超臨界氣凝膠干燥設備 一、氣凝膠概述： 氣凝膠是一種具有高比表面積、低堆積密度的多孔納米材料。由于氣凝膠具有*的納米結(jié)構(gòu),因此在航天、催化、環(huán)境保護等領域有著廣闊的應用前景,其制備技術(shù)已成為化學工程研究的一個新興領域。溶膠-凝膠法(Sol-gel)是制備氣凝膠的一種常用方法,它包括溶膠制備、凝膠制備和凝膠干燥這樣三個過程。 凝膠的干燥過程是其中的一個重要過程。傳統(tǒng)的干燥方法對氣凝膠的制備會有以下不利影響:材料的基礎粒子變粗,比表面積大幅下降,孔隙大量減少等。近年發(fā)展起來的超臨界流體干燥技術(shù)(Supercriticalfluiddrying,SCFD)則不會產(chǎn)生這一類的不利影響。 由于超臨界流體兼具氣體和液體的性質(zhì),無氣液界面,因此也就沒有表面張力存在,此時的凝膠毛細管孔中并不存在由表面張力產(chǎn)生的附加壓力。因此利用在超臨界流體條件下對凝膠進行干燥,不會產(chǎn)生由附加壓力而引起的凝膠結(jié)構(gòu)的坍塌,避免了凝膠在干燥過程中的收縮,保持了凝膠網(wǎng)絡框架結(jié)構(gòu),制得具有高比表面積、粒徑分布均勻、大孔容的超細氣凝膠. 二、實現(xiàn)凝膠干燥的途徑： 常用的干燥介質(zhì)主要有兩類:一類是甲醇、乙醇等有機醇類物質(zhì);還有一類是CO2。 綜合所閱文獻,現(xiàn)有的SCFD技術(shù)可分為以下三類: 2-1、高溫超臨界有機溶劑干燥： 溶膠-凝膠法制備催化劑一般都是在水溶液中進行。由于水的臨界溫度、臨界壓力都比較大(Tc=374.15℃,Pc=22.12MPa),所以水凝膠不適合直接進行超臨界流體干燥。 高溫超臨界有機溶劑干燥法是將反應得到的水溶膠用有機溶劑將水置換出來,得到有機溶膠或利用其它方法直接制得有機溶膠,有機溶膠再經(jīng)過老化變?yōu)橛袡C凝膠;然后將有機凝膠置于已放入適量相同溶劑的高壓干燥器中,升溫增壓使該有機溶劑達到超臨界狀態(tài),利用該有機溶劑的超臨界性質(zhì)達到驅(qū)除凝膠中溶劑的目的。 高溫超臨界有機溶劑干燥法操作簡單,干燥效果明顯，在制得水凝膠后,用無水乙醇交換得到醇溶膠,經(jīng)老化得到醇凝膠,以無水乙醇為介質(zhì),用SCFD法干燥醇凝膠。 2-2、液態(tài)CO2置換超臨界干燥： CO2的臨界溫度接近于室溫,且CO2無毒,不易燃易爆。因此CO2必然是進行超臨界流體干燥的一種良好干燥介質(zhì)。液態(tài)CO2置換超臨界干燥法是用CO2取代有機溶劑作為干燥介質(zhì)進行超臨界干燥。 超臨界干燥裝置組成： 超臨界干燥裝置主要由：氣源系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、流量控制系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、壓力控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)、干燥裝置、分離裝置、電腦控制系統(tǒng)及電氣控制、支架箱體等組成。 由于氣凝膠具有的高比表面積特性，其材料在航天、催化、環(huán)保、醫(yī)療等領域有著廣闊的應用前景。氣凝膠的制備干燥技術(shù)已成為化學工程研究的一個新興領域。 我公司在原有超臨界干燥裝置系列超臨界氣凝膠干燥裝置的實際應用基礎上進行改進升級，針對該領域研究趨勢進行產(chǎn)品的不斷升級改造，對干燥器及壓力控制兩大系統(tǒng)進行一系列的升級，進一步提高了產(chǎn)品的適用范圍和自動化程度. 主要技術(shù)指標： 凝膠干燥器：2L/40MPa，350℃ 一級分離器0.6L/30MPa，85℃ 乙醇精餾器：Φ34×1300/30MPa，85℃ 制冷系統(tǒng)：3100kcal/h，風冷，法國進口核心部件 儲 罐：4L/16MPa 蓄能器：1L/50MPa 高壓輸送泵：50L/50MPa 變頻器：2.2kW 流量計：6.3～63L/6.3MPa 加熱功率：8.4kW 總功率：9kW 電 源：AC380V 50Hz