本实用新型涉及干燥设备领域，尤其是涉及一种用于生产气凝胶保温材料的密闭式、连续性微波干燥回收系统，属于气凝胶保温材料的生产技术领域。
背景技术：
气凝胶被誉为21世纪最具发展前景的新材料之一，凭借其优异综合性能，包括高比表面积、高孔隙率、低密度、超高绝热性能、超低介电常数以及低折射系数等优异性能，在隔热保温、节能环保、石油化工、药物释放、航空航天等领域具有广阔的应用前景。气凝胶发展伊始，由于其昂贵的制备成本和冗长的制备流程，使其只能应用于航空航天、军工等特殊领域。美国NASA于上世纪率先开发研究、大力推广了气凝胶材料在航空航天领域的应用，如星尘捕获、太空服及太空舱隔热保温等。随着对气凝胶的进一步深入研究以及对高性能新材料的日益需求，气凝胶应用领域逐渐扩展，从早期高端的航空航天市场到如今民用隔热保温市场；相关企业也日益庞大，国内外气凝胶企业如雨后初笋般拔地而起。总体来说，国内气凝胶行业发展较晚，生产工艺和使用标准都远不如美欧等企业成熟。但近些年来随着国内环境恶化-能源短缺带来的阵痛，市场对绿色、节能、环保类新材料呼声高涨，政府也相继出台相关文件，大力扶持气凝胶等新材料的产业化进程和市场推广。由于大量的人力物力投入，国内气凝胶学术研究已经可以比肩欧美水平。但在放大生产和产业化进程中仍缺乏积淀。
当前国内外气凝胶生产工艺大同小异，主要包括：溶胶-凝胶-老化-溶剂置换-改性-(溶剂置换)-干燥工序，其中，干燥工艺是制约气凝胶发展的重要因数。从发展早期的超临界乙醇干燥到温度-压力较低的超临界二氧化碳干燥，再逐步发展了亚临界干燥、冷冻干燥、常压干燥等多种干燥工艺。其中超临界干燥能够较好的保持气凝胶材料的三维网络结构，但由于其属于间断性干燥工艺、操作安全系数低(～35Mpa)、设备投资运行成本高等因素限制，使其并不利于气凝胶大规模工业化生产。常压干燥是被认为最易实现大规模工业化生产干燥方式，但常压干燥工艺的选择，包括厢式干燥、气流干燥、旋转干燥、流化床干燥等，对气凝胶产品的性能及产能都有重要的影响。
如上所述，气凝胶具有优异的隔热保温性能，但传统常压干燥方式都是以热对流-热辐射为传热途径对产品进行加热干燥，对气凝胶材料的干燥均匀性、干燥时间及产品性能都带来不利影响。同时，由于气凝胶常压干燥工艺限制，为了减少干燥过程中带来的材料结构坍塌，大多数干燥介质都是正己烷、庚烷及乙醇等低表面张力的有机溶剂。因此，不论是从气凝胶生产规模、生产成本还是环境影响等因素考虑，如何安全、经济、有效的回收此类有机溶剂成为设计干燥工艺时考虑的重要因素。
研究表明，微波干燥不同于传统干燥方式，后者是由外部热源通过热对流-辐射由表及里的传导式加热，不适合热传导性能较差(或隔热性能较好)的材料，而微波加热是材料有电磁场中由介质损耗引起的内加热，是一种由内而外的加热方式，巧妙避免了传统加热方式因气凝胶材料优异的隔热性能导致的传热困难问题。目前有一些报道公开了利用微波干燥制备气凝胶的方法，但这些方法并未充分考虑气凝胶特性，在粉尘、溶剂回收、安全性及连续性等方面都仍有较多缺陷。
综上所述，如何开发一种传热均匀、效率高、安全、经济、有利产品性能稳定的连续干燥系统，已经成为业界亟待解决的难题。
技术实现要素：
本实用新型的主要目的在于提供一种用于生产气凝胶材料的密闭式连续性微波干燥回收系统，以克服现有技术的不足。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：
本实用新型实施例公开了一种用于生产气凝胶材料的密闭式连续性微波干燥回收系统，包括：
密闭的干燥腔室；
至少一组微波发生器，设于所述干燥腔室内，并至少用以加热分布于所述干燥腔室内的至少部分物料；
送料机构，设于所述干燥腔室的物料入口处，并至少用于将待处理的物料输入所述干燥腔室；
物料传送机构，设于所述干燥腔室内，并至少用于将所述待处理的物料自所述物料入口处连续输往所述干燥腔室的物料出口处，且使所述待处理物料从所述微波发生器的工作区域中连续通过；
卸料机构，设于所述干燥腔室的物料出口处，并至少用于承接从所述物料出口处输出的、处理完毕的物料；
惰性气体强制对流机构，与所述干燥腔室连通，并至少用以提供惰性气体且使所述惰性气体在所述干燥腔室内对流，以及使所述惰性气体携带所述干燥腔室内的挥发性有机溶剂进入溶剂回收机构；
除尘机构，与所述干燥腔室连接，至少用以减少所述物料产生的粉尘进入溶剂回收机构；
溶剂回收机构，与所述干燥腔室连通，至少用以回收所述干燥腔室内的挥发性有机溶剂；
监测单元，至少包括温度传感器、压力传感器、氧含量分析仪中的任意一种或两种以上的组合，至少用以对所述干燥腔室内的一个以上系统安全参数进行监测；以及
控制单元，至少用以调控所述干燥回收系统的各组件的工作状态。
作为本实用新型的优选方案之一，所述送料机构包括螺旋送料器、磁性过滤器、金属探测器以及电动密闭阀门，所述磁性过滤器、金属探测器、电动密闭阀门和所述螺旋送料器的进料口依次连接，且所述金属探测器与电动密闭阀门联锁设置。
作为本实用新型的优选方案之一，所述物料传送机构包括至少一上层传送带和至少一下层传送带，其中一上层传送带的下料端与一相应下层传送带的上料端位于同侧，使得物料从上层传送带的下料端输出后即进入下层传送带的上料端。
进一步的，所述上层传送带和/或下层传送带上还设置有犁形翻料板。
进一步的，所述上层传送带的下料端处还抵近设置有刮板，所述刮板至少用以刮除粘附在传送带上的物料。
进一步的，所述传送带的下料端处还配合设置有挡板，所述挡板至少用以防止粉尘扩散。
作为本实用新型的优选方案之一，所述卸料机构包括一级卸料仓、设置于所述一级卸料仓上的称重模块、与所述一级卸料仓连接的圆盘喂料器以及与所述圆盘喂料器的另一端连接的二级卸料仓。
进一步的，所述一级卸料上与圆盘喂料器的连接处设置有电动密闭阀门。
进一步的，所述圆盘喂料器上与所述二级卸料仓的连接处设置有电动密闭阀门。
进一步的，所述二级卸料仓的出料口处设置有电动密闭阀门。
作为本实用新型的优选方案之一，所述惰性气体强制对流机构包括依次连接的磁流风机、冷凝器、气液分离器以及加热器，所述干燥腔室的相对于其物料入口的另一端口处设置有惰性气体入口，所述磁流风机与所述干燥腔室连通，所述加热器与所述惰性气体入口连通。
进一步的，所述惰性气体入口与气体分布器连通。
进一步的，所述气液分离器与加热器之间通过泄压阀连接。
作为本实用新型的优选方案之一，所述溶剂回收机构包括有机溶剂回收罐，所述有机溶剂回收罐与所述气液分离器连接。
进一步的，所述除尘机构包括布袋除尘器，所述布袋除尘器与所述干燥腔室连通，并与通过精密过滤器与所述磁流风机连接。
更进一步的，所述布袋除尘器与反吹装置连接，所述反吹装置用于定期清理所述布袋除尘器内的粉尘，其至少包括与所述布袋除尘器连通的反吹气体入口。
作为本实用新型的优选方案之一，所述氧含量分析仪与所述干燥腔室连接，所述氧含量分析仪与设置于所述惰性气体入口的惰性气体入口阀联锁设置。
作为本实用新型的优选方案之一，所述压力传感器与所述干燥腔室连接，所述干燥腔室上连接自动排空阀，所述压力传感器与所述自动排空阀联锁设置。
作为本实用新型的优选方案之一，多个所述温度传感器与所述干燥腔室连接，所述温度传感器与微波发生器联锁设置。
作为本实用新型的优选方案之一，所述干燥腔室上开设有可视窗。
与现有技术相比，本实用新型的优点至少在于:
1)本实用新型所采用的热源为微波加热，是一种通过介电损耗由内而外的加热方式，特别适用于气凝胶保温材料的干燥；该微波加热方式具有加热均匀-干燥效率高-升温- 降温速度快等优点。
2)本实用新型设计的干燥系统为连续性干燥系统，通过控制加热功率及物料在系统内停留时间(通过传送机转速调控)，可实现一边进料一边出料达到规模化连续生产。
3)本实用新型设计的干燥系统为密闭式回收系统，能够将挥发的有机溶剂冷凝回收，回收效率大于98％，因而本实用新型能够有效降低气凝胶生产成本，同时对环境污染小。
4)本实用新型设计的干燥系统具有优异的安全性能，系统内设置多个氧含量检测仪 -压力检测仪(与自动排空阀联锁)、温度检测仪-微波发生器功率联锁、金属探测器(与微波发生器联锁)、磁性过滤器、物料输送-进料阀门联锁等元件，从而能够保证干燥运行过程系统的安全性。
5)本实用新型设计的干燥系统，物料在干燥腔室内按照折叠循环路线进行运输，能够有效增加物料在系统内的干燥时间，同时，提高了微波能量利用率；此外，本实用新型设计在传送带设置有犁形翻料板，能够进一步增强物料的干燥均匀性。
6)本实用新型设计的干燥回收系统的磁流风机设置在物料湿端(物料进口处)，能够较大程度上避免系统内引起粉尘；同时，为了进一步减少系统内粉尘，在风机出口和惰性气体入口出都设置了过滤器，能够有效隔绝系统内粉尘。
7)本实用新型设计的干燥系统具有广泛的普适性，能够适应于大多数易燃易爆物质；同时，能够有效与其他干燥方式并用，如气流干燥，将惰性气体入口前加上加热器便可形成微波-气流干燥组合式干燥系统。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型结构特征和技术要点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
图1为本实用新型公开的用于生产气凝胶材料的密闭式连续性微波干燥回收系统的平面结构示意图；
图2为本实用新型公开的干燥二氧化硅气凝胶保温颗粒的样品示意图；
图3为本实用新型公开的干燥二氧化硅气凝胶保温粉末的样品示意图。
附图标记说明：1-微波发生器；2-温度传感器；3-氧含量分析仪；4-犁形翻料板； 5-惰性气体入口与气体分布器；6-挡板；7-刮板；91-上层传送带；92-下层传送带；10- 可视窗；11-一级卸料仓；12-称重模块；13-圆盘喂料器；14-二级卸料仓；15-螺旋送料器；16-金属探测器；17-磁性过滤器；18-布袋除尘器；19-反吹装置；20-反吹气体入口； 21-精密过滤器；22-磁流风机；23-有机溶剂回收罐；24-气液分离器；25-冷凝器；26- 冷媒出口；27-冷媒入口；28-泄压阀；29-加热器；30-压力传感器；31-电动密闭阀门。
具体实施方式
以下将结合本实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行具体、清楚、完整地描述。
参见图1-3所示，本实用新型实施例公开了一种用于生产气凝胶材料的密闭式连续性微波干燥回收系统，包括：
密闭的干燥腔室32；
至少一组微波发生器1，设于干燥腔室32内部，并至少用以加热分布于干燥腔室32内的至少部分物料；
螺旋送料机构，螺旋送料机构设于干燥腔室32的物料入口处，并至少用于将待处理的物料输入干燥腔室32；
物料传送机构，物料传送机构设于干燥腔室32内，并至少用于将所述待处理的物料自所述物料入口处连续输往干燥腔室32的物料出口处，且使所述待处理物料从微波发生器1的工作区域中连续通过；
卸料机构，设于干燥腔室32的物料出口处，并至少用于承接从所述物料出口处输出的、处理完毕的物料；
惰性气体强制对流机构，与干燥腔室32连通，并至少用以提供惰性气体且使所述惰性气体在干燥腔室32内对流，以及使所述惰性气体携带干燥腔室32内的挥发性有机溶剂进入溶剂回收机构；惰性气体强制对流机构至少包括惰性气体入口和气体分布器5，惰性气体入口与气体分布器5连通，其中惰性气体包括氮气、二氧化碳、氩气中的任意一种；
除尘机构，与干燥腔室32连接，至少用以减少物料产生的粉尘进入溶剂回收机构，需要说明的是：经过干燥的物料容易产生粉尘；
溶剂回收机构，与干燥腔室32连通，至少用以回收干燥腔室32内的挥发性有机溶剂；
监测单元，至少包括温度传感器、压力传感器、氧含量分析仪中的任意一种或两种以上的组合，至少用以对干燥腔室32内的一个以上系统安全参数进行监测；以及
控制单元，至少用以调控所述干燥回收系统的各组件的工作状态。
具体的，螺旋送料机构包括螺旋送料器15、磁性过滤器17、金属探测器16以及电动密闭阀门31，磁性过滤器17、金属探测器16、电动密闭阀门31、螺旋送料器的进料口依次连接，且金属探测器16与电动密闭阀门31联锁设置，且螺旋送料器的出料口伸入至干燥腔室 32内，位于物料传送机构的上方。其中，磁性过滤器17能够过滤检测物料中的金属杂质，同时设置的金属探测器16能够监测遗漏而未被过滤的金属杂质，并与电动密闭阀门31联锁设置，一旦监测物料中含有金属物质，则自动关闭电动密闭阀门31，停止进料。
具体的，物料传送机构包括至少一上层传送带91和至少一下层传送带92，其中一上层传送带91的下料端与一相应下层传送带92的上料端位于同侧，使得物料从上层传送带91的下料端输出后即进入下层传送带92的上料端。物料由上层传送带91传送至下层传送带92从而形成折叠循环的运输路线。所述传送带可以根据干燥能力大小设置成多层，以增加物料在干燥腔室32内的干燥时间。
物料由所述的位于上层传送带91的上料端传送至下料端，再落入位于下层传送带92上，物料再由所述的位于下层传送带92的上料端传送至下料端，从而形成了折叠循环的运输路线，如此可以增加物料在干燥腔室32内的停留时间，从而提高干燥效果。
进一步的，上层传送带91和/或下层传送带92上设置有犁形翻料板4，犁形翻料板4可以翻动物料，从而能够增强物料干燥效果；上层传送带91的下料端处还抵近设置有刮板7，所述刮板7至少用以刮除粘附在传送带上的物料，避免物料黏连在上层传送带91上；传送带 9的下料端还配合设置有向外向下延伸的挡板6，挡板6用于减小物料下落引起的粉尘，以防止粉尘扩散。
具体的，卸料机构包括一级卸料仓11、设置于一级卸料仓11上的称重模块12、与一级卸料仓11连接的圆盘喂料器13以及与圆盘喂料器13的另一端连接的二级卸料仓14。
进一步的，一级卸料上与圆盘喂料器13的连接处设置有电动密闭阀门31；和/或，圆盘喂料器13上与二级卸料仓14的连接处设置有电动密闭阀门31；和/或，二级卸料仓14的出料口处也设置有电动密闭阀门。
干燥后的物料由位于下层传送带92下落到一级卸料仓11内，达到一定重量时，圆盘喂料器13自动卸料到二级卸料仓14，卸料后圆盘喂料器13的电动密闭阀门31关闭，随后，二级卸料仓14上的电动密闭阀门31打开卸料，此时系统仍处于密闭状态。
具体的，惰性气体强制对流机构包括依次连接的磁流风机22、冷凝器25(冷凝器25具有冷媒出口26和冷媒入口27)、气液分离器24以及加热器29，磁流风机22与干燥腔室32连通，加热器29与惰性气体入口连通；气液分离器24与加热器29之间通过泄压阀28连接。
溶剂回收机构包括有机溶剂回收罐23，有机溶剂回收罐23与气液分离器24连接。
除尘机构包括布袋除尘器18，布袋除尘器18与干燥腔室32连通，并与通过精密过滤器 21与磁流风机22连接；优选的，布袋除尘器18与反吹装置19连接，反吹装置19用于定期清理布袋除尘器18内的粉尘，其至少包括与布袋除尘器18连通的反吹气体入口20。
挥发的有机溶剂通过磁流风机22引入冷凝器25，冷凝器25将挥发的有机气体冷凝成回流，位于冷凝器25下方的气液分离器24将冷凝后的有机溶剂和惰性气体分开，随后，冷凝后的有机溶剂流入有机溶剂回收罐23进行回收，而惰性气体则循环进入干燥腔室32内。且，本实用新型设计有加热器29，通过加热器29能够将循环的惰性气体在进入干燥腔室32之前进行加热，从而以增加物料干燥速度。布袋除尘器18与干燥腔室32连通能够大量减少粉尘，反吹装置19能够定期清理布袋吸附的粉尘。
具体的，氧含量分析仪3与干燥腔室32连接，氧含量分析仪3与设置于所述惰性气体入口的惰性气体入口阀联锁设置，压力传感器30与干燥腔室32连接，干燥腔室32上连接自动排空阀，压力传感器30与自动排空阀联锁设置；干燥腔室32内氧含量与惰性气体入口阀联锁设置，能够及时用惰性气体置换系统内氧气，并通过自动排空阀排除氧气。
多个温度传感器2与干燥腔室32连接，温度传感器2与微波发生器1联锁设置，当超过安全温度时则降低微波发生器1的功率；此外，干燥腔室32上开设有可视窗10，通过可视窗10可以观察物料的干燥情况。
控制单元分别与微波发生器1、螺旋送料机构、物料传送机构、卸料机构、惰性气体输入机构以及除尘及溶剂回收机构电连接。控制单元可以各机构按照设定顺序进行工作，控制单元采用PLC控制模块。
以下结合具体实施例对本实用新型的技术方案作进一步的说明。
实施例1
以工业M3.2级工业水玻璃、31％盐酸为原料，分别用工业水稀释3倍和2倍。将盐酸稀释液加入水玻璃稀释液中，调节Ph＝9，均匀搅拌后倒入陈化槽中，升温至60℃，静置3小时后得到二氧化硅水凝胶；接着，用乙醇/凝胶体积比1:1的乙醇对二氧化硅水凝胶反复置换两次，每次4小时，从而获得二氧化硅醇凝胶；置换完成后，再用体积比1:1的乙醇和三甲基氯硅烷混合液倒入二氧化硅醇凝胶中，并淹没二氧化硅醇凝胶，继续保温两小时，从而获得疏水二氧化硅醇凝胶待干燥备用。
启动本实用新型的用于生产气凝胶保温材料的微波干燥回收系统，打开自动排空阀，先用氮气吹扫系统，氧含量达标后打开微波发生器1，微波功率调制50kw；与此同时，启动冷凝器25、物料传送机构(10mm/s)、螺旋送料机构(300kg/h)，协同好加料速度和螺旋送料器15的速度，干燥系统内温度稳定为150℃；通过卸料机构卸料后便可持续获得二氧化硅气凝胶保温颗粒。
获得的二氧化硅气凝胶保温颗粒密度为0.1g/cm3，比表面积为650m2/g，导热系数为0.018W/m·k。通过本系统干燥乙醇冷凝回收效率>98％。
实施例2
以工业正硅酸乙酯(40％)原料，乙醇和水为溶剂，31％盐酸为催化剂。原料配比为n(TEOS)： n(H2O)：n(EtOH)：n(HCl)＝1:4:6:7.5×10-3。配液完成后将混合液置于90℃下冷凝回流0.5 到水解液，再加入氨水(0.05mol/L)调节溶液PH＝8；再倒入陈化槽中，40℃老化3小时，获得二氧化硅湿凝胶；接着，用己烷/凝胶体积比1:1的己烷对二氧化硅湿凝胶浸泡4小时置换一次，从而获得二氧化硅凝胶；置换完成后，再用体积比1:1的己烷醇和三甲基氯硅烷混合液倒入二氧化硅凝胶中，并淹没二氧化硅凝胶，继续保温两小时，从而获得疏水二氧化硅凝胶，再分散疏水二氧化硅凝胶，从而获得疏水二氧化硅分散浆，待干燥备用。
启动本实用新型的用于生产气凝胶保温材料的微波干燥回收系统，打开自动排空阀，先用氮气吹扫系统，氧含量达标后打开微波发生器1，微波功率调制30kw。同时，启动冷凝器 25、物料传送机构(10mm/s)、螺旋送料机构(200kg/h)，协同好加料速度和螺旋送料器 15的送料速度，干燥系统内温度稳定为140℃；通过卸料机构卸料后便可持续获得二氧化硅气凝胶粉体。
获得的二氧化硅气凝胶保温颗粒密度为0.06g/cm3，比表面积为1000m2/g，导热系数为 0.015W/m·k。通过本系统干燥己烷冷凝回收效率>98％。
实施例3
以六水合三氯化铝原料，乙醇和水为溶剂，1,2-环氧丙烷为助凝剂，固定摩尔比为 n(AlCl3·6H2O)：n(H2O)：n(EtOH)：n(PO)＝1:35:12:8。配液完成后倒入陈化槽中，加热40℃，静置2小时得到氧化铝湿凝胶。用乙醇/凝胶体积比1:1的乙醇对氧化铝湿凝胶反复置换两次，每次4小时，从而获得氧化铝醇凝胶；置换完成后，再用体积比1:1的乙醇和三甲基氯硅烷混合液倒入氧化铝湿凝胶中，淹没氧化铝湿凝胶，继续保温两小时，从而获得疏水氧化铝醇凝胶，以待干燥备用。
启动本实用新型的用于生产气凝胶保温材料的微波干燥回收系统，打开自动排空阀，先用氮气吹扫系统，氧含量达标后打开微波发生器1，微波功率调制30kw。同时启动冷凝器25、物料传送机构(10mm/s)、螺旋送料机构(200kg/h)，协同好加料速度和送料速度，干燥系统内温度稳定为150℃；通过卸料机构卸料后便可持续获得氧化铝气凝胶保温颗粒。
获得的二氧化硅气凝胶保温颗粒密度为0.1g/cm3，比表面积为500m2/g，导热系数为 0.020W/m·k。通过本系统干燥乙醇冷凝回收效率>98％。
上述具体实施方式，仅为说明本实用新型的技术构思和结构特征，目的在于让熟悉此项技术的相关人士能够据以实施，但以上所述内容并不限制本实用新型的保护范围，凡是依据本实用新型的精神实质所作的任何等效变化或修饰，均应落入本实用新型的保护范围之内。