一种超声波微波辅助水玻璃制备白炭黑的反应釜的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种反应釜，具体是一种超声波微波辅助水玻璃制备白炭黑的反应釜。
【背景技术】
[0002]白炭黑，即为水合二氧化硅，是一种白色粉末状无定形水合二氧化硅，具有耐酸碱、耐高温、不燃、无味、无嗅、较好的绝缘性等优点，是目前最好的具有优异补强性能的填充剂。作为一种重要的精细化工产品，被广泛应用于橡胶制品、塑料、农药、油漆、纺织、造纸、日用化工等领域。
[0003]目前国内外沉淀法白炭黑主要通过水玻璃与硫酸在一定温度、浓度及pH值条件下反应获得白炭黑悬浮液，再通过过滤、洗涤及高速搅拌打浆，最后通过喷雾干燥而得到。现在一般所使用的反应器包括圆柱形的壳体、酸分布器、进料管、蒸汽管、出料管、搅拌叶片和折流板。一般情况，原料硫酸经过顶部的算分布器进入反应器，原料水玻璃通过底部的进料管进入反应器，并通过蒸汽进行加热升温，并在搅拌桨的作用下，对反应器中的溶液进行搅拌混合，通过控制反应器中的温度、浓度和PH值，使溶液进行充分的反应，在反应完毕后，经底部的出料口排除
[0004]另外，一般所使用的反应器内采用竖直折流板设置，反应器内的溶液通过壳体的径向进行混合，并依靠倾斜的搅拌桨叶和自身对流实现混合完全。受到旋转频率和搅拌桨叶宽度的限制，溶液上下方面的混合速度和混合效果不佳。尤其是在升温和酸化阶段，升温时底部温度和上部温度相差几度，酸化时上部已经酸化合格而底部则处于碱性，由此往往易造成酸化过渡，只能靠降低酸流量和延长酸化时间来缓解，因此经常出现局部酸化过度、反应时间控制不准、温度不均匀等问题，提高了生产成本，影响产品的质量和产量。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种超声波微波辅助水玻璃制备白炭黑的反应釜，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案:
[0007]—种超声波微波辅助水玻璃制备白炭黑的反应釜，包括硅酸钠入料口、硫酸入料口、微波发生装置、超声波发生器、搅拌器、传动装置、冷凝回流管、支座、反应釜本体，所述反应釜本体底部左右两侧分别设有支座，所述反应釜本体周围设有多个微波发生装置，所述反应釜本体底部分别设有超声波发生器、出料口、PH值传感器，所述反应釜本体内壁设有防腐涂层，所述反应釜本体上端分别设有视镜、人孔，所述反应釜本体顶端设有冷凝回流管，所述冷凝回流管上设有出水口和入水口，所述搅拌器设置在反应釜内并与除膜器共轴，并通过传动装置连接，所述除膜器的可上下调节且其工作位置位于反应液面处，所述传动装置连接有差速器带动搅拌器和除膜器转动，所述硅酸钠入料口设置在反应釜本体内液面底部，所述硫酸入料口设置在反应釜本体边缘。
[0008]作为本实用新型进一步的方案:所述搅拌器采用螺旋桨形式。
[0009]作为本实用新型再进一步的方案:所述微波发生装置数量根据反应物质多少进行调节。
[0010]作为本实用新型再进一步的方案:所述硫酸入料口设有流量传感器，所述硅酸钠入料口设有流量传感器。
[0011]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:通过搅拌器并结合超声波对水玻璃物料及酸液进行混合，并通过微波发生器提供反应的加热环境，从而实现生产高比表面积的白炭黑产品，并便于减小白炭黑的团聚，降低其颗粒粒径。另外，流量调节阀控制加入的硫酸和硅酸钠按照设定比例混合；通过调节除膜器的高度和转速可以消除反应表面的硅胶膜；通过PH传感器和流量调节阀的联合可以实现腔内反应终点pH值恒定；设备结构紧凑，占地面积小，极大的简化了白炭黑的生产工艺流程，加大白炭黑反应速度，节省了设备投资和运转费用。
【附图说明】
[0012]图1为超声波微波辅助水玻璃制备白炭黑的反应釜的结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0014]请参阅图1，本实用新型实施例中，一种超声波微波辅助水玻璃制备白炭黑的反应釜，包括硅酸钠入料口 1、硫酸入料口 2、微波发生装置3、超声波发生器5、出料口 7、搅拌器10、传动装置12、差速器13、冷凝回流管14、支座16、反应釜本体19，所述反应釜本体19底部左右两侧分别设有支座16，所述反应釜本体19周围设有多个微波发生装置3，为物料反应提供反应热量，可以根据反应条件实现开关，所述反应釜本体19底部分别设有超声波发生器5、出料口 7、pH值传感器15，所述反应釜本体19内壁设有防腐涂层6，所述反应釜本体19上端分别设有视镜8、人孔9，所述反应釜本体19顶端设有冷凝回流管14，所述冷凝回流管14上设有出水口 17和入水口 18，所述搅拌器10设置在反应釜本体19内，采用螺旋桨形式，可以实现反应液体自下向上的涡流传动，所述搅拌器10与上端除膜器11共轴，所述除膜器11的位置可以上下可调并设置在反应液面处，可以破坏反应液面的硅酸膜并使其反溶并生成白炭黑，所述传动装置12通过差速器13为搅拌器10与除膜器11提供转动动力，所述娃酸钠入料口 I设置在反应爸本体19内液面底部，所述娃酸钠入料口 I设有流量传感器4，所述硫酸入料口 2设置在反应釜本体19边缘，所述硫酸入料口 2设有流量传感器4。
[0015]开始反应前通过娃酸钠入料口 I加入反应所需的Na2S13溶液，启动传动装置12带动搅拌器10进行旋转，并开启微波发生器3及超声波发生器5，开启硫酸入料口 2向反应釜内添加H2SO4溶液，在这个过程中要用流量传感器4进行监测，使H 2S04溶液的流量和Na2S13溶液的流量控制在特定的反应值，调整微波发生器3的数量依此递增，并保证腔内反应均匀，在此基础上，开启除膜11保持溶液表面处于无硅胶膜状态。通过视镜8观察反应釜内溶液变化，待出现白色悬浮物时，关闭硅酸钠入料口 1，并降低硫酸入料量2为起始量的1/5，继续微波反应至釜内pH值为10，关闭硫酸入料口 2。调整微波发生器3的数量至总量的一半，陈化30分钟，得到高品质沉淀白炭黑。
[0016]对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0017]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
【主权项】
1.一种超声波微波辅助水玻璃制备白炭黑的反应釜，包括硅酸钠入料口(I)、硫酸入料口(2)、微波发生装置(3)、超声波发生器(5)、搅拌器(10)、传动装置(12)、冷凝回流管(14)、支座(16)、反应釜本体(19)，其特征在于，所述反应釜本体(19)底部左右两侧分别设有支座(16)，所述反应釜本体(19)周围设有多个微波发生装置(3)，所述反应釜本体(19)底部分别设有超声波发生器(5)、出料口(7)、pH值传感器(15)，所述反应釜本体(19)内壁设有防腐涂层(6 )，所述反应釜本体(19 )上端分别设有视镜(8 )、人孔(9 )，所述反应釜本体(19)顶端设有冷凝回流管(14)，所述冷凝回流管(14)上设有出水口(17)和入水口(18)，所述搅拌器(10)设置在反应釜(19)体内并与除膜器(11)共轴并通过传动装置(12)链接，所述除膜器(11)的可上下调节且其工作位置位于反应液面处，所述传动装置(12)连接有差速器(13)带动搅拌器和除膜器转动，所述硅酸钠入料口( I)设置在反应釜本体(19)内液面底部，所述硫酸入料口(2)设置在反应釜本体(19)边缘。2.根据权利要求1所述的超声波微波辅助水玻璃制备白炭黑的反应釜，其特征在于，所述搅拌器(10)采用螺旋桨形式。3.根据权利要求1所述的超声波微波辅助水玻璃制备白炭黑的反应釜，其特征在于，所述微波发生装置数量根据反应物质多少进行调节。4.根据权利要求1所述的超声波微波辅助水玻璃制备白炭黑的反应釜，其特征在于，所述硫酸入料口( 2 )设有流量传感器(4 )，所述硅酸钠入料口( I)设有流量传感器(4 )。
【专利摘要】本实用新型公开了一种超声波微波辅助水玻璃制备白炭黑的反应釜，包括硅酸钠入料口、硫酸入料口、微波发生装置、超声波发生器、搅拌器、传动装置、冷凝回流管、支座、反应釜体，所述反应釜体周围安装有微波发生装置，所述反应釜本体底部安装有超声波发生器和pH值传感器，所述反应釜体顶端设有冷凝回流管，所述搅拌器与除膜器共轴，所述除膜器的位置可上下调节并位于反应液面处，所述硅酸钠入料口设置在反应釜底部，所述硫酸入料口设置在搅拌桨边缘。本实用新型占地面积小，极大的简化了白炭黑的生产工艺流程，节省了设备投资和运转费用。
【IPC分类】C01B33/12
【公开号】CN204848286
【申请号】CN201520426089
【发明人】王霞, 沈月红, 熊锦胜, 陆鹏清, 李宗宝
【申请人】铜仁学院
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年6月19日