的列管，所述列管的設(shè)置提高了換熱面積，有利于對液相的甲基三氯硅烷進行汽化。本發(fā)明對所述列管的尺寸及設(shè)置的數(shù)量沒有特殊的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)汽化器換熱面積的需要設(shè)置合適尺寸和數(shù)量的列管。
[0056]本發(fā)明提供的汽化器包括設(shè)置于所述殼體中的液位計，所述液位計控制汽化器內(nèi)腔中液位高于列管上表面30mm?60mm。在本發(fā)明的實施例中，所述汽化器內(nèi)腔中液位的高度還可以為35mm?55mm,如可以為30mm、35mm、40mm、45mm、50mm或55mm。在本發(fā)明的實施例中，為了便于對汽化器內(nèi)腔中的液位進行觀察，在所述殼體壁上設(shè)置有第一液位計口和第二液位計口，用于對所述液位計的安裝。本發(fā)明對所述液位計的種類沒有特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的液位計即可。
[0057]本發(fā)明提供的汽化器包括物料液相進口，所述物料液相進口設(shè)置于所述殼體的底部，有利于汽化器中液相和氣相的分離；
[0058]本發(fā)明提供的汽化器包括物料氣相出口，所述物料氣相出口設(shè)置于所述殼體的頂部，汽化器內(nèi)腔中的液相物料被汽化后，得到的氣相物料上升至汽化器的上部，從所述物料氣相出口輸出。
[0059]為了避免氣液夾帶現(xiàn)象的發(fā)生，本發(fā)明實施例提供的汽化器還可以包括設(shè)置于所述殼體頂部的除沫器，所述除沫器設(shè)置于所述殼體頂部的封頭處。
[0060]本發(fā)明提供的汽化器可以用于甲基三氯硅烷的汽化，將得到的甲基三氯硅烷氣相與空氣和氫氣進行水解反應，得到白炭黑。
[0061]本發(fā)明提供了一種生產(chǎn)白炭黑的設(shè)備，包括甲基三氯硅烷汽化器、空氣加熱器、氫氣加熱器、反應器、合成爐、白炭黑冷卻裝置、除塵器和脫酸裝置；
[0062]所述甲基三氯硅烷汽化器為上述技術(shù)方案所述的汽化器；
[0063]所述甲基三氯硅烷汽化器的氣相出口、所述空氣加熱器的出口、所述氫氣加熱器的出口與所述反應器的進