[發(fā)明專利]一種氧化法連續(xù)制備納米SiO2的裝置及工藝方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710159766.8
• 申請日: 2017-03-17
• 公開（公告）號: CN106745012A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 彭興東;張雪健;邊迪;韓遠昆;余東
• 申請（專利權(quán)）人: 遼寧科技大學(xué)
• 主分類號: C01B33/18
• 分類號: C01B33/18;B82Y30/00
• 代理公司: 沈陽亞泰專利商標(biāo)代理有限公司21107
• 代理人: 周濤

1.氧化法連續(xù)制備納米SiO₂微粉的工藝方法，其特征在于：包括以下步驟：

a 熔融工業(yè)硅

將工業(yè)硅裝爐；利用啟動爐配合坩堝對硅原料進行加熱至熔融，同時配合頂部吹O₂熔煉硅原料；

b.排放廢氣

在熔煉硅原料時，開放廢氣放散系統(tǒng)，將廢氣導(dǎo)出；

c.熔融硅精煉及氧化

將熔融硅溫度控制在1450～1550℃范圍內(nèi)，在反應(yīng)爐內(nèi)對熔融硅進行精煉，精煉過程包括：吹氧、倒渣操作；精煉后，通過爐底透氣磚或頂?shù)讖?fù)吹方式供氧，利用化學(xué)熱使Si+O₂→SiO₂反應(yīng)發(fā)生；

d.分級收集

當(dāng)觀察到SiO₂純凈煙塵的蒸發(fā)和逸出后，關(guān)閉放散系統(tǒng)，開啟分級收集系統(tǒng)的抽風(fēng)機，利用分級收集系統(tǒng)對SiO₂煙塵進行依次收集，此時可收集到納米級SiO₂微粉；

e. 產(chǎn)品收集

將收集到的納米級SiO₂微粉進行裝袋收集，并傳送而出；

f. 原料添加

調(diào)節(jié)反應(yīng)爐供電功率在15kW～50kW范圍內(nèi)，以維持爐內(nèi)反應(yīng)物溫度，此時直接向反應(yīng)爐間斷性添送硅原料，實現(xiàn)了生產(chǎn)的連續(xù)性。

2.氧化法連續(xù)制備納米SiO₂微粉的裝置，包括加料熔煉系統(tǒng)，其特征在于：加料熔煉系統(tǒng)上方通過煙氣通道依次與廢氣放散系統(tǒng)和分級收集系統(tǒng)相連，廢棄放散系統(tǒng)和分級收集系統(tǒng)之間設(shè)置有放散閥。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述氧化法連續(xù)制備納米SiO₂微粉的裝置，其特征在于：所述加料熔煉系統(tǒng)包括中頻感應(yīng)爐，中頻感應(yīng)爐內(nèi)設(shè)置有坩堝，坩堝上方設(shè)置有密封罩，坩堝上方設(shè)置有密封罩，密封罩上和坩堝底部均設(shè)置有與氧氣站相連的送氣管；相應(yīng)于坩堝的側(cè)方設(shè)置有加料臺；所述廢氣放散系統(tǒng)包括與煙氣通道相連的水冷煙道、吸風(fēng)裝置和放散管組成；所述分級收集系統(tǒng)包括多個與抽風(fēng)機相連的布袋收集裝置，布袋收集裝置外設(shè)置具有抽風(fēng)機的反吹清灰裝置；布袋收集裝置之間的煙氣通道內(nèi)設(shè)置有分級篩網(wǎng)，布袋收集裝置的底部設(shè)置具有噴霧裝置的加密室。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述氧化法連續(xù)制備納米SiO₂微粉的裝置，其特征在于：所述的加料熔煉系統(tǒng)和廢氣放散系統(tǒng)還設(shè)置有測溫儀，所述的氧氣站還設(shè)置有測壓儀器。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述氧化法連續(xù)制備納米SiO₂微粉的裝置，其特征在于：所述送氣管包括密封罩上方與卷揚機構(gòu)相連的上送氣管和坩堝底部的雙吹氣管。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述氧化法連續(xù)制備納米SiO₂微粉的裝置，其特征在于：所述煙氣通道上還設(shè)置有吸風(fēng)降溫閥。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述氧化法連續(xù)制備納米SiO₂微粉的裝置，其特征在于：所述坩堝包括與升降系統(tǒng)相連的石墨坩堝，石墨坩堝底部設(shè)置有漏孔，石墨坩堝底部外設(shè)置有BN或ZrB質(zhì)坩堝。