一種超聲波微波輔助水玻璃制備白炭黑的反應釜的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種反應釜，具體是一種超聲波微波輔助水玻璃制備白炭黑的反應釜。
【背景技術】
[0002]白炭黑，即為水合二氧化硅，是一種白色粉末狀無定形水合二氧化硅，具有耐酸堿、耐高溫、不燃、無味、無嗅、較好的絕緣性等優點，是目前最好的具有優異補強性能的填充劑。作為一種重要的精細化工產品，被廣泛應用于橡膠制品、塑料、農藥、油漆、紡織、造紙、日用化工等領域。
[0003]目前國內外沉淀法白炭黑主要通過水玻璃與硫酸在一定溫度、濃度及pH值條件下反應獲得白炭黑懸浮液，再通過過濾、洗滌及高速攪拌打漿，最后通過噴霧干燥而得到。現在一般所使用的反應器包括圓柱形的殼體、酸分布器、進料管、蒸汽管、出料管、攪拌葉片和折流板。一般情況，原料硫酸經過頂部的算分布器進入反應器，原料水玻璃通過底部的進料管進入反應器，并通過蒸汽進行加熱升溫，并在攪拌槳的作用下，對反應器中的溶液進行攪拌混合，通過控制反應器中的溫度、濃度和PH值，使溶液進行充分的反應，在反應完畢后，經底部的出料口排除
[0004]另外，一般所使用的反應器內采用豎直折流板設置，反應器內的溶液通過殼體的徑向進行混合，并依靠傾斜的攪拌槳葉和自身對流實現混合完全。受到旋轉頻率和攪拌槳葉寬度的限制，溶液上下方面的混合速度和混合效果不佳。尤其是在升溫和酸化階段，升溫時底部溫度和上部溫度相差幾度，酸化時上部已經酸化合格而底部則處于堿性，由此往往易造成酸化過渡，只能靠降低酸流量和延長酸化時間來緩解，因此經常出現局部酸化過度、反應時間控制不準、溫度不均勻等問題，提高了生產成本，影響產品的質量和產量。
【發明內容】
[0005]本實用新型的目的在于提供一種超聲波微波輔助水玻璃制備白炭黑的反應釜，以解決上述【背景技術】中提出的問題。
[0006]為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案:
[0007]—種超聲波微波輔助水玻璃制備白炭黑的反應釜，包括硅酸鈉入料口、硫酸入料口、微波發生裝置、超聲波發生器、攪拌器、傳動裝置、冷凝回流管、支座、反應釜本體，所述反應釜本體底部左右兩側分別設有支座，所述反應釜本體周圍設有多個微波發生裝置，所述反應釜本體底部分別設有超聲波發生器、出料口、PH值傳感器，所述反應釜本體內壁設有防腐涂層，所述反應釜本體上端分別設有視鏡、人孔，所述反應釜本體頂端設有冷凝回流管，所述冷凝回流管上設有出水口和入水口，所述攪拌器設置在反應釜內并與除膜器共軸，并通過傳動裝置連接，所述除膜器的可上下調節且其工作位置位于反應液面處，所述傳動裝置連接有差速器帶動攪拌器和除膜器轉動，所述硅酸鈉入料口設置在反應釜本體內液面底部，所述硫酸入料口設置在反應釜本體邊緣。
[0008]作為本實用新型進一步的方案:所述攪拌器采用螺旋槳形式。
[0009]作為本實用新型再進一步的方案:所述微波發生裝置數量根據反應物質多少進行調節。
[0010]作為本實用新型再進一步的方案:所述硫酸入料口設有流量傳感器，所述硅酸鈉入料口設有流量傳感器。
[0011]與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:通過攪拌器并結合超聲波對水玻璃物料及酸液進行混合，并通過微波發生器提供反應的加熱環境，從而實現生產高比表面積的白炭黑產品，并便于減小白炭黑的團聚，降低其顆粒粒徑。另外，流量調節閥控制加入的硫酸和硅酸鈉按照設定比例混合；通過調節除膜器的高度和轉速可以消除反應表面的硅膠膜；通過PH傳感器和流量調節閥的聯合可以實現腔內反應終點pH值恒定；設備結構緊湊，占地面積小，極大的簡化了白炭黑的生產工藝流程，加大白炭黑反應速度，節省了設備投資和運轉費用。
【附圖說明】
[0012]圖1為超聲波微波輔助水玻璃制備白炭黑的反應釜的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0014]請參閱圖1，本實用新型實施例中，一種超聲波微波輔助水玻璃制備白炭黑的反應釜，包括硅酸鈉入料口 1、硫酸入料口 2、微波發生裝置3、超聲波發生器5、出料口 7、攪拌器10、傳動裝置12、差速器13、冷凝回流管14、支座16、反應釜本體19，所述反應釜本體19底部左右兩側分別設有支座16，所述反應釜本體19周圍設有多個微波發生裝置3，為物料反應提供反應熱量，可以根據反應條件實現開關，所述反應釜本體19底部分別設有超聲波發生器5、出料口 7、pH值傳感器15，所述反應釜本體19內壁設有防腐涂層6，所述反應釜本體19上端分別設有視鏡8、人孔9，所述反應釜本體19頂端設有冷凝回流管14，所述冷凝回流管14上設有出水口 17和入水口 18，所述攪拌器10設置在反應釜本體19內，采用螺旋槳形式，可以實現反應液體自下向上的渦流傳動，所述攪拌器10與上端除膜器11共軸，所述除膜器11的位置可以上下可調并設置在反應液面處，可以破壞反應液面的硅酸膜并使其反溶并生成白炭黑，所述傳動裝置12通過差速器13為攪拌器10與除膜器11提供轉動動力，所述娃酸鈉入料口 I設置在反應爸本體19內液面底部，所述娃酸鈉入料口 I設有流量傳感器4，所述硫酸入料口 2設置在反應釜本體19邊緣，所述硫酸入料口 2設有流量傳感器4。
[0015]開始反應前通過娃酸鈉入料口 I加入反應所需的Na2S13溶液，啟動傳動裝置12帶動攪拌器10進行旋轉，并開啟微波發生器3及超聲波發生器5，開啟硫酸入料口 2向反應釜內添加H2SO4溶液，在這個過程中要用流量傳感器4進行監測，使H 2S04溶液的流量和Na2S13溶液的流量控制在特定的反應值，調整微波發生器3的數量依此遞增，并保證腔內反應均勻，在此基礎上，開啟除膜11保持溶液表面處于無硅膠膜狀態。通過視鏡8觀察反應釜內溶液變化，待出現白色懸浮物時，關閉硅酸鈉入料口 1，并降低硫酸入料量2為起始量的1/5，繼續微波反應至釜內pH值為10，關閉硫酸入料口 2。調整微波發生器3的數量至總量的一半，陳化30分鐘，得到高品質沉淀白炭黑。
[0016]對于本領域技術人員而言，顯然本實用新型不限于上述示范性實施例的細節，而且在不背離本實用新型的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現本實用新型。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實用新型的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本實用新型內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。
[0017]此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。
【主權項】
1.一種超聲波微波輔助水玻璃制備白炭黑的反應釜，包括硅酸鈉入料口(I)、硫酸入料口(2)、微波發生裝置(3)、超聲波發生器(5)、攪拌器(10)、傳動裝置(12)、冷凝回流管(14)、支座(16)、反應釜本體(19)，其特征在于，所述反應釜本體(19)底部左右兩側分別設有支座(16)，所述反應釜本體(19)周圍設有多個微波發生裝置(3)，所述反應釜本體(19)底部分別設有超聲波發生器(5)、出料口(7)、pH值傳感器(15)，所述反應釜本體(19)內壁設有防腐涂層(6 )，所述反應釜本體(19 )上端分別設有視鏡(8 )、人孔(9 )，所述反應釜本體(19)頂端設有冷凝回流管(14)，所述冷凝回流管(14)上設有出水口(17)和入水口(18)，所述攪拌器(10)設置在反應釜(19)體內并與除膜器(11)共軸并通過傳動裝置(12)鏈接，所述除膜器(11)的可上下調節且其工作位置位于反應液面處，所述傳動裝置(12)連接有差速器(13)帶動攪拌器和除膜器轉動，所述硅酸鈉入料口( I)設置在反應釜本體(19)內液面底部，所述硫酸入料口(2)設置在反應釜本體(19)邊緣。2.根據權利要求1所述的超聲波微波輔助水玻璃制備白炭黑的反應釜，其特征在于，所述攪拌器(10)采用螺旋槳形式。3.根據權利要求1所述的超聲波微波輔助水玻璃制備白炭黑的反應釜，其特征在于，所述微波發生裝置數量根據反應物質多少進行調節。4.根據權利要求1所述的超聲波微波輔助水玻璃制備白炭黑的反應釜，其特征在于，所述硫酸入料口( 2 )設有流量傳感器(4 )，所述硅酸鈉入料口( I)設有流量傳感器(4 )。
【專利摘要】本實用新型公開了一種超聲波微波輔助水玻璃制備白炭黑的反應釜，包括硅酸鈉入料口、硫酸入料口、微波發生裝置、超聲波發生器、攪拌器、傳動裝置、冷凝回流管、支座、反應釜體，所述反應釜體周圍安裝有微波發生裝置，所述反應釜本體底部安裝有超聲波發生器和pH值傳感器，所述反應釜體頂端設有冷凝回流管，所述攪拌器與除膜器共軸，所述除膜器的位置可上下調節并位于反應液面處，所述硅酸鈉入料口設置在反應釜底部，所述硫酸入料口設置在攪拌槳邊緣。本實用新型占地面積小，極大的簡化了白炭黑的生產工藝流程，節省了設備投資和運轉費用。
【IPC分類】C01B33/12
【公開號】CN204848286
【申請號】CN201520426089
【發明人】王霞, 沈月紅, 熊錦勝, 陸鵬清, 李宗寶
【申請人】銅仁學院
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年6月19日