一種液體硅酸鈉超聲波反應裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于無機硅生產技術領域，尤其涉及一種液體硅酸鈉超聲波反應裝置。
【背景技術】
[0002]傳統制備液體硅酸鈉裝置為帶有機械攪拌的壓力反應釜，反應原料為石英砂和液體氫氧化鈉，由于此反應為非均相反應，并且石英砂在0.S-1OMPa壓力下，溫度達到160°C以上才能與燒堿進行快速的反應，隨著反應的繼續，堿濃度不斷降低，反應速率也同時下降，最終反應時間控制在8-12小時，石英砂反應率控制在80-90%。
[0003]現有的液體硅酸鈉反應裝置主要存在以下不足:
[0004](I)反應時間長，反應效率低；
[0005](2)石英砂相轉化效率低；
[0006](3)反應溫度及反應壓力高，因高壓使用及高溫腐蝕縮短設備使用壽命。
【實用新型內容】
[0007]本實用新型所要解決的技術問題是:針對現有技術存在的不足，提供一種可縮短反應時間，提高反應效率且可延長反應釜使用壽命的液體硅酸鈉超聲波反應裝置。
[0008]為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是:
[0009]—種液體硅酸鈉超聲波反應裝置，包括反應釜和設于所述反應釜頂部的超聲波裝置，所述反應釜內設有攪拌軸，所述超聲波裝置包括依次連接的超聲波發生器、超聲波換能器和超聲波增幅器，所述超聲波增幅器通過法蘭連接有超聲波振動棒，所述超聲波振動棒伸入所述反應釜內。
[0010]作為一種改進，所述攪拌軸的底部設有槳葉。
[0011]作為進一步地改進，所述超聲波振動棒呈螺旋狀環繞在所述攪拌軸外。
[0012]作為一種改進，所述攪拌軸的中部和底部分別設有槳葉。
[0013]作為進一步地改進，所述超聲波振動棒呈U型，所述超聲波振動棒圍在所述攪拌軸及所述槳葉的周圍。
[0014]作為一種改進，所述反應釜的頂部還設有壓力表。
[0015]超聲波在非均相反應的介質中傳播時，由于超聲波與介質的相互作用，使介質發生物理的和化學的變化，從而產生一系列力學的、熱學的、電磁學的和化學的超聲效應。
[0016]超聲效應對促進石英砂與燒堿反應的作用機理:
[0017]機械效應:超聲波的機械作用可促石英砂在燒堿溶液中的分散，增大石英砂與燒堿的接觸反應幾率。
[0018]破碎效應:石英砂在超聲波的作用下，其產生高頻的振動并相互間產生共振，在此作用下其晶體產生破壞，并在表面產生裂紋，增大與燒堿反應接觸的表面積。
[0019]空化效應:液體中的微小氣泡核在超聲波作用下產生振動，當聲壓達到一定值時，氣泡將迅速膨脹，然后突然閉合，在氣泡閉合時產生沖擊波，這種膨脹、閉合、振蕩等一系列動力學過程稱超聲波空化作用。超聲波能量足夠高時，液體燒堿中會產生空化效應，其產生的微小氣泡氣泡的壽命約0.1 μ S，它在急劇崩潰時可釋放出巨大的能量，其瞬時壓力可以達到幾十甚至上百個大氣壓力，瞬間產生局部溫度達到5000Κ，因此作用可以給反應進行提供一個強大的壓力及溫度，提高了燒堿的反應活性，極大程度上保證了石英砂的反應率。
[0020]熱效應:由于超聲波頻率高，能量大，被介質吸收時能產生顯著的熱效應。
[0021]由于采用了上述技術方案，本實用新型的有益效果是:
[0022](I)縮短了反應時間，反應時間由原來的8-12小時縮短為2-4小時，提高了生產效率。
[0023](2)提高了石英砂的反應率及液體硅酸鈉的收率，反應率由原來的80-90%提高到了 95-98%，降低了消耗，節省成本。
[0024](3)超聲波的作用下，反應的初始溫度降低，由原來的160°C降至100°C，并用反應放熱產生的蒸汽作為加熱的熱源，減少了蒸汽的消耗。
[0025](4)降低了設備操作壓力及溫度，延長了使用壽命。
【附圖說明】
[0026]圖1是實施例一提供的液體娃酸鈉超聲波反應裝置的結構示意圖；
[0027]圖2是實施例二提供的液體硅酸鈉超聲波反應裝置的結構示意圖；
[0028]圖3是實施例三提供的液體硅酸鈉超聲波反應裝置的結構示意圖；
[0029]其中:1_反應釜，2-超聲波裝置，3-電機，4-法蘭，5-超聲波振動棒，6-槳葉，7-壓力表，11-攪拌軸，21-超聲波發生器，22-超聲波換能器，23-超聲波增幅器。
【具體實施方式】
[0030]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0031]實施例一
[0032]圖1示出了本實施例提供的液體硅酸鈉超聲波反應裝置的結構示意圖，為了便于說明，本圖僅提供與本實用新型有關的結構部分。
[0033]—種液體硅酸鈉超聲波反應裝置，包括反應釜I和超聲波裝置2，超聲波裝置2設于反應釜I的頂部，反應釜I內設有攪拌軸11，攪拌軸11與電機3傳動連接，超聲波裝置2包括依次連接的超聲波發生器21、超聲波換能器22和超聲波增幅器23，超聲波增幅器23通過法蘭4連接有超聲波振動棒5，超聲波振動棒5伸入反應釜I內，其中超聲波振動棒5為條狀。
[0034]實施例二
[0035]圖2示出了本實施例提供的液體硅酸鈉超聲波反應裝置的結構示意圖，為了便于說明，本圖僅提供與本實用新型有關的結構部分。
[0036]—種液體硅酸鈉超聲波反應裝置，包括反應釜I和超聲波裝置2，超聲波裝置2設于反應釜I的頂部，反應釜I內設有攪拌軸11，攪拌軸11的底部設有槳葉6，攪拌軸11與電機3傳動連接，超聲波裝置2包括依次連接的超聲波發生器21、超聲波換能器22和超聲波增幅器23，超聲波增幅器23通過法蘭4連接有超聲波振動棒5，超聲波振動棒5伸入反應釜I內，其中超聲波振動棒5呈螺旋狀環繞在攪拌軸11夕卜。
[0037]實施例三
[0038]圖3示出了本實施例提供的液體硅酸鈉超聲波反應裝置的結構示意圖，為了便于說明，本圖僅提供與本實用新型有關的結構部分。
[0039]—種液體硅酸鈉超聲波反應裝置，包括反應釜I和超聲波裝置2，超聲波裝置2設于反應釜I的頂部，反應釜I的頂部還設有壓力表7，反應釜I內設有攪拌軸11，攪拌軸11的中部和底部分別設有槳葉6，攪拌軸11與電機3傳動連接，超聲波裝置2包括依次連接的超聲波發生器21、超聲波換能器22和超聲波增幅器23，超聲波增幅器23通過法蘭4連接有超聲波振動棒5，超聲波振動棒5伸入反應釜I內，其中超聲波振動棒5呈U型，超聲波振動棒5圍在攪拌軸11及槳葉6的周圍。
[0040]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種液體硅酸鈉超聲波反應裝置，其特征在于:包括反應釜和設于所述反應釜頂部的超聲波裝置，所述反應釜內設有攪拌軸，所述超聲波裝置包括依次連接的超聲波發生器、超聲波換能器和超聲波增幅器，所述超聲波增幅器通過法蘭連接有超聲波振動棒，所述超聲波振動棒伸入所述反應釜內。2.如權利要求1所述的液體硅酸鈉超聲波反應裝置，其特征在于:所述攪拌軸的底部設有槳葉。3.如權利要求2所述的液體硅酸鈉超聲波反應裝置，其特征在于:所述超聲波振動棒呈螺旋狀環繞在所述攪拌軸外。4.如權利要求1所述的液體硅酸鈉超聲波反應裝置，其特征在于:所述攪拌軸的中部和底部分別設有槳葉。5.如權利要求2或4所述的液體硅酸鈉超聲波反應裝置，其特征在于:所述超聲波振動棒呈U型，所述超聲波振動棒圍在所述攪拌軸及所述槳葉的周圍。6.如權利要求1所述的液體硅酸鈉超聲波反應裝置，其特征在于:所述反應釜的頂部還設有壓力表。
【專利摘要】本實用新型屬于無機硅生產技術領域，尤其涉及一種液體硅酸鈉超聲波反應裝置，包括反應釜和設于所述反應釜頂部的超聲波裝置，所述反應釜內設有攪拌軸，所述超聲波裝置包括依次連接的超聲波發生器、超聲波換能器和超聲波增幅器，所述超聲波增幅器通過法蘭連接有超聲波振動棒，所述超聲波振動棒伸入所述反應釜內。本實用新型縮短了反應時間，提高了生產效率；提高了石英砂的反應率及液體硅酸鈉的收率，降低了消耗，節省成本；減少了蒸汽的消耗；降低了設備操作壓力及溫度，延長了使用壽命。
【IPC分類】B01J19/18, B01J19/10
【公開號】CN204891879
【申請號】CN201520642104
【發明人】王敬偉, 趙貝貝
【申請人】昌邑市龍港無機硅有限公司
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年8月24日