[实用新型]一种硅溶胶生产装置

说明书

本实用新型涉及硅溶胶生产领域，具体涉及一种硅溶胶生产装置。经离子交换树脂处理得到的活性硅酸溶液送达高位槽，控制高位槽中活性硅酸向反应釜里的加料速度，设置合适的反应温度，活性硅酸在催化剂作用下慢慢生长成为硅溶胶的胶粒。在进行加料和硅溶胶合成反应的同时，启动耐高温超滤浓缩装置，反应釜内热的稀硅溶胶经浓缩脱水后再回到反应釜中，伴随着反应的进行同时进行硅溶胶的浓缩，从而不断提高反应釜中硅溶胶的浓度，最终能够得到浓度约为20%‑40%的硅溶胶产品。因此，通过这种装置可以使反应釜的生产效率提高4‑10倍，大大缩短了生产时间，降低了能源消耗。

技术领域

本实用新型涉及硅溶胶生产领域，具体涉及一种硅溶胶生产装置。

背景技术

硅溶胶是粒径为1-100纳米范围的纳米二氧化硅在水或其他有机溶剂中的分散液，广泛应用于精密铸造、耐火材料、涂料、纺织、精密抛光等领域。

国内的硅溶胶生产技术主要有离子交换法和硅粉水解法。离子交换法生产硅溶胶主要分为三个步骤：活性硅酸的制备、二氧化硅胶粒的增长和稀硅溶胶的浓缩。

首先，将稀释后浓度约为5-8%的硅酸钠溶液经过离子交换树脂处理，得到

浓度约为3%~5%的活性硅酸溶液；再将上述活性硅酸溶液加入反应釜中，控制反应条件，合成出稀硅溶胶；最后将浓度约为3%~5%的稀硅溶胶进行浓缩，得到20-40%最终产品。

采用离子交换法制备硅溶胶时，起始原料硅酸钠的浓度不能过高（一般为6-8%），否则过高的硅酸钠的浓度会造成离子交换树脂结块而无法进行离子交换，因此这种低浓度的硅酸钠经过离子交换后只能得到3-5%的活性硅酸，从而使反应结束后反应釜中硅溶胶的最终浓度只有3-5%。而商品硅溶胶的浓度一般为20-40%，因此，这种反应结束后的稀硅溶胶需要再经浓缩处理达到所需浓度。

目前常采用高温蒸发浓缩工艺，等待反应釜反应结束后将稀的硅溶胶通过在反应釜中继续加热沸腾，使水分不断汽化为水蒸气而挥发，从而提高最终硅溶胶产品的浓度。这种工艺需要消耗大量的热能，已经被逐渐淘汰。

实用新型内容

本实用新型提供一种硅溶胶生产装置，它解决现有离子交换法生产硅溶胶时因产物浓度较低而造成的反应釜生产效率低下的问题，利用耐高温浓缩器，在硅溶胶合成反应的同时进行浓缩，在反应釜中就可以得到20-40%浓度的硅溶胶，大大提高了硅溶胶的生产效率，并降低能耗。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种硅溶胶生产装置，包括离子交换柱和反应釜，还包括高位槽和耐高温浓缩器；

所述离子交换柱的出液管连通所述高位槽的进液管，所述高位槽的出液管连通所述反应釜的进液口，所述反应釜的出液管连通所述耐高温浓缩器的进液管，所述耐高温浓缩器的出液管连通所述反应釜的进液口。

进一步的，所述离子交换柱的出液管和所述高位槽的进液管之间设有第一离心泵；所述反应釜的出液管和所述耐高温浓缩器的进液管之间设有第二离心泵。

进一步的，所述离子交换柱的出液管位于下端，所述高位槽的进液管为上端，所述高位槽的出液管位于下端，所述反应釜的出液管位于下端。

进一步的，所述离子交换柱的出液管和高位槽的进液管之间设有开关阀，所述反应釜的出液管和耐高温浓缩器的进液管之间设有开关阀，所述高位槽的出液管和反应釜的进液口之间设有开关阀。

本实用新型所述硅溶胶生产装置具体工艺过程如下：

1、将适量5%浓度的硅酸钠溶液注入离子交换柱内，经离子交换树脂处理得到的活性硅酸溶液；

2、活性硅酸溶液经第一离心泵送达高位槽，控制高位槽中活性硅酸向反应釜里的加料速度，设置合适的反应温度，活性硅酸在催化剂作用下慢慢生长成为硅溶胶的胶粒；