[发明专利]一种无碱速凝剂的生产工艺及其生产装置

权利要求书

1.一种无碱速凝剂的生产装置，其特征在于，包括反应釜、储存有硫酸铝的硫酸铝储罐、储存有氟化钠的氟化钠储罐、储存有乙醇胺的乙醇胺储罐、储存有纤维素醚的纤维素醚储罐、储存有环糊精改性壳聚糖的环糊精改性壳聚糖储罐、储存有氧化石墨烯的氧化石墨烯储罐以及用于生产制备铝改性纳米二氧化硅的生产机构；所述硫酸铝储罐、氟化钠储罐、乙醇胺储罐、纤维素醚储罐、环糊精改性壳聚糖储罐、氧化石墨烯储罐和生产机构均与反应釜连通，所述生产机构包括CTAB储罐、硅酸钠储罐、硝酸铝储罐、水浴搅拌机构、水洗醇洗装置、煅烧装置和离心干燥装置；

所述煅烧装置包括煅烧炉，所述煅烧炉内倾斜设置有上隔板和下隔板，所述上隔板上端形成上燃烧室，所述下隔板下端形成下燃烧室，所述上隔板与下隔板之间形成煅烧室，所述上隔板与下隔板之间设置有连通上燃烧室和下燃烧室的导气管，所述导气管呈中空设置，所述导气管上设置有气孔，所述导气管中间设置成实心；所述煅烧装置还包括热交换系统，所述热交换系统包括与上燃烧室连通的上蓄热体和与下燃烧室连通的下蓄热体，所述上蓄热体和下蓄热体之间设有自动控制滑阀，所述上燃烧室和下燃烧室上均设置有排气管，所述排气管上设置有单向阀和过滤装置；

所述反应釜内设置有搅拌机构和进料机构，所述进料机构包括用于乙醇胺进料第一进料机构和用于氟化钠进料的第二进料机构，所述第一进料机构包括安装在排气管上的四通阀，所述乙醇胺储罐上安装有出液管和进气管，所述进气管连接在乙醇胺储罐的上端，所述出液管一端插入乙醇胺储罐的内底部，所述四通阀的两个阀口与排气管连通、另两个阀口分别与出液管和进气管连通，所述排气管的输出端与反应釜连通，所述第二进料机构包括安装在氟化钠储罐输出端上的出粉管以及安装在反应釜内部的承载板，所述出粉管的输出端朝向所述承载板且将氟化钠出料至承载板上，所述排气管的输出端朝向所述搅拌机构，且该排气管的输出端朝向所述承载板上端，排气管排出的流体能够将承载板上的氯化氟化钠打向所述搅拌机构；

所述离心干燥装置包括外壳体，所述外壳体内固定连接有升降槽，所述升降槽内设置有转筒，所述转筒的内壁上设置有干燥层，所述干燥层由吸水柔性布包裹颗粒干燥剂，所述升降槽内活动连接有升降板，该升降板上固定连接有滚轴，所述滚轴上设置有受其传动的传送带，所述外壳体的右侧安装有出料管，所述外壳体内底部安装有电机，所述电机的上端输出端上设置有受其控制转动的传动轴，所述传动轴上端固定有旋转平台，所述旋转平台上安装有若干个液压缸，所述液压缸的输出端与升降板固定连接；

所述外壳体内还设置有喷气机构，所述喷气机构安装在外壳体上端中心处，所述反应釜上安装有出气管，所述出气管远离反应釜的一端穿入外壳体与喷气机构连通，所述喷气机构用于向外壳体内喷射气体；

所述喷气机构包括安装在外壳体内的喷头外管，所述喷头外管安装在外壳体内顶壁的中心处，所述喷头外管下端安装有连接件，所述连接件上设置有安装板，所述喷头外管内侧竖直设置有第一挡板和第二挡板，所述第一挡板和第二挡板间隔设置所述第一挡板和第二挡板的下端均与安装板铰接，所述第一挡板和第二挡板相背的一端均设置有拉簧，所述拉簧的一端与安装板连接，所述第一挡板和第二挡板相背的一端均设置有凸轮，所述凸轮上设置有凹齿，所述凸轮上端设置有齿轮，所述喷头外管上还设置有控制齿轮转动的驱动机构，分别设有竖直设置的第三挡板和第四挡板，所述第一挡板与第三挡板接触，所述第二挡板与第四挡板接触，所述第三挡板与第四挡板之间形成通风道，所述通风道与出气管连通；

上述生产装置的生产工艺包括如下步骤：

S1：打开CTAB储罐和硅酸钠储罐，将定量的CTAB、硅酸钠和水在水浴搅拌机构中搅拌至40℃，在CTAB和硅酸钠溶解后打开硝酸铝储罐，加入定量的硝酸铝并继续搅拌4小时，在100℃下老化5天，然后通过水洗醇洗装置进行水洗和醇洗，并加入到离心干燥装置中进行离心干燥；继续将物料放置到煅烧室中，在上燃烧室内添加燃料燃烧，燃烧产生高温的烟气通过导气管的气孔进入煅烧室，对物料进行煅烧，煅烧后的尾气通过导气管进入到下燃烧室中，尾气由下蓄热体吸热储能，当温度降低到110℃下后停止蓄热，打开单向阀，尾气继续进入到排气管中排出；在完成上燃烧室燃烧后，打开下燃烧室使空气进入到下燃烧室内，并在下燃烧室内加入燃料，由下蓄热体进行换热，下燃烧室内的气体变成高温气体与燃料燃烧，燃烧的烟气通过导气管向上进入煅烧室进行煅烧，且煅烧的尾气继续向上进入上燃烧室，由上蓄热体吸热储能，当温度降低到110℃下后停止蓄热，打开单向阀，尾气继续进入到上端的排气管中排出，反复循环进行煅烧，将煅烧好的物料取出制得铝改性纳米二氧化硅；

S2：将煅烧装置中排气管内排出的高温尾气经过过滤装置进行过滤，由过滤装置过滤后的热气从排气管进入到反应釜，在反应釜内加入水，持续通入热气对水进行加热；启动控温机构，打开氮气储罐，通过感温包检测排气管进入反应釜内的热气温度，当气体温度大于60℃时，推杆推动衬套带着过载弹簧和滑套向上移动，此时滑套离开底座，滑套下端的低温氮气连通进入阀芯内与高温气体混合，排气管内的气体开始下降，当温度下降到40℃，感温包冷缩，且衬套在复位弹簧的弹力下向下移动，带着过载弹簧和滑套向下移动，直至滑套重新贴合底座，此时滑套下方的氮气通道关闭，仅供热气流通，以此循环工作，控制进入到反应釜内的气体温度保持在40~60℃，持续通入气体将水加热至40~60℃；

S3：打开硫酸铝储罐，向反应釜内加入定量的硫酸铝，启动搅拌机构进行搅拌使硫酸铝完全溶解，打开氟化钠储罐，氟化钠通过出粉管进入到反应釜内的承载板上，排气管持续通入热风将承载板上的部分氟化钠吹向搅拌机构进行搅拌；然后控制四通阀，使排气管与进气管连通，热气通过进气管到乙醇胺储罐内，热气在乙醇胺储罐挤压乙醇胺，液态的乙醇胺受到气体挤压进入到出液管内然后进入到排气管，从排气管的输出端以喷射的形式将乙醇胺喷射向搅拌机构，同时冲击承载板将承载板上的部分氟化钠一并冲向搅拌机构进行搅拌，直至氟化钠和乙醇胺完全溶解；

S4：通过控温机构调节排气管内通入的热气温度，使反应釜内的温度保持在80℃，打开纤维素醚储罐和环糊精改性壳聚糖储罐，向反应釜内加入纤维素醚和环糊精改性壳聚糖，搅拌溶解后，再加入铝改性纳米二氧化硅，同时打开氧化石墨烯储罐加入氧化石墨烯，搅拌溶解后，冷却至室温，得到无碱速凝剂。