一种熔融雾化系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种熔融雾化系统，该系统包括依次连接的储料桶、输送给料机、熔化炉、雾化罐和筛分机构，熔化炉内设有快速熔化装置和雾化中间包炉，雾化罐内设有雾化盘，雾化中间包炉通过导流管与雾化盘连接，筛分机构内置有筛网，筛分机构底部通过管路与成品包装机相连，该段管路上设有粉末出料阀，筛网上方通过收集管路与粗粉收集罐。熔化炉先将氯化亚铜原料快速熔化，然后通过雾化中间包炉升温、保温，熔融液体供连续雾化。本实用新型专利技术可以实现球形氯化亚铜粉末的连续化工业生产，CuCl粉末球形度好，粒度十分集中、颗粒分散性好、催化活性好、催化质量一致性高。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种球形无机盐粉末生产方法，特别涉及一种熔融雾化系统。
技术介绍
有机合成工业中氯化亚铜是应用极为广泛的一种催化剂，在其催化作用下能够生产多种有机化工产品，如乙烯基乙炔，一氯丁二烯，丙烯腈，甲基氯硅烷等，特别是有机硅工业生产甲基氯硅烷混合单体时，几乎为必用催化剂。石油化工行业中也常用氯化亚铜用作脱色剂，脱硫剂及脱离剂，在油脂化工行业主要用作催化剂和还原剂。目前，在有机硅合成工业最广泛使用的是湿法生产的氯化亚铜粉末。这种氯化亚铜粉末催化剂主要是通过沉淀法化学反应后经醇洗、水洗得到的氯化亚铜晶体粉末，形状不规则，粉末团聚现象严重，分散性较差，易吸潮，表面羟基富集，催化副产品多，催化效率较低。中国专利CN1027508C也使了这种催化剂来合成有机硅单体。日本专利JP 2002234731描述了一种气体雾化技术生产球形氯化亚铜的方法。此方法是通过将熔融氯化亚铜原料用高压气体雾化成球形粉末，尽管球形氯化亚铜粉末催化特性好，但由于气雾化制粉技术的粉末粒度离散系数大，因此用这种方法制备的粉体还有一些不足：1)，雾化粉末需要后续流程中进行大量的粉末再分级分选，将一些过细或过粗的粉末通过分选分级后最终才得到成品粉末，成品率较低；2)，同时气体雾化消耗大量的雾化介质：惰性气体，如氮气，造成能源的过度消耗；3)，由于氯化亚铜有轻微的毒性，粉末分级后大量的超细粉末导入沉降过滤和碱液吸收机构，以及大量的雾化尾气等造成大量的环境压力。在化工合成工业中，催化剂的活性往往对产品的转化率及产品品质有较大的影响，因此提高催化剂活性可以提高产品转化率及品质，还能减少催化剂的用量，从而显著降低合成产品的生产成本。
技术实现思路
本技术提供一种熔融雾化系统，该系统适用于生产高活性球形氯化亚铜催化剂。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种熔融雾化系统，包括依次连接的储料桶、输送给料机、熔化炉、雾化罐和筛分机构，熔化炉内设有快速熔化装置和雾化中间包炉，雾化罐内设有雾化盘，雾化中间包炉通过导流管与雾化盘连接，筛分机构内置有筛网，筛分机构底部通过管路与成品包装机相连，该段管路上设有粉末出料阀，筛网上方通过收集管路与粗粉收集罐。熔化炉先将氯化亚铜原料快速熔化，然后通过雾化中间包炉升温、保温，熔融液体供连续雾化。作为优选，快速熔化装置和雾化中间包炉是两个独立的炉子，或是含有两部分加热、共用一个炉体的炉子；筛分机构是一台外部筛分机，或者是安装在雾化罐末端或雾化罐内的内置筛分机。作为优选，雾化罐内安装有光照系统，光照系统向正在雾化的粉末照射可见光，进一步促使CuCl粉末颗粒表面氧化亚铜膜的生成。在有氧的环境中，当被雾化的氯化亚铜液滴或固体颗粒受到光照时，可以进一步诱发CuCl颗粒中氧化亚铜膜的生成，控制氯化亚铜催化剂颗粒的表面活性。作为优选，在雾化时向雾化罐注入100W～3KW的光照，在极短时间内加强复合CuCl催化剂生成。作为优选，雾化罐配置冷却机构，所述的冷却机构是在雾化罐壁上设置的内部容纳冷却介质的双层结构，或者是在雾化罐的罐体内设置的盘管，或是这两种结构的组合。冷却机构内可以用低温的水、或其他冷媒如液氨、氟里昂等一种或多种组合。作为优选，雾化盘的主体材料选用石英、刚玉、氧化锆、铜、铜合金或它们的复合材料。作为优选，雾化罐外设置一个用于对雾化气氛中氧浓度进行控制的气氛控制机构。为了获取高的成品率和雾化态粉末的粒度集中性，技术人对所述的雾化盘的结构经过特殊设计，根据熔融CuCl的表面张力、粘滞力以及和雾化盘之间的摩擦力设计雾化液体抛射角，使液体在盘面上尽量简单受剪切力，使雾化转变成由盘的边缘线速度控制的单一雾化结果，雾化态粉末的粒度分布在中位粒径附近十分集中，使雾化态粉末的离散度显著减小，雾化态粉末的成品率大幅度提高。雾化盘通过调节雾化线速度调节粉末粒度，使生产系统在制造各种粒度的粉末的产品时都能获得高的成品率。雾化盘由高速马达带动转动，高速马达的速度在6000～40000rpm范围内可调，以适应生产不同粒度的氯化亚铜粉末产品需求。作为优选，所述雾化盘的雾化抛射角a(垂直中心截面上液体在盘边缘离开盘的方向与水平之间的夹角，如图2所示)为5～35度，最佳抛射
角为10～25度。这一条件可以获得高粒度分布集中的粉末产品，获得极高的成品率，这种产品的分散性好、催化活性高。在此范围内，雾化态粉末的离散系数σ＝(D84/D16)1/2从一般雾化设计的大于2降低到1.4～1.6，大幅度提高雾化粉末的成品率。如需不同粒度的粉末产品时，通过调节雾化线速度调节产品粒度，而不加大雾化态粉末的离散度，仍然保持高的粉末成品率。通过这种优化，其雾化态粉末产品的成品率可大于95％，理想运行时达到99％，比未优化设计时高出15～30％。作为优选，雾化罐通入氮气、氩气等惰性气体作为保护气体。雾化同时可以向雾化罐通入干燥空气或单质氧气，通过雾化罐的气氛控制机构实现雾化气氛中氧浓度控制，氧浓度的控制范围为0～10％。高温下(在CuCl熔融温度以上条件下)在适当氧的存在时让体系诱发以下反应：4CuCl+1/2O2→Cu2O+2CuCl2 (1)2CuCl→CuCl2+Cu (2)球形CuCl粉末颗粒中适量的Cu和Cu2O的形成，建立了CuCl材料中的复合催化反应体系，可以改变或提高氯化亚铜催化剂的催化活性，为有机硅单体合成的催化剂改性或提高活性提供更多选择。作为优选，氧化亚铜的部分氧化过程采用光照的办法，加速CuCl的氧化，提高CuCl粉末颗粒中Cu2O的含量，进一步提高催化活性。作为优选，快速熔化装置的熔化速率是雾化速率的1.2～2倍。上述制备方法中氯化亚铜原料装入储料桶可以通过预先装入或用风力输送的办法装入储料桶。与其他氯化亚铜粉末制备技术比较，本技术制得的粉末形状为球形，具有高催化活性；利用高速旋转的机械式离心雾化而不直接采用其他雾化动力介质，仅消耗氮气等适当的保护气体，所以大幅降低能源消耗、并减轻雾化产生废气导致的环保压力；进一步地，通过对雾化盘的特殊设计，大幅度提高雾化粉末的成品率。这样雾化产品粒度可控可调，粉末成品率大于95％，可大幅度缩减生产工艺流程，降低了粉末的泄漏风险，并进一步提高粉末产品品质。本技术可以实现球形氯化亚铜粉末的连续化工业生产，CuCl粉末球形度好，粒度十分集中、颗粒分散性好、催化活性好、催化质量一致性高。同时，作为工业化生
产方式，生产效率高、产品成本低、生产流程简单，有利于品质控制、更有利于环保。附图说明图1是本技术的金属粉末熔融雾化系统的结构示意图，图中：1，储料桶 2，输送给料机 3，熔化炉 4，快速熔化装置5，雾化中间包炉 6，导流管 7，雾化盘 8，冷却机构9，气氛控制机构 10，雾化罐 11，筛分机构 12，筛网13，粉末出料阀 14，成品包装机 15，粗粉收集罐 16，碱吸收塔17，光照系统；图2是本技术的雾化盘抛射角示意图图3是本技术雾化CuCl粉末的光学显微形貌照片，x100；图4是本技术制造的雾化态CuCl粒度分布图。具体实施方式下面通过具体实施例，并结合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种熔融雾化系统，其特征在于：包括依次连接的储料桶（1）、输送给料机（2）、熔化炉（3）、雾化罐（10）和筛分机构（11），熔化炉内设有快速熔化装置（4）和雾化中间包炉（5），雾化罐（10）内设有雾化盘（7），雾化中间包炉通过导流管（6）与雾化盘（7）连接，筛分机构内置有筛网（12），筛分机构底部通过管路与成品包装机（14）相连，该段管路上设有粉末出料阀（13），筛网上方通过收集管路与粗粉收集罐（15）。

【技术特征摘要】
1.一种熔融雾化系统，其特征在于：包括依次连接的储料桶（1）、输送给料机（2）、熔化炉（3）、雾化罐（10）和筛分机构（11），熔化炉内设有快速熔化装置（4）和雾化中间包炉（5），雾化罐（10）内设有雾化盘（7），雾化中间包炉通过导流管（6）与雾化盘（7）连接，筛分机构内置有筛网（12），筛分机构底部通过管路与成品包装机（14）相连，该段管路上设有粉末出料阀（13），筛网上方通过收集管路与粗粉收集罐（15）。2.根据权利要求1所述的熔融雾化系统，其特征在于：快速熔化装置和雾化中间包炉是两个独立的炉子，或是含有两部分加热、共用一个炉体的炉子；筛分机构是一台外部筛分机，或者是安装在雾化罐末端或雾化罐内的内置筛分机。3.根据权利要求1所述的熔融雾化系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈新国，
申请(专利权)人：湖州慧金材料科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33