一种生产氧化亚硅的罐体轮换式真空炉及制备方法技术

一种生产氧化亚硅的罐体轮换式真空炉及制备方法，包括至少一个罐体，所述罐体包括反应部和收集部，罐体设有密封连接件，使罐体中反应部与收集部紧密连接。所述反应部用于置入原料，所述收集部用于收集产品。所述反应部设置于加热炉内，所述收集部和密封连接件设置于所述加热炉外。所述罐体通过接口抽真空，所述罐体通过密封连接件打开或封闭；所述收集部上设有冷却装置；所述罐体通过吊环实施外力及滚珠实现辅助以实现罐体从加热炉内外转移；本设备方法采用该制造设备。解决了以往氧化亚硅制造设备和制备方法无法连续生产造成能耗大、效率低的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种生产氧化亚硅的罐体轮换式真空炉及制备方法
本专利技术涉及氧化亚硅的生产
，尤其涉及一种生产氧化亚硅的罐体轮换式真空炉及制备方法。
技术介绍
锂离子电池具有高电压、高比能量、长循环寿命和对环境友好等特点，是便携式电子、移动产品、电动汽车的理想配套电源。随着电子产品，尤其是智能手机，往小型化、便携化的方向发展，要求锂离子电池具有越来越高的能量密度。锂离子电池性能改善的关键在于提高嵌锂材料的能量密度和循环寿命，而目前以石墨等材料为负极的锂离子电池，理论容量仅有375mAhg-1，远远不能满足人们日常生活中对储能设备的要求，开发新型高性能负极材料已成当务之急。一氧化硅是用于锂离子电池负极材料的重要原料，目前，国内一氧化硅的生产设备多为单体式真空炉，产量低，且耗能高，同时，现有技术中单体式真空炉的密封性较差，批次稳定很差，此外，采用单体式真空炉加热时间较长，且等待冷却的时间也较长，无法实现一炉体同工同时的量产工作，对行业的大量需求表现极弱，尤其不能满足锂离子电池硅基负极材料的发展。因此，急需一种能够解决上述问题的生产一氧化硅的多室卧式真空炉及一氧化硅制备方法。CN109210930A提出了一种生产一氧化硅的多室卧式真空炉及一氧化硅制备方法，提供的生产一氧化硅的多室卧式真空炉及一氧化硅制备方法，多个真空炉集于一套系统内同时加热收集，能够起到一定降低能耗的作用，但是由于换料过程时间较长，从而造成巨大的能量损耗。CN107249726B提出了一种硅氧化合物的制造设备，通过将反应部设置于加热炉内，收集部和开口置于加热炉外，通过打开开口取出收集器，放入新的收集器后关闭开口，无需冷却整个设备，加热炉能连续工作。但是由于反应物料有限，不能实现大规模的连续式生产，且收集器更换过程中会存在大量的能源损耗。CN107597025A提出了通过真空螺旋进料装置和收料装置，解决了一氧化硅在高温、高真空下的连续加料和出料的难题，具有设计简单、清洗维修方便的特点。但是由于真空螺旋进料装置和收料装置在大批量生产中难以实现，从而导致设备真空度不稳定，生产的一氧化硅性能较差。
技术实现思路
本专利技术解决上述技术的不足提供了一种生产氧化亚硅的罐体轮换式真空炉及制备方法，生产氧化亚硅的罐体轮换式真空炉采用轮换式罐体设计，实现完全连续式生产，产量高，且在生产过程中不需要停止加热，稳定性强，制备方法采用物料填充和反应两个步骤完全分开且互不影响，进出料方便，实现了设备的连续工作，提高了生产效率，能够更好的满足行业需求。本专利技术解决其第一个技术问题所采用的技术方案如下：一种生产氧化亚硅的罐体轮换式真空炉，包括至少一个罐体1和与罐体1对应的加热炉7，所述罐体1包括反应部2和收集部3，所述反应部2和收集部3内部分别设有空腔用于放置原料的反应腔和用于收集反应后产品的收集腔，所述反应部2和收集部3之间通过密封连接件4连通，所述密封连接件4使罐体1的反应部2与收集部3可拆卸连接，所述加热炉7内设有与罐体1反应部2大小相匹配的加热腔，所述罐体1的反应部2设置在加热炉7的加热腔内，所述收集部3和密封连接件4设置于所述加热炉7加热腔外侧，所述罐体1上设有用于抽真空的接口8。本实施方式中，所述反应部2或收集部3的进出口上安装有阀门，所述阀门控制反应腔和收集腔之间的连通或封闭。本实施方式中，所述接口8设置在收集部4，并且与收集腔连通。本实施方式中，所述收集部5上还设有用于冷却收集腔内产品的冷却装置9。本实施方式中，所述冷却装置9包括套设于所述收集部3外的冷却套以及设置在冷却套中的循环冷却介质，所述冷却为水、空气、惰性气体中的一种或多种的组合。本实施方式中，所述收集部5外侧的顶部上固定有方便吊装的吊环10。本实施方式中，所述加热炉7与反应部2接触面之间为滚动连接。本实施方式中，所述加热炉7由两块半炉体通过旋转转轴12铰接而成。本实施方式中，所述罐体1设置有多个，所述加热炉7设置有多个与罐体1对应的加热腔。一种氧化亚硅的制备方法，利用上述生产氧化亚硅的罐体轮换式真空炉，包括如下步骤：步骤一，打开密封连接件，将反应部和收集部分离，将Si粉末和SiO2粉末混合后作为原料放置在反应部中，通过密封连接件将反应部和收集部连通；步骤二，将罐体通过接口抽真空；步骤三，通过辅助装置吊环依次将装有原料且组装完成的罐体装入加热炉的加热腔中，并开启加热炉；步骤四，开启冷却装置；步骤五，待罐体中的原料反应完毕后，保持加热炉和冷却装置的运行，从加热炉中取出罐体，放入新的装有原料和抽真空的罐体，开始下一轮反应。本实施方式中，步骤五中，从加热炉中取出罐体后，打开反应完毕后的罐体，在将反应部中剩余原料清空，并装入新的原料，将收集部中氧化亚硅产品倒出，封闭密封连接件，通过接口对罐体抽真空，为后续连接装料做准备。本实施方式中，所述罐体的装载量为1-300KG，所述加热炉(7)的温度为1200-1500℃，所述罐体(1)的真空度保持在0.01-1000Pa间，所述收集部(3)的温度为300-1000℃。本实施方式中，步骤五中，两轮反应的间隙时间为1-20分钟。。本专利技术有益效果如下：(1)罐体与加热炉可分离，加热炉无需冷却，实现完全连续化生产；(2)罐体在加热体外部冷却，冷却速度更快，从而可减少罐体内相应低温副反应和加快氧化亚硅产品取出时间，提高生产效率；(3)罐体在加热生产的过程中可提前在加热炉外进行罐体物料填充、产品取出、抽真空等工艺，从而实现在连续化生产的基础上进一步缩短了生产时间，调高生产效率，提高产品产能。综上所述，本方法生产过程中加热炉无需冷却，实现完全连续化生产；罐体在加热体外部冷却，冷却速度更快，从而可减少罐体内相应低温副反应和加快氧化亚硅产品取出时间，提高生产效率；罐体在加热生产的过程中可提前在加热炉外进行罐体物料填充、产品取出、抽真空等工艺，从而实现在连续化生产的基础上进一步缩短了生产时间，调高生产效率，提高产品产能。附图说明图1为本专利技术生产氧化亚硅的罐体轮换式真空炉实施例一的结构示意图；图2为本专利技术图1的罐体的剖视图；图3为本专利技术生产氧化亚硅的罐体轮换式真空炉实施例二的结构示意图；图4为本专利技术图3的罐体的剖视图；图5为本专利技术多个生产氧化亚硅的罐体轮换式真空炉组合排列的结构示意图；图6为本专利技术多个生产氧化亚硅的罐体轮换式真空炉组合排列的俯视图。图中，1、罐体；2、反应部；3、收集部；4、密封连接件；5、原料；6、收集产品；7、加热炉；8、接口；9、冷却装置；10、吊环；11、滚珠；12、转轴。具体实施方式以下结合实施例和附图对本专利技术作进一步说明。以下所述是本专利技术实施例的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术实施例原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也为本专利申请本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生产氧化亚硅的罐体轮换式真空炉，其特征在于，包括至少一个罐体(1)和与罐体(1)对应的加热炉(7)，所述罐体(1)包括反应部(2)和收集部(3)，所述反应部(2)和收集部(3)内部分别设有空腔用于放置原料的反应腔和用于收集反应后产品的收集腔，所述反应部(2)和收集部(3)之间通过密封连接件(4)连通，所述密封连接件(4)使罐体(1)的反应部(2)与收集部(3)可拆卸连接，所述加热炉(7)内设有与罐体(1)反应部(2)大小相匹配的加热腔，所述罐体(1)的反应部(2)设置在加热炉(7)的加热腔内，所述收集部(3)和密封连接件(4)设置于所述加热炉(7)加热腔外侧，所述罐体(1)上设有用于抽真空的接口(8)。/n

【技术特征摘要】
1.一种生产氧化亚硅的罐体轮换式真空炉，其特征在于，包括至少一个罐体(1)和与罐体(1)对应的加热炉(7)，所述罐体(1)包括反应部(2)和收集部(3)，所述反应部(2)和收集部(3)内部分别设有空腔用于放置原料的反应腔和用于收集反应后产品的收集腔，所述反应部(2)和收集部(3)之间通过密封连接件(4)连通，所述密封连接件(4)使罐体(1)的反应部(2)与收集部(3)可拆卸连接，所述加热炉(7)内设有与罐体(1)反应部(2)大小相匹配的加热腔，所述罐体(1)的反应部(2)设置在加热炉(7)的加热腔内，所述收集部(3)和密封连接件(4)设置于所述加热炉(7)加热腔外侧，所述罐体(1)上设有用于抽真空的接口(8)。


2.根据权利要求1所述的生产氧化亚硅的罐体轮换式真空炉，其特征在于，所述反应部(2)或收集部(3)的进出口上安装有阀门，所述阀门控制反应腔和收集腔之间的连通或封闭。


3.根据权利要求1所述的生产氧化亚硅的罐体轮换式真空炉，其特征在于，所述接口(8)设置在收集部(4)，并且与收集腔连通。


4.根据权利要求1所述的生产氧化亚硅的罐体轮换式真空炉，其特征在于，所述收集部(5)上还设有用于冷却收集腔内产品的冷却装置(9)。


5.根据权利要求4所述的生产氧化亚硅的罐体轮换式真空炉，其特征在于，所述冷却装置(9)包括套设于所述收集部(3)外的冷却套以及设置在冷却套中的循环冷却介质，所述冷却为水、空气、惰性气体中的一种或多种的组合。


6.根据权利要求1所述的生产氧化亚硅的罐体轮换式真空炉，其特征在于，所述收集部(5)外侧的顶部上固定有方便吊装的吊环(10)。


7.根据权利要求1所述的生产氧化亚硅的罐体轮换式真空炉，其特征在于，所述加热炉(7)与反应部(2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：易旭，
申请(专利权)人：湖南金硅科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43