[发明专利]卧式超临界干燥装置以及卧式超临界反应系统

说明书

本发明涉及气凝胶制备技术领域，公开了一种卧式超临界干燥装置以及卧式超临界反应系统，所述卧式超临界干燥装置(1)包括外壳(10)和加热组件，所述外壳具有能够容纳待干燥物料和干燥介质且沿水平方向延伸的干燥腔室(100)，所述外壳设置为能够使得所述干燥腔室处于密闭状态；所述加热组件设置为能够对所述干燥腔室加热以使得所述干燥腔室内的所述干燥介质处于超临界状态。该卧式超临界干燥装置具有较高的干燥效率和较好的干燥效果。将上述卧式超临界干燥装置设置在所述卧式超临界反应系统中，不仅可提高所述卧式超临界反应系统的生产效率，并且可降低生产成本，同时可提高得到的多孔材料如气凝胶材料的性能。

技术领域

本发明涉及气凝胶制备技术领域，具体地涉及一种卧式超临界干燥装置以及卧式超临界反应系统。

背景技术

气凝胶，又称为干凝胶。当凝胶脱去大部分溶剂，使凝胶中液体含量比固体含量少得多，或凝胶的空间网状结构中充满的介质是气体，外表呈固体状，这即为干凝胶，也称为气凝胶。

气凝胶工业化生产制备技术的两个关键点为溶胶-凝胶技术和干燥技术，其中：溶胶-凝胶技术是为了获得具有一定空间网络结构的含有少量催化剂的醇凝胶；干燥技术则是去掉醇凝胶网络骨架中的溶剂，得到最终的气凝胶材料。

目前，干燥技术有多种方式，例如，乙醇超临界干燥、二氧化碳超临界萃取干燥、常压干燥、亚临界干燥和冷冻干燥等。然而，科学家研究及检测结果表明，乙醇超临界干燥和二氧化碳超临界萃取干燥技术所制备的气凝胶材料的性能指标最为理想，产品合格率最高。超临界干燥法是通过压力和温度的控制，使溶剂在干燥过程中达到其本身的临界点，完成液相至气相的超临界转变。过程中溶剂无明显表面张力，在维持骨架结构的前提下完成湿凝胶向气凝胶的转变。

超临界工艺生产气凝胶材料的主流反应设备主要为立式超临界反应釜，在立式超临界反应釜内可进行陈化、置换、改性以及干燥工艺，最终得到气凝胶毡卷。但是，立式超临界反应釜的开口位于反应釜的上部，进料和出料均需通过吊装方式输送物料，干燥后的气凝胶毡卷需要通过以吊装的方式吊出。

由于需要从立式超临界反应釜上方吊装物料，生产车间必须高于反应釜的两倍高度，这导致反应釜的高度受限，其容量较小，由此反应釜的生产能力有限，另外，由于立式超临界反应釜的各处的反应温度以及压力并不均一，因此导致干燥效果并不好，从而影响了气凝胶材料的性能。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的立式超临界反应釜生产规模受限且干燥效果不佳的问题，提供一种卧式超临界干燥装置，该卧式超临界干燥装置的干燥规模并不受到限制，由此能够提高干燥效率，同时由于各处的温度压力均匀一致，因此还能够提高干燥效果。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种卧式超临界干燥装置，所述卧式超临界干燥装置包括：

外壳，所述外壳具有能够容纳待干燥物料和干燥介质且沿水平方向延伸的干燥腔室，所述外壳设置为能够使得所述干燥腔室处于密闭状态；以及

加热组件，所述加热组件设置为能够对所述干燥腔室加热以使得所述干燥腔室内的所述干燥介质处于超临界状态。

在上述技术方案中，通过将所述外壳设置为具有能够容纳待干燥物料和干燥介质且沿水平方向延伸的干燥腔室，从而在利用超临界干燥技术干燥待干燥物料如多孔材料时更为便利，同时在干燥的过程中能够保证所述干燥腔室内的温度压力均一，使得干燥效果更好，由此提高了待干燥物料如多孔材料的性能；此外，相对于立式超临界反应器，卧式超临界干燥装置1的规模基本不会受到局限，可根据实际需求设置干燥腔室100在水平方向上的长度，由此大大提高了干燥能力，例如立式超临界反应能够处理2-3卷气凝胶毡，而卧式超临界干燥装置1能够同时干燥至少10卷气凝胶毡，由此大大提高了生产效率，降低了生产成本，有利于大规模推广；另外，所述卧式超临界干燥装置也便于物料的进出，可使得物料的进出实现自动化，不仅减少了操作人员，而且提高了操作便利性。