一种用于硅溶胶反应釜的冷凝装置的制作方法

本实用新型属于化工领域，特别涉及一种用于硅溶胶反应釜的冷凝装置。

背景技术：

硅溶胶是高分子二氧化硅微粒分散于水中或有机溶剂中的胶体溶胶。目前硅溶胶已被广泛应用于纤维、织物、纸张、橡胶、涂料、油漆、陶瓷、耐火材料、地板蜡等行业中，另外高品质的硅溶胶在高端的抛光行业中，如半导体晶片和蓝宝石抛光，也有着广泛的应用。

硅溶胶的制备方法主要有以下几种：硅酸乙脂水解法、硅酸钠(水玻璃)溶液电渗析法、气体氟处理硅酸钠法、硅酸钠与乙二醛和盐酸水溶胶互相作用法和硅酸纳水溶液进行离子交换法等。其中，最广泛采用的是硅酸钠水溶液离子交换法。

在硅酸钠水溶液离子交换法制备硅溶胶工艺中，在硅溶胶生长阶段，要控制活性硅酸加入速率与蒸汽的冷凝速率相同，以保持反应釜内液面相对恒定，有利于硅溶胶的生长，因此需要将产生的蒸汽快速冷凝排出。硅溶胶生长阶段结束后，要进行陈化，在硅溶胶陈化阶段，停止加入活性硅酸，需要将蒸汽冷凝水回流入反应釜内，以保证反应釜内液面恒定。在现有技术中，硅溶胶反应釜冷凝器不能很好地做到蒸汽冷凝液的排出和回流的切换。此外，在硅溶胶生产过程中产生蒸汽量较大，易在与卧式冷凝器连接的弯头处产生过大的蒸汽压力，增加了生产不稳定因素。

技术实现要素：

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种简单高效的硅溶胶反应釜冷凝装置，方便地进行蒸汽冷凝液的排出和回流切换，同时减少或防止管道内蒸汽压力对冷凝装置造成的破坏。

本实用新型的用于硅溶胶反应釜的冷凝装置包括蒸汽管道、变径弯头、冷凝器进口管道、冷凝器、冷凝器出口管道、回流管道以及排液管道。其中，蒸汽管道的第一端与硅溶胶反应釜的顶端出口相连接，蒸汽管道的第二端与变径弯头的第一端相连接，变径弯头的第二端与冷凝器进口管道的第一端相连接，冷凝器进口管道的第二端与冷凝器的进口相连接，冷凝器的出口与冷凝器出口管道的第一端相连接，冷凝器出口管道的第二端、回流管道的第一端以及排液管道的第一端之间形成三通连接关系，回流管道的第二端与硅溶胶反应釜的进口相连接；冷凝器出口管道上设有排气口，回流管道上设有回流调节阀，排液管道上设有排液调节阀。

进一步地，变径弯头为两端小、中间大的锥形变径弯头，其中间管径大于蒸汽管道的管径和冷凝器进口管道的管径，有利于减少蒸汽在弯头处产生的压力，提高安全生产系数。优选地，蒸汽管道的管径与变径弯头的中间管径之比为1：1.5～1：3；冷凝器进口管道的管径与变径弯头的中间管径之比为1：1.5～1：3。

进一步地，冷凝器为卧式冷凝器。

进一步地，通过调节回流调节阀和排液调节阀的大小可以控制冷凝水的回流流量，进而控制硅溶胶反应釜内的液面高度。例如，在硅溶胶生长阶段，控制回流调节阀和排液调节阀，使得活性硅酸加入速度与蒸汽冷凝速率相同，有利于硅溶胶颗粒的长大和浓缩；而在硅溶胶陈化阶段，停止加入活性硅酸，关闭排液调节阀，调节回流调节阀，使冷凝水回流到硅溶胶反应釜中，使生长后的硅溶胶陈化稳定。

进一步地，硅溶胶反应釜上设有液位传感器，以实时监控硅溶胶反应釜中的液位高低。回流调节阀和排液调节阀均为自动调节阀，可与硅溶胶反应釜的液位传感器相联通，从而实现自动调节硅溶胶反应釜内的液位高低的功能。

进一步地，硅溶胶反应釜的进口设置于硅溶胶反应釜的顶部或侧壁上部。

本实用新型的用于硅溶胶反应釜的冷凝装置只需要调节排液管道和回流管道上的调节阀就可以很方便地切换蒸汽冷凝液的排出和回流，还可以控制冷凝液的排出速率，使冷凝液的排出速率与活性硅酸加入速率相同，从而维持反应釜内液面恒定，有利于硅溶胶生长。另外，本实用新型还可以有效减少或防止反应釜产生的蒸汽压力对冷凝装置造成破坏。通过以上技术方案，本实用新型的装置可以有效地提高硅溶胶的产率和产品质量。

附图说明

图1是本实用新型一个较佳实施例的用于硅溶胶反应釜的冷凝装置示意图。

其中，1-反应釜，2-蒸汽管道，3-变径弯头，4-冷凝器进口管道，5-冷凝器，6-冷凝器出口管道，7-回流管道，8-排液管道，9-排气口，10-回流调节阀，11-排液调节阀。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例作详细说明，下述的实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

在一个较佳实施例中，如图1所示，本实用新型的用于硅溶胶反应釜的冷凝装置包括蒸汽管道2、变径弯头3、冷凝器进口管道4、冷凝器5、冷凝器出口管道6、回流管道7以及排液管道8。其中，蒸汽管道2的第一端与硅溶胶反应釜1的顶端出口相连接，蒸汽管道2的第二端与变径弯头3的第一端相连接，变径弯头3的第二端与冷凝器进口管道4的第一端相连接，冷凝器进口管道4的第二端与冷凝器5的进口相连接，冷凝器5的出口与冷凝器出口管道6的第一端相连接，冷凝器出口管道6的第二端、回流管道7的第一端以及排液管道8的第一端之间形成三通连接关系，回流管道7的第二端与硅溶胶反应釜1的进口相连接；冷凝器出口管道6上设有排气口9，回流管道7上设有回流调节阀10，排液管道8上设有排液调节阀11。

在一个较佳实施例中，变径弯头3为两端小、中间大的锥形变径弯头，其中间管径大于蒸汽管道2的管径和冷凝器进口管道4的管径，有利于减少蒸汽在弯头处产生的压力，提高安全生产系数。优选地，蒸汽管道2的管径与变径弯头3的中间管径之比为1：1.5～1：3；冷凝器进口管道4的管径与变径弯头3的中间管径之比为1：1.5～1：3。

在一个较佳实施例中，冷凝器5为卧式冷凝器。

在一个较佳实施例中，通过调节回流调节阀10和排液调节阀11的大小可以控制冷凝器5排出的冷凝水的回流流量，进而控制硅溶胶反应釜1内的液面高度。例如，在硅溶胶生长阶段，控制回流调节阀10和排液调节阀11，使得活性硅酸加入速度与蒸汽冷凝速率相同，有利于硅溶胶颗粒的长大和浓缩；而在硅溶胶陈化阶段，停止加入活性硅酸，关闭排液调节阀11，调节回流调节阀10，使冷凝水回流到硅溶胶反应釜1中，使生长后的硅溶胶陈化稳定。

在一个较佳实施例中，硅溶胶反应釜1上设有液位传感器(图中未示出)，以实时监控硅溶胶反应釜1中的液位。回流调节阀10和排液调节阀11均为自动调节阀，可与硅溶胶反应釜1的液位传感器相联通，从而实现自动调节硅溶胶反应釜1的液位的功能。

在一个较佳实施例中，硅溶胶反应釜1的进口设置于硅溶胶反应釜1的顶部或侧壁上部。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的试验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。