一種射頻輻射快速制備氣凝膠粉體生產線制造技術

本發明專利技術涉及一種射頻輻射快速制備氣凝膠粉體生產線，包括溶膠-凝膠設備系統、老化設備系統、置換改性設備系統和干燥設備系統。老化設備系統和置換改性設備系統具有盤曲的凝膠輸運管道，凝膠輸運管道的外部空間布置有射頻輻射發生器。本發明專利技術可以加快氣凝膠制備的老化和置換改性的工藝流程，并實現氣凝膠粉體的連續化、密閉化和自動化生產，是一種高效安全的氣凝膠粉體規?；a方式。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種氣凝膠粉體生產線，特別涉及一種射頻輻射快速制備氣凝膠粉體生產線。
技術介紹
氣凝膠是一種新型的納米多孔材料，因具有超低導熱系數、低密度、低介電常數、低折射率和高比表面積、高絕緣性、高透光性等奇特性能，在熱學、光學、電學、化學、聲學等領域顯示出許多神奇的特性，被稱為改變世界的神奇材料。當前氣凝膠的生產技術主要包括超臨界干燥生產技術和常壓干燥生產技術，盡管經過10多年的發展，生產工藝不斷改進和完善，生產效率不斷提高，但不論國內還是國外企業基本都還是間歇式的半自動化生產，行業內還沒有企業可以做到連續式的全自動生產。一個主要原因是傳統氣凝膠生產工藝的工段時間較長，特別是老化工段和改性工段，往往長達10幾小時乃至數天，這給各工段的銜接帶來很大阻礙。因此，當前各氣凝膠生產企業主要是通過調整各生產工段設備數量組合和優化各工段的銜接來提升整個氣凝膠生產的效率，進而降低成本。間歇式半自動生產方式，不僅阻礙生產效率的提升，由于工段銜接環節多，現場操作工人多，還不利于產品質量的控制、人工成本的控制，生產過程中容易因人員誤操作或乙醇等有機物泄露或設備故障引發的安全事故對現場人員生命安全的保障構成威脅。為解決以上問題，本專利技術提出了一種全新的氣凝膠粉體快速生產線技術。
技術實現思路
一種射頻輻射快速制備氣凝膠粉體生產線，其主要設備組成如下：（1）溶膠-凝膠設備系統；所述溶膠-凝膠設備系統，包括原輔料儲罐、溶膠混合器和凝膠中轉罐；（2）老化設備系統；所述的老化設備系統，包括老化液儲罐、射頻輻射快速老化設備和固液分離裝置；（3）置換改性設備系統；所述的置換改性設備系統，包括置換改性液儲罐、射頻輻射快速置換改性設備和固液分離裝置；（4）干燥設備系統；所述的干燥設備系統，由噴霧干燥塔、分離器、除塵器、冷凝器、冷凝液儲罐、加熱鼓風機組成。所述的射頻輻射，射頻的工作頻率為300KHz~300GHz，射頻輸出功率為250W~1000kW。所述的溶膠混合器，包括帶攪拌的反應釜或在線管道混合器。所述的射頻輻射快速老化設備或射頻輻射快速置換改性設備，具有盤曲的凝膠輸運管道，凝膠輸運管道的外部空間布置有射頻輻射發生器。所述的射頻輻射快速老化設備或射頻輻射快速置換改性設備，凝膠輸運管道的材質為聚合物或陶瓷或玻璃。所述的射頻輻射快速老化設備或射頻輻射快速置換改性設備，凝膠輸運管道可以是前后相連的單層或多層平面布置，也可以是前后相連的單列或多列立面布置。所述的老化設備系統和置換改性設備系統，老化液在老化液儲罐、射頻輻射快速老化設備和固液分離裝置中密閉循環，置換改性液在置換改性液儲罐、射頻輻射快速置換改性設備和固液分離裝置中密閉循環；老化設備系統和置換改性設備系統可以作為獨立設備系統前后串聯，也可以整合為一套設備系統。所述的干燥設備系統，其中噴霧干燥塔，可以僅采用惰性氣體熱風干燥，還可以采用射頻發生器發出射頻輻射干燥與惰性氣體熱風干燥組合干燥。所述射頻輻射快速制備氣凝膠粉體生產線，凝膠設備系統、老化設備系統、置換改性設備系統和干燥設備系統內有惰性氣體密閉循環；惰性氣體包括氮氣、二氧化碳、氦氣、氬氣、氖氣中的一種或幾種。所述射頻輻射快速制備氣凝膠粉體生產線，具有監測裝置和自動控制裝置；監測裝置包括金屬監測裝置、溫度監測裝置、氧濃度監測裝置和有機氣體監測裝置中的一種或幾種，金屬監測裝置監測的金屬粒徑范圍為大于0.1mm，溫度監測裝置監測的溫度范圍為-50~300℃，氧濃度監測裝置監測的氧濃度范圍為0.01%~25%；自動控制裝置包括DCS控制系統裝置或安全連鎖裝置，自動控制裝置的控制界面可以遠離工作現場；射頻發生器、設備工作電機可以通過監測裝置和自動控制裝置實現遠程或現場自動控制、安全連鎖或緊急停車。所述的溶膠-凝膠設備系統包含凝膠中轉罐，這樣可以確保連續化生產過程中有充足的凝膠，提升生產運行穩定性和持續性。所述的射頻輻射快速老化設備或射頻輻射快速置換改性設備，具有盤曲的凝膠輸運管道，凝膠輸運管道可以是前后相連的單層或多層平面布置，也可以是前后相連的單列或多列立面布置?？墒鞘构艿纼饶z有充分的空間與時間接受射頻的輻射，得以快速均勻地完成老化和置換改性的工藝過程。因溶膠-凝膠物料及配比的不同，有時老化和置換改性工藝過程可以同時進行，這時可以將老化設備系統和置換改性設備系統整合成單套設備系統。所述的射頻輻射快速老化設備或射頻輻射快速置換改性設備，凝膠輸運管道的材質為聚合物或陶瓷或玻璃，既起到有效的隔離內膽內的有機氣體和酸、堿組分等進入外部空間，消除安全隱患，改善射頻發生器等部件的工作環境，還能讓射頻發生器發出射頻有效穿透而作用于凝膠及相關物料，提升射頻輻射利用率。干燥設備系統采用了當前粉體干燥領域較為高效成熟的噴霧干燥設備，采用惰性氣體作為熱風介質，密閉循環干燥，可以確保干燥過程中的安全性。所述的射頻輻射快速制備氣凝膠粉體生產線，開車前采用惰性氣體同時對溶膠-凝膠設備系統、老化設備系統、置換改性設備系統和干燥設備系統進行氣體置換。所述的射頻輻射快速制備氣凝膠粉體生產線，具有監測裝置和自動控制裝置，顯著提升了生產的自動化水平和安全控制水平。射頻輻射對氣凝膠快速制備起到兩方面的作用，一是加熱作用，二是化學作用。因氣凝膠制備的原輔料中往往含有水分、乙醇稀釋劑等極性分子，在快速變化的射頻場(300KHz~300GHz)作用下，其極性取向將隨著外部射頻場的變化而變化，造成極性分子的自旋運動效應，此時射頻場的場能轉化為介質內的熱能，使物料溫度升高，而達到射頻加熱的目的。射頻輻射的化學作用非常復雜，除了具有熱效應外還存在一種不是由溫度引起的非熱效應，它能改變反應的動力學性質，降低反應的活化能，加速物料間的物質和能量交換，進而加快反應過程，顯著縮短工藝反應時間。本專利技術中射頻輻射在加速氣凝膠制備的老化工段和置換改性工段的工藝過程都起到了顯著的效果。有益效果與現有技術相比，本專利技術射頻輻射快速制備氣凝膠粉體生產線具有以下顯著優勢：1）生產效率顯著提升。傳統超臨界干燥工藝或常壓干燥工藝生產氣凝膠往往需要數十小時到數天的時間，采用本專利技術可以在1~5h內完成全部生產流程。2）可以實現連續式全自動生產。本專利技術克服了傳統生產線只能間歇式半自動化生產的難題，可以實現連續式全自動生產，乃至實現生產的無人化，將極大促進氣凝膠行業生產水平的自動化和智能化。3）有利于產品質量的控制和本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種射頻輻射快速制備氣凝膠粉體生產線，其特征是，主要設備組成如下：（1）溶膠?凝膠設備系統；所述溶膠?凝膠設備系統，包括原輔料儲罐、溶膠混合器和凝膠中轉罐；（2）老化設備系統；所述的老化設備系統，包括老化液儲罐、射頻輻射快速老化設備和固液分離裝置；（3）置換改性設備系統；所述的置換改性設備系統，包括置換改性液儲罐、射頻輻射快速置換改性設備和固液分離裝置；（4）干燥設備系統；所述的干燥設備系統，由噴霧干燥塔、分離器、除塵器、冷凝器、冷凝液儲罐、加熱鼓風機組成。

【技術特征摘要】
1.一種射頻輻射快速制備氣凝膠粉體生產線，其特征是，主要設備組成如下：
（1）溶膠-凝膠設備系統；
所述溶膠-凝膠設備系統，包括原輔料儲罐、溶膠混合器和凝膠中轉罐；
（2）老化設備系統；
所述的老化設備系統，包括老化液儲罐、射頻輻射快速老化設備和固液分離裝置；
（3）置換改性設備系統；
所述的置換改性設備系統，包括置換改性液儲罐、射頻輻射快速置換改性設備和固液
分離裝置；
（4）干燥設備系統；
所述的干燥設備系統，由噴霧干燥塔、分離器、除塵器、冷凝器、冷凝液儲罐、加熱鼓風
機組成。
2.如權利要求1所述的射頻輻射，其特征是，射頻的工作頻率為300KHz~300GHz，射頻輸
出功率為250W~1000kW。
3.如權利要求1所述的溶膠混合器，其特征是，包括帶攪拌的反應釜或在線管道混合
器。
4.如權利要求1所述的射頻輻射快速老化設備或射頻輻射快速置換改性設備，其特征
是，具有盤曲的凝膠輸運管道，凝膠輸運管道的外部空間布置有射頻輻射發生器。
5.如權利要求1所述的射頻輻射快速老化設備或射頻輻射快速置換改性設備，其特征
是，凝膠輸運管道的材質為聚合物或陶瓷或玻璃。
6.如權利要求1所述的射頻輻射快速老化設備或射頻輻射快速置換改性設備，其特征
是，凝膠輸運管道可以是前后相連的單層或多層平面布置，也可以是前后相連的單列或多
列立面布置。
7....

【專利技術屬性】
技術研發人員：金承黎，
申請(專利權)人：金承黎，
類型：發明
國別省市：浙江;33