专利名称：硅胶水合装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种无机粉体材料或硅胶水合的装置，特别是烷基化硅胶 制备过程中对硅胶水合的装置。
背景技术：
烷基化硅胶是以硅胶为骨架材料，通过表面硅烷化处理而接枝各种有机基 团的功能材料，可用于水处理剂、气体吸附剂、吸附分离材料、催化剂、中间 体和色谱担体等领域。垸基化硅胶的制备主要包括硅胶酸洗、水合和垸基化反 应等三步。其中在硅胶水合阶段，硅胶水合量是否合适不但影响烷基化硅胶表 面硅醇基团的残存量，而且影响硅胶表面聚合物的结构。在垸基化反应时，硅
胶水合量多，偶联剂易在硅胶孔外水解縮聚，堵塞孔道；水合量少，将导致偶 联剂水解不完全。因此，硅胶水合对垸基化硅胶的性能有显著影响，是硅胶烷 基化反应的一个重要指标。目前，硅胶水合主要有两种方法， 一种是动态法， 如美国专利(专利号为5695882)采用在常温下，用流动的湿空气湿润硅胶，使 硅胶表面覆盖单分子水膜。但是在工业生产中，这种方法有明显缺陷，如环境 温度不稳定，空气湿度不易控制；由于硅胶量大，装置不同位置的硅胶水合不 均匀；尤其硅胶水合的终点不明确，需要频繁测定。另一种采用恒温恒湿的方 法(CN1687082A)，该方法在带转鼓的恒温恒湿箱中，通过控制温度和湿度两 个指标对硅胶进行水合，在工业上具有可操作性，但也存在湿度控制不稳定， 硅胶水合终点不明确，设备结构复杂等问题。 发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种硅胶水合装置。
该装置可以通过控制水合系统温度来实现硅胶水合及其要求的硅胶水合量。
本实用新型所采用的技术方案是硅胶水合装置包括密闭的水合系统、循 环水系统和控制系统。密闭的水合系统由硅胶水合器和饱和水容器组成。硅胶 水合器设有循环水进口和出口、硅胶进料口和出料口、空气反冲进口和出口， 以及饱和水蒸气进口。饱和水容器设有纯水加入口和饱和水蒸气出口，饱和水 容器的饱和水蒸气出口与硅胶水合器的饱和水蒸气进口相连。循环水系统由恒 温水槽、循环水泵、硅胶水合器夹套、加热盘管和相关管线组成。在操作条件 下，恒温水槽的水温保持在设定温度，其出口与循环泵入口相连，循环泵出口 与硅胶水合器夹套的入口相连，然后通过硅胶水合器内加热盘管经外部管线与 恒温水槽相连。控制系统由温度测试系统、加热控制系统和循环水泵控制开关 组成，测试和控制参数通过引线与控制箱相连。
本实用新型的水合系统由硅胶水合器和饱和水容器组成，在正常操作条件 下该系统是一个密闭系统。
本实用新型的硅胶水合器是一个带夹套的容器，夹套下端入口为循环水入 口，夹套的上端与釜内盘管相连，盘管出口为循环水出口。
本实用新型的硅胶水合器具有饱和水蒸气分布管件，其入口与饱和水容器 的出口相连。水蒸气分布管件由带堵头的圆形总管和三个在其圆周上均匀分布 的带孔分配管构成。分配管外部缠绕细孔钢丝网，确保水蒸气能顺利通过，同 时阻止硅胶粉体进入水蒸气管件。
本实用新型的循环水系统含有恒温水槽，该水槽通过电加热棒进行加热， 通过热电阻进行温度测量，通过PID系统进行温度控制。
本实用新型的工作原理是利用在密闭容器下水的温度与其饱和蒸汽压一一 对应的关系，通过控制水合系统中硅胶和饱和水的温度来实现硅胶吸附平衡，
此时硅胶的平衡吸附量即为硅胶的水合量。该装置通过调节水合系统的温度参 数，可以实现不同的硅胶水合量。
本实用新型的有益效果是，可以只通过温度控制实现硅胶的水合，并达到 给定的水合量，操作简便。与现有技术相比，由于系统不涉及湿度的测定和控 制，使得操作可靠性高，硅胶水合过程终点明确，水合量稳定。
图1是本实用新型硅胶水合装置的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型的硅胶水合装置由硅胶水合器l、恒温水槽2、饱和水容器3、 控制箱4、循环水泵5以及相关管线组成。硅胶水合器1是一个带有加热盘管 101和水蒸气分布管件102的夹套容器，该部件上设有硅胶进料口 11、硅胶出 料口 12、空气反冲进口 13、反冲出口 14、饱和水蒸气进口 15、循环水进口 16 和出口17。恒温水槽2设有循环水出口 21、循环水回水口 22和电加热棒201， 通过电加热棒201加热来维持循环水温度的升降和恒定。饱和水容器3设有纯 水加入口 31和饱和水蒸气出口 32。控制箱4包括三个测温热电阻(水合器内硅 胶温度测试点41和循环水温度与饱和水温度测试点42)、循环水泵5的启闭控 制和PID温度控制系统。
本实用新型的硅胶水合装置可分为水合系统、循环水系统和控制系统三部 分。水合系统包括硅胶水合器1和饱和水容器3，饱和水容器3的饱和水蒸气出 口 32通过接管与硅胶水合器1的水蒸气进口 15相连。
循环水系统由恒温水槽2、循环水泵5、硅胶水合器l夹套、加热盘管IOI 和相关管线组成。该系统的连接关系为恒温水槽2的循环水出口 21与循环水泵 5入口相连，循环水泵5的出口与硅胶水合器夹套的循环水进口 16相连，然后
在硅胶水合器1夹套上部通过加热盘管101与循环水出口 17相连，最后经外部 管线回到恒温水槽2的循环水回水口 22。
控制箱4分别与循环水泵5、恒温水槽2的电加热棒201以及三个测温热电 阻41和42相连。控制箱4通过双位开关来控制循环水泵5的启闭，通过PID 控制系统来调节恒温水槽2达到设定的温度。
在进行硅胶水合操作时，硅胶通过硅胶水合器l的进料口 ll加入，然后关 闭进料口 11的阀门。根据水合量调节循环水温度，当恒温水槽2的温度恒定后， 开启循环水泵5，直至硅胶水合器1内硅胶温度和循环水温度与饱和水温度达到 设定温度，开启硅胶水合器1和饱和水容器3连接管上的阀门，使硅胶进行水 合吸附，此时水合系统处于密闭状态。在设定温度下，当硅胶达到吸附平衡时， 硅胶的平衡吸附量即为硅胶的水合量。吸附平衡后，打开硅胶水合器1的出料 口 12、空气反冲进口 13和出口 14进行卸料。最后，使硅胶水合装置的阀门和 控制开关复位，完成硅胶水合操作。
权利要求1、一种硅胶水合装置，其特征在于该装置由密闭的水合系统、循环水系统和控制系统组成，其中水合系统包括硅胶水合器(1)和饱和水容器(3)，饱和水容器(3)的饱和水蒸气出口(32)通过接管与硅胶水合器(1)的水蒸气进口(15)相连；循环水系统由恒温水槽(2)、循环水泵(5)、硅胶水合器(1)夹套、加热盘管(101)和相关管线依次相连构成；控制系统通过控制箱(4)分别与循环水泵(5)、恒温水槽(2)的电加热棒(201)以及三个测温热电阻(41)和(42)相连。
2、 根据权利要求1所述的装置，其特征在于硅胶水合操作时，水合系统是 一个密闭系统。
3、 根据权利要求1所述的装置，其特征在于硅胶水合器(1)是一个具有 加热盘管(101)的夹套容器，容器夹套上端与釜内加热盘管(101)相连，盘 管(101)出口为循环水出口 (17)。
4、 根据权利要求1所述的装置，其特征在于硅胶水合器(1)具有饱和水 蒸气分布管件(102)，水蒸气分布管件(102)由带堵头的圆形总管和三个在其 圆周上均匀分布的带孔分配管构成。
专利摘要本实用新型涉及一种硅胶水合装置。该装置包括密闭的水合系统、循环水系统和控制系统。其中，水合系统由硅胶水合器和饱和水容器组成；循环水系统由恒温水槽、循环水泵、硅胶水合器夹套、加热盘管和相关管线组成；控制系统由温度测试系统、加热控制系统和循环水泵控制开关组成。该装置由于不涉及湿度的测定和控制，只通过温度控制就可实现硅胶的水合及要求的水合量，具有结构简单、操作简便、硅胶水合终点明确和水合量稳定的特点。
文档编号C01B33/00GK201186884SQ20072009286
公开日2009年1月28日 申请日期2007年11月26日 优先权日2007年11月26日
发明者种煜晖, 范忠雷 申请人:郑州大学