一种气固混合装置及气固混料系统的制作方法

本实用新型涉及机械设备技术领域，具体而言，涉及一种气固混合装置及气固混料系统。

背景技术：

近年来，随着国内经济的不断发展，有机硅工业得到迅速发展。随着有机硅单体甲基氯硅烷产能的飞速提高，其副产物的数量也在增加；如果处理不当，不仅危害环境，也将严重影响有机硅工业的健康发展。据了解，现在国外每生产100kg甲基氯硅烷产生的废物已经由1960年的28kg降至3.5kg，废物得到了很好的治理；而我国甲基氯硅烷生产产生的废物则达到了10-11kg，废弃物尚未得到妥善的处理。

硅渣是直接法合成甲基氯硅烷工艺的主要固体废弃物，其主要成分为硅、铜、碳、锌等。硅渣不易储存，遇空气发生氧化反应，使其中的有机物质和碳燃烧并冒出极难闻的白烟，对环境污染严重，同时也带来生产安全隐患。目前国内各科研机构对硅渣处理回收还未有更为环保经济的研究报道。随着有机硅生产规模的不断扩大，硅渣量会不断增加，如何对硅渣进行合理利用，一直是制约我国有机硅工业发展的一大瓶颈问题。

硅渣是极细且杂质较高的粉末，很难用常规的生产方式进行试验得到氯硅烷产品，这也是制约硅渣变废为宝的关键环节。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种气固混合装置，旨在使粒径很细的固体物料和反应气体混合均匀。

本实用新型的另一目的在于提供一种气固混料系统，其能够利用粒径极细的硅渣与反应气混合均匀用于生产氯硅烷。

本实用新型是这样实现的：

一种气固混合装置，包括混合主管和管径小于混合主管的喷射管，喷射管的一端位于混合主管外部，且喷射管的另一端伸入至混合主管中；

混合主管上设置有反应气体进料口和固体物料进料口。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，混合主管包括弧形段和混合段，反应气体进料口位于弧形段的顶端，弧形段的底部与混合段的一端相连通；

喷射管一端位于弧形段的外部，另一端从弧形段伸入混合主管内并延伸至混合段。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，混合段包括第一混合段和第二混合段，弧形段的底部与第一混合段的一端相连通，第一混合段的另一端与第二混合段的进口连通；

第二混合段的管径小于第一混合段的管径，且第二混合段的管径大于喷射管的管径。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，喷射管与第一混合段同轴。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，喷射管延伸从弧形段延伸至第一混合段远离弧形段的一端。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，固体物料进料口位于第一混合段的顶部，第一混合段的底部设置有清渣口。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，混合段还包括第三混合段，第三混合段的进口与第二混合段的出口相连通，第三混合段的管径大于第二混合段的管径。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，第三混合段的管径呈逐渐增大的趋势，第三混合段靠近第二混合段一端的管径小于另一端的管径。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，第三混合段的管壁上设置有加热装置。

一种气固混料系统，包括上述气固混合装置。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过上述设计得到的气固混合装置，其通过在喷射管中输入惰性气体，将惰性气体输送至混合主管中，利用惰性气体的高速运动使反应气体进料口和固体物料进料口产生一定负压，有利于从两个进料口进入的固体物料和气体物料混合均匀。

本实用新型还提供了一种气固混料系统，包括上述气固混合装置，能够利用极细的硅渣进行反应，使硅渣与反应气体混合均匀，进而完成合成氯硅烷的反应，具有很好的市场应用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型实施方式提供的气固混合装置的结构示意图；

图2是图1中气固混合装置的主体结构示意图；

图3是图2中喷射管与第一混合段之间的位置关系图；

图4是本实用新型实施方式提供的气固混料系统的结构示意图。

图标：10-气固混合装置；110-混合主管；111-反应气体进料口；112-固体物料进料口；113-弧形段；114-混合段；115-第一混合段；116-第二混合段；117-第三混合段；118-清渣口；119-加热装置；120-喷射管；20-气固混料系统。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

请参照图1和图2，本实用新型实施例提供了一种气固混合装置10，包括混合主管110和管径小于混合主管110的喷射管120，喷射管120的一端位于混合主管110外部，且喷射管120的另一端伸入至混合主管110中；混合主管110上设置有反应气体进料口111和固体物料进料口112。

需要说明的是，本实用新型实施例提供的气固混合装置10，其通过在喷射管120中输入惰性气体或工艺气体，将气体输送至混合主管110中，利用气体的高速运动使反应气体进料口111和固体物料进料口112产生一定负压，有利于从两个进料口进入的固体物料和气体物料混合均匀，主要解决了流化床不易流化细颗粒与气体的问题。

需要补充的是，利用喷射管120和混合主管110形成的套管的形式，整体运行原理类似文丘里管，喷射管120的管口处气体流速较高使混合主管110的两个物料进口能够产生负压，有利于进料；同时固体物料和反应气体进料后利用惰性气体的高速运动使固气混合均匀。此时，混合主管110可以为多种形式，不限于图2中的方式。

具体地，本实用新型实施例提供的喷射管120可以通过控制喷气流量，调节吸气量，从而调节气体与固体的混合比例，操作方便、可控。喷射管120输送的惰性气体可以为氮气、氦气、氩气等，反应气体进料口111输入的反应气体为氯气或者氯化氢。

为了达到更好的混料效果，混合主管110包括弧形段113和混合段114，反应气体进料口111位于弧形段113的顶端，弧形段113的底部与混合段114的一端相连通；喷射管120一端位于弧形段113的外部，另一端从弧形段113伸入混合主管110内并延伸至混合段114。

具体地，混合段114包括第一混合段115和第二混合段116，弧形段113的底部与第一混合段115的一端相连通，第一混合段115的另一端与第二混合段116的进口连通。第二混合段116的管径小于第一混合段115的管径，且第二混合段116的管径大于喷射管120的管径，固体物料和气体物料主要在第二混合段116混合均匀。

优选地，喷射管120与第一混合段115同轴，同轴是指两个管路的中心线重合。同轴的设置对于提高物料混合的均匀度有很大影响。

请结合图2和图3，喷射管120延伸从弧形段113延伸至第一混合段115远离弧形段113的一端。喷射管120的外壁与第一混合段115的内壁固定，整个设备的稳定性较好。

进一步地，固体物料进料口112位于第一混合段115的顶部，第一混合段115的底部设置有清渣口118。在混合过程中会出现未被混合的大颗粒固体，此时可以通过清渣口118进行收集，并定期排出气固混合装置10。

具体地，清渣口118可以为向下延伸的管路，并使底部管路封口，需要排出渣料时打开封口进行排渣。

进一步地，混合段114还包括第三混合段117，第三混合段117的进口与第二混合段116的出口相连通，第三混合段117的管径大于第二混合段116的管径。第三混合段117为混合段114的出口段，固体物料和气体物料经过第二混合段116混合均匀后，经过第三混合段117减慢速度后进入后续反应段。

优选地，第三混合段117的管径呈逐渐增大的趋势，第三混合段117靠近第二混合段116一端的管径小于另一端的管径。通过缓慢增大第三混合段117的管径使物料流速缓慢降低进入后续反应段。

进一步地，第三混合段117的管壁上设置有加热装置119。加热装置119可以为现有的加热器，用于对物料进入反应阶段前进行预热。

需要补充的是，本实用新型实施例中提供的气固混合装置10各个管路的尺寸不限，具体需要根据不同的工艺进行设计，以符合不同的工艺要求。

请结合图2和图4，本实用新型实施例还提供了一种气固混料系统20，包括上述气固混合装置10，能够利用极细的硅渣进行反应，使硅渣与反应气体混合均匀，进而完成合成氯硅烷的反应，具有很好的市场应用价值。

具体地，混合主管110上的反应气体进料口111可以与气体缓冲罐的出口连通，同样喷射管120的进口也与气体缓冲罐出口连通，气体缓冲罐用于存储反应气体或者惰性气体，其中惰性气体的进料管口可以通过流量调节阀等用于调节气体流速。一般而言，喷射管120内的气体流速达到300m/s以上为宜。

具体地，固体物料进料口112与用于存储硅渣的储罐的底部出口连通，储罐的进口可以和其他的工序阶段连通，将其他工序产生的硅渣输送过来作为反应原料。

综上所述，本实用新型提供了一种气固混合装置，其通过在喷射管中输入惰性气体，将惰性气体输送至混合主管中，利用惰性气体的高速运动使反应气体进料口和固体物料进料口产生一定负压，有利于从两个进料口进入的固体物料和气体物料混合均匀；混合段包括依次设置的第一混合段、第二混合段和第三混合段，第二混合段的管径小于第一混合段的管径，且第二混合段的管径大于喷射管的管径，第三混合段的管径呈逐渐扩大的形式，混合物料经过第三混合段减慢速度后进入后续反应段。

本实用新型还提供了一种气固混料系统，包括上述气固混合装置，能够利用极细的硅渣进行反应，使硅渣与反应气体混合均匀，进而完成合成氯硅烷的反应，具有很好的市场应用价值。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。