[實用新型]一種新型全封閉式用于制造氣相法二氧化硅的反應器

有效

• 申請號: 202020291385.2
• 申請日: 2020-03-10
• 公開（公告）號: CN211813462U
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 李正賓;袁闖
• 申請（專利權）人: 鄭州格矽科技發展有限公司
• 主分類號: C01B33/18
• 分類號: C01B33/18
• 代理公司: 北京細軟智谷知識產權代理有限責任公司 11471
• 代理人: 王文雅

本實用新型提供了一種新型全封閉式用于制造氣相法二氧化硅的反應器，解決了反應器為開式燃燒器與反應器本體兩者分離，反應易受外界環境影響的問題。該裝置包括燃燒器、反應器本體和點火裝置，燃燒器的腔體兩端設置有原料入口和噴嘴，且至少燃燒器的噴嘴部分由反應器本體的一端延伸至其內腔中以使燃燒器和反應器本體形成一體式的封閉結構，反應器本體的另一端設置有反應出口；點火裝置設置于靠近噴嘴位置處用于點燃反應原料。本實用新型燃燒器與反應器本體形成一體式的封閉結構，反應火焰不受外界環境和大氣影響，避免空氣中的雜質和水分進入系統。反應器工作或停車狀態下均可避免環境中的水分與系統殘留物料接觸，進而腐蝕設備的可能性。

技術領域

本實用新型涉及氣相法二氧化硅生產設備技術領域，尤其是涉及一種新型全封閉式用于制造氣相法二氧化硅的反應器。

背景技術

氣相二氧化硅俗稱氣相白炭黑，是一種重要的納米無機化工材料，粒徑微小(7～40nm)，比表面積大(50～400m²/g)，產品純度高(SiO₂≥99.9％)。該產品具有優越的表面化學性能以及良好的生理惰性，在硅橡膠、膠粘劑、油漆、涂料、油墨、電子、紙張、化妝品、醫藥、食品和農業等領域有著廣泛的應用，主要起到補強、增稠、觸變、消光等作用，是國家基礎民生工業、國防工業、高科技領域中不可缺少的原材料和添加助劑，有工業味精之稱。

氣相法二氧化硅的基本制造方法：氣化的四氯化硅或一甲基三氯硅烷、壓縮空氣、氫氣為原料，三者充分混合后進入高溫水解反應器(簡稱“反應器”)，發生反應如下：

a：SiCl₄+3H₂+1.5O₂→SiO₂+4HCl+H₂O

b：CH₃SiCl₃+H₂+2.5O₂→SiO₂+3HCl+H₂O+CO₂

制備的SiO₂在反應器呈現納米級粉體粒子，經過冷卻降溫，多個粉體粒子相互結合和聚集形成微米級粉體顆粒，粉體顆粒再經過氣粉分離、脫酸、干燥等工藝得到成品的氣相法二氧化硅粉體。

其中，反應器又叫高溫水解反應爐，是制造氣相二氧化硅的關鍵設備之一，對氣相白炭黑生產穩定性、安全性、產品品質具有十分關鍵作用，一般由以下部件構成：燃燒器，原料氣流高速噴入反應器內進行高溫水解反應，是控制反應火焰的核心部件；本體，用于接收反應產物；點火系統，用于啟動反應器；以及火焰檢測系統和冷卻系統，冷卻系統，用于迅速帶走生成熱。

本申請人發現現有技術的反應器至少存在以下技術問題：

1、反應器為開式，現有的反應器不是全封閉的，燃燒器和反應器本體是分離的兩部分，由此易導致以下問題：

其一，反應火焰易受外部大氣環境影響，造成火焰不穩定；其二，反應的冷卻過程依靠反應器本體開口部分的大氣氣流作為冷卻氣流，大氣中雜質較多，影響產品品質；其三，停車狀態下，大氣中的水分從開口部位進入反應器，易造成設備腐蝕。

2、燃燒器為雙層結構，僅有點火氣流通道和反應氣流通道；燃燒器火焰受大氣環境影響大；產品指標調整困難，不能生產高指標產品；產品指標控制范圍寬，例如比表面積，一般在指標值±10％波動。

3、反應器本體依靠開口處的風冷換熱，整個依靠負壓吸入大氣氣流冷卻，反應熱交換不好，產能低。

4、點火系統為人工手動點火，操作不安全。

實用新型內容