纳米二氧化钛的制备系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种纳米二氧化钛的制备系统。该制备系统包括氢气供应装置、压缩空气供应装置、四氯化钛蒸汽供应单元、燃烧反应装置和冷却装置。其中燃烧反应装置设置有气固反应物出口，燃烧反应装置与氢气供应装置经氢气供应管路相连通，燃烧反应装置与压缩空气供应装置经压缩空气供应管路相连通，燃烧反应装置与四氯化钛蒸汽供应单元经四氯化钛蒸汽供应管路相连通；冷却装置设置有气固反应物入口，且气固反应物入口与气固反应物出口相连通。通过上述制备系统制备二氧化钛时反应条件较为温和，有利于实现二氧化钛的产业化生产。由于设置了冷却装置，这使得采用本申请提供的二氧化钛装置制得的二氧化钛颗粒的粒径更小，且粒径分布更加集中。

【技术实现步骤摘要】
纳米二氧化钛的制备系统
本技术涉及无机金属化合物领域，具体而言，涉及一种纳米二氧化钛的制备系统。
技术介绍
近年来，由于纳米二氧化钛具有非常优秀的性能而使其用途越来越广泛，年产量增长率达到了9％以上。纳米TiO2具有十分宝贵的光学性质，在汽车工业及诸多领域都显示出美好的发展前景。纳米TiO2还具有很高的化学稳定性、热稳定性、无毒性、超亲水性、非迁移性，且完全可以与食品接触，所以被广泛应用于抗紫外材料、纺织、光催化触媒、自洁玻璃、防晒霜、涂料、油漆、油墨、食品包装材料、造纸工业、航天工业中、锂电池中。到目前为止，纳米TiO2的制备方法总体上可以分为气相法和液相法。国内生产纳米二氧化钛的工艺主要是依靠液相法。液相法的优点是原料来源广、成本低、设备简单、便于大规模生产。但液相法容易造成物料浓度分布不均，产品大小和形状不均，在干燥和锻烧过程中容易引起粒子间的团聚，特别是硬团聚，使产品的分散性变差，影响产品的使用效果和应用范围。而气相法的优点是反应速度快，能实现连续生产，而且产品纯度高、分散性好、团聚少、表面活性大，产品特别适用于精细陶瓷材料、催化剂材料和电子材料。但气相反应对反应器的形式、设备的材质、加热方式、进料方式均有很高的要求，且制得的产品颗粒粒度较大。这使得气相法的应用范围受到大大限制。
技术实现思路
本技术的主要目的在于提供一种纳米二氧化钛的制备系统，以解决气相法制备纳米二氧化钛的颗粒粒度较大的问题。为了实现上述目的，本技术提供了一种纳米二氧化钛的制备系统，包括：氢气供应装置；压缩空气供应装置；四氯化钛蒸汽供应单元；燃烧反应装置，设置有气固反应物出口，燃烧反应装置与氢气供应装置经氢气供应管路相连通，燃烧反应装置与压缩空气供应装置经压缩空气供应管路相连通，燃烧反应装置与四氯化钛蒸汽供应单元经四氯化钛蒸汽供应管路相连通；及冷却装置，设置有气固反应物入口，且气固反应物入口与气固反应物出口相连通。进一步地，制备系统还包括气固分离单元，气固分离单元与冷却装置经冷却物料输送管路相连通，气固分离单元用于对冷却装置输送出的冷却物料进行气固分离。进一步地，气固分离单元包括：旋风分离装置，设置有旋风分离入口、气体出口和第一固体出口，且旋风分离入口与冷却装置经冷却物料输送管路相连通；及过滤装置，设置有气体入口、酸气出口和第二固体出口，且气体入口与气体出口相连通。进一步地，制备系统还包括淋洗装置，淋洗装置与酸气出口经酸气输送管路相连。进一步地，制备系统还包括水洗装置，水洗装置设置在酸气输送管路上。进一步地，制备系统还包括脱酸装置，脱酸装置分别与第一固体出口和第二固体出口相连通，脱酸装置用于将第一固体出口和第二固体出口排出的纳米二氧化钛中的酸气脱除。进一步地，制备系统还包括晶粒细化剂供应装置，晶粒细化剂供应装置与燃烧反应装置相连通。进一步地，制备系统还包括晶型转化剂供应装置，晶型转化剂供应装置与燃烧反应装置相连通。进一步地，冷却装置为循环水冷装置。进一步地，四氯化钛蒸汽供应单元包括：四氯化钛供应装置，及汽化装置，汽化装置与四氯化钛供应装置相连通，汽化装置用于使四氯化钛固体转化为四氯化钛蒸汽。应用本技术的技术方案，氢气和压缩空气中的氧气进行燃烧得到水蒸气，四氯化钛蒸汽在上述水蒸汽的氛围中水解得到含二氧化钛的气固混合物。通过上述制备系统制备二氧化钛时反应条件较为温和，因而整个反应过程所需的反应装置的材质及进料方式要求不高，从而有利于实现二氧化钛的产业化生产。同时由于设置了冷却装置，这使得采用本申请提供的二氧化钛装置制得的二氧化钛颗粒的粒径更小，且粒径分布更加集中。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1示出了根据本技术的一种典型的实施方式提供的一种纳米二氧化钛的制备系统的示意图；图2示出了根据本技术的另一种优选的实施方式提供的一种纳米二氧化钛的制备系统的示意图。其中，上述附图包括以下附图标记：10、氢气供应装置；20、压缩空气供应装置；30、四氯化钛蒸汽供应单元；31、四氯化钛供应装置；32、汽化装置；40、燃烧反应装置；41、晶粒细化剂供应装置；42、晶型转化剂供应装置；50、冷却装置；60、气固分离单元；61、旋风分离装置；62、过滤装置；70、淋洗装置；80、水洗装置；90、脱酸装置。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本技术及其应用或使用的任何限制。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。正如
技术介绍
所描述的，气相法制得的纳米二氧化钛颗粒粒度较大的问题。为了解决上述技术问题，本技术提供了一种纳米二氧化钛的制备系统，如图1所示，该制备系统包括氢气供应装置10、压缩空气供应装置20、四氯化钛蒸汽供应单元30、燃烧反应装置40和冷却装置50。其中燃烧反应装置40设置有气固反应物出口，燃烧反应装置40与氢气供应装置10经氢气供应管路相连通，燃烧反应装置40与压缩空气供应装置20经压缩空气供应管路相连通，燃烧反应装置40与四氯化钛蒸汽供应单元30经四氯化钛蒸汽供应管路相连通；冷却装置50设置有气固反应物入口，且气固反应物入口与气固反应物出口相连通。氢气供应装置10提供的氢气和压缩空气供应装置20提供的压缩空气在燃烧反应装置40中进行燃烧得到水蒸气，四氯化钛蒸汽供应单元30提供的四氯化钛蒸汽在上述水蒸汽的氛围中水解得到含二氧化钛的气固混合物；然后将上述气固混合物经冷却装置50进行冷却得到混合型的纳米二氧化钛。通过上述制备系统制备二氧化钛时反应条件较为温和，因而整个反应过程所需的反应装置的材质及进料方式要求不高，从而有利于实现二氧化钛的产业化生产。同时由于设置了冷却装置50，这使得采用本申请提供的二氧化钛装置制得的二氧化钛颗粒的粒径更小，且粒径分布更加集中。优选，如图2所示，上述四氯化钛蒸汽供应单元30包括四氯化钛供应装置31和汽化装置32，其中汽化装置32与四氯化钛供应装置31相连通，用于使四氯化钛固体转化为四氯化钛蒸汽。在一种优选的实施方式中，如图2所示，制备系统还包括气固分离单元60，气固分离单元60与冷却装置50经冷却物料输送管路相连通，气固分离单元60用于对从冷却装置50输送出的冷却物料进行气固分离。通过气固分离单元60能够对冷却后的气固混合物中的酸气与纳米二氧化钛分离，这有利于在后续流程中对酸气进行处理以保护环境。在一种优选的实施方式中，如图2所示，气固分离单元60包括旋风分离装置61本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米二氧化钛的制备系统，其特征在于，包括：氢气供应装置(10)；压缩空气供应装置(20)；四氯化钛蒸汽供应单元(30)；燃烧反应装置(40)，设置有气固反应物出口，所述燃烧反应装置(40)与所述氢气供应装置(10)经氢气供应管路相连通，所述燃烧反应装置(40)与所述压缩空气供应装置(20)经压缩空气供应管路相连通，所述燃烧反应装置(40)与所述四氯化钛蒸汽供应单元(30)经四氯化钛蒸汽供应管路相连通；及冷却装置(50)，设置有气固反应物入口，且所述气固反应物入口与所述气固反应物出口相连通。

【技术特征摘要】
1.一种纳米二氧化钛的制备系统，其特征在于，包括：氢气供应装置(10)；压缩空气供应装置(20)；四氯化钛蒸汽供应单元(30)；燃烧反应装置(40)，设置有气固反应物出口，所述燃烧反应装置(40)与所述氢气供应装置(10)经氢气供应管路相连通，所述燃烧反应装置(40)与所述压缩空气供应装置(20)经压缩空气供应管路相连通，所述燃烧反应装置(40)与所述四氯化钛蒸汽供应单元(30)经四氯化钛蒸汽供应管路相连通；及冷却装置(50)，设置有气固反应物入口，且所述气固反应物入口与所述气固反应物出口相连通。2.根据权利要求1所述的制备系统，其特征在于，所述制备系统还包括气固分离单元(60)，所述气固分离单元(60)与所述冷却装置(50)经冷却物料输送管路相连通，所述气固分离单元(60)用于对所述冷却装置(50)输送出的冷却物料进行气固分离。3.根据权利要求2所述的制备系统，其特征在于，所述气固分离单元(60)包括：旋风分离装置(61)，设置有旋风分离入口、气体出口和第一固体出口，且所述旋风分离入口与所述冷却装置(50)经所述冷却物料输送管路相连通；及过滤装置(62)，设置有气体入口、酸气出口和第二固体出口，且所述气体入口与所述气体出口相连通。4.根据权利要求3所述的制备系统，其特征在于，所述制备系...

【专利技术属性】
技术研发人员：司文学，杜国山，杨永亮，汤传斌，严大洲，徐月和，
申请(专利权)人：中国恩菲工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11