專利名稱：采用氣溶膠法對納米和微米顆粒材料進(jìn)行分散與表面改性處理的工藝及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對材料表面進(jìn)行改性的處理，特別是涉及一種通過氣溶膠法對納米或微米顆粒材料進(jìn)行分散處理與表面改性處理的工藝與設(shè)備，可廣泛應(yīng)用于各種納米或微米顆粒材料的分散與表面改性處理領(lǐng)域。
目前，常用于顆粒材料的表面改性方法主要有三種(一)濕法改性是指改性劑在溶液中對顆粒材料進(jìn)行表面改性處理。(二)氣相法改性是指改性劑以氣態(tài)形式對顆粒材料進(jìn)行表面改性。如專利US4671973所述的是在一垂直改性腔中，顆粒材料利用自身重力作用向下運(yùn)動，氣態(tài)的改性劑則通過改性腔壁面的小孔充分彌散在改性腔內(nèi)，與向下運(yùn)動的顆粒材料表面接觸并反應(yīng)，完成顆粒的表面改性；CN1163800A所述的是將顆粒材料以氣溶膠狀態(tài)注入到一改性腔中(該改性腔內(nèi)壁面為含有改性劑的多孔材料)，然后密封改性腔并對改性腔內(nèi)加熱加壓，在改性腔內(nèi)形成改性劑的飽和蒸汽。靜置一段時間以后，通過減壓或降溫的方法，在改性腔內(nèi)形成改性劑的過飽和蒸汽，使氣態(tài)的改性劑凝聚在顆粒材料表面，完成顆粒的表面改性。(三)干法改性是指改性劑在干態(tài)下借高速混合和攪拌作用對顆粒材料進(jìn)行表面改性，如專利US3915735所述的是將改性劑噴灑在高速攪拌設(shè)備中的顆粒材料表面，攪拌一定時間后完成顆粒表面改性；US5116886所述的是在室溫下，首先將改性劑噴灑在高速攪拌設(shè)備中的顆粒的表面，攪拌一定時間后取出；然后加熱高速攪拌設(shè)備到120℃，再將預(yù)處理過的顆粒加入到高速攪拌設(shè)備中，在高溫下進(jìn)行二次處理，完成顆粒的表面改性。ZL00202515.9所述的是利用兩組空氣噴嘴噴出的高速氣流將輸入到改性腔內(nèi)的顆粒與改性劑吹散成霧狀，并利用攪拌棒的攪拌作用使顆粒與改性劑均勻接觸，通過加熱改性腔壁面來提供顆粒表面改性所需的溫度，完成顆粒的表面改性。目前，氣相法改性可以獲得較好的改性效果，但是對改性劑的選擇有局限性，僅限于一些特殊的改性劑(US4671973)，不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)(CN1163800A)，改性不均勻、改性層也不易控制。干法改性由于處理簡便靈活、適應(yīng)面廣，因而在工業(yè)化生產(chǎn)中大都采用干法改性處理(特殊情況除外)?，F(xiàn)有的干法表面改性處理設(shè)備大都采用機(jī)械混合設(shè)備，如高速混合機(jī)、研磨機(jī)、摻混機(jī)等進(jìn)行改性(US3915735、US5116886)，改性反應(yīng)時間長、顆粒改性不完全、顆粒表面改性狀況不均勻、顆粒改性層不易控制等問題。而且，對于納米顆粒材料，會因?yàn)榧{米顆粒團(tuán)聚而造成團(tuán)聚體內(nèi)部顆粒包覆不到改性劑，形成不了單分散體系。
本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的氣溶膠法納米或微米顆粒材料分散與表面改性處理工藝主要包括用高速氣流的強(qiáng)湍流場把納米或微米顆粒材料打散，通過霧化器將改性劑霧化或氣化后噴入已被打散的納米或微米顆粒材料體系中，通過充分的混合制得氣溶膠，使改性劑與納米或微米顆粒材料表面充分接觸；控制氣溶膠體系的溫度與壓力，一定時間后，通過噴嘴把該氣溶膠噴出來；然后采用注入大氣空氣的方法，將噴出來的氣溶膠迅速冷卻，使改性劑能夠較好的包覆在納米或微米顆粒材料表面，達(dá)到使納米或微米顆粒材料分散與表面改性的目的；最后通過收集器完成對納米或微米顆粒材料的收集。
在上述工藝中，高速氣流是通過加熱器來加熱的，并且氣流溫度在10℃～500℃范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。
在上述工藝中，具有一定溫度的高速氣流是通過氣流引射方式來輸送納米或微米顆粒材料的，在傳輸?shù)倪^程中對納米或微米顆粒材料也有加熱干燥和分散的作用。
在上述工藝中，顆粒材料的打散系統(tǒng)是通過上述帶料熱氣流切向進(jìn)入一個圓錐容器，使氣與顆粒向收縮段旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，然后通過適當(dāng)?shù)膰娮靽娙敫男允抑校纬梢粋€具有高剪切力的強(qiáng)湍流場，并使納米或微米顆粒材料得到分散；也可以使這股帶料射流撞擊到一個靶上以后進(jìn)入改性室中，使納米或微米顆粒分散；也可以把兩股這種帶料射流以一定的角度相互撞擊以后進(jìn)入改性室中，使納米或微米顆粒分散。
在上述工藝中，改性劑是由具有一定溫度的氣體(溫度在10℃～200℃之間可調(diào))通過霧化器霧化或氣化后噴入已被打散的納米或微米顆粒材料體系中，通過充分的摻混制得氣溶膠。
在上述工藝中，改性室中氣溶膠體系的溫度(在10℃～300℃之間連續(xù)可調(diào))是通過調(diào)節(jié)進(jìn)料的氣體溫度來實(shí)現(xiàn)的，壓力(在0.1MP～0.2MP之間連續(xù)可調(diào))是通過調(diào)節(jié)改性室出口噴嘴的大小來實(shí)現(xiàn)的。
在上述工藝中，氣溶膠由改性室噴出來以后，即注入大氣空氣(由系統(tǒng)的引風(fēng)機(jī)來實(shí)現(xiàn))，使噴出來的氣溶膠迅速冷卻，使改性劑能較好的包覆在顆粒表面。
在上述工藝中，改性冷卻后的顆粒材料由收集器收集。
在上述工藝中，氣流加熱器、輸送熱氣管道、進(jìn)料管道、改性劑管道、顆粒打散裝置、霧化器和改性室外殼等都用保溫材料包覆。
上述氣溶膠法納米或微米顆粒材料分散與表面改性處理工藝的具體實(shí)施技術(shù)方案由以下幾部分組成，即氣流加熱系統(tǒng)、輸送系統(tǒng)、顆粒打散系統(tǒng)、改性劑霧化系統(tǒng)、氣溶膠改性系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和收集系統(tǒng)。氣流加熱系統(tǒng)通過管路將高溫氣體提供給輸送系統(tǒng)，而輸送系統(tǒng)則分別將高溫氣體送至顆粒打散系統(tǒng)和改性劑霧化系統(tǒng)；顆粒由打散系統(tǒng)進(jìn)入氣溶膠改性系統(tǒng)，改性劑由霧化系統(tǒng)進(jìn)入氣溶膠改性系統(tǒng)，打散的顆粒與霧化或氣化的改性劑在氣溶膠改性系統(tǒng)內(nèi)充分混合與作用，形成氣溶膠；控制該氣溶膠體系的溫度與壓力，實(shí)現(xiàn)顆粒表面改性；一定時間后，氣溶膠由噴嘴噴入冷卻系統(tǒng)冷卻，完成顆粒表面改性；最后，改性好的顆粒被收集器收集。
所述的氣流加熱系統(tǒng)，主要包括壓氣機(jī)、干燥器、加熱器和溫度控制器，是指氣體由壓氣機(jī)進(jìn)入干燥器干燥后，再通過輸氣管道進(jìn)入加熱器，被加熱到一定溫度(氣流溫度可以由溫度控制器來調(diào)節(jié)和控制，在10℃～500℃范圍之間連續(xù)可調(diào))，然后通過管路提供給輸送系統(tǒng)。
所述的輸送系統(tǒng)主要包括顆粒輸送系統(tǒng)和改性劑輸送系統(tǒng)。
所述的顆粒輸送系統(tǒng)主要包括進(jìn)料系統(tǒng)和管路，是指顆粒由進(jìn)料系統(tǒng)通過管路進(jìn)入顆粒打散系統(tǒng)。在管路中，顆粒被高溫高速氣流加熱和分散。
所述的顆粒打散系統(tǒng)包括入口管道、錐形腔體和出口噴嘴。帶料高速氣流由入口管道沿錐形腔體內(nèi)壁面切向噴入，并向收縮段旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，由于角動量守恒，在收縮段旋轉(zhuǎn)越來越快，并由出口噴嘴噴入改性室，形成一個具有高剪切力的強(qiáng)湍流場，使顆粒分散；噴出的帶料射流也可以噴射到一個靶上以后進(jìn)入改性室中，使顆粒分散；也可以把兩股這樣的帶料射流以一定的角度相互撞擊以后進(jìn)入改性室中，使顆粒分散。
所述的改性劑輸送系統(tǒng)包括進(jìn)液(改性劑)系統(tǒng)和管路，是指改性劑在一定壓力下由進(jìn)液系統(tǒng)通過管路進(jìn)入改性劑霧化系統(tǒng)。
所述的改性劑霧化系統(tǒng)包括入口管道、旋流室和出口噴嘴。是指采用高溫氣流(在10℃～200℃范圍之間連續(xù)可調(diào))攜帶改性劑在旋流室中向收縮段旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，通過出口噴嘴將改性劑霧化或氣化以后噴入改性室中。
所述的氣溶膠改性系統(tǒng)包括改性室和出口噴嘴，是指在改性室中將噴入的分散顆粒與已噴入的霧化或氣化改性劑充分摻混，制得氣溶膠。并通過控制氣溶膠體系的溫度(10℃～300℃，通過調(diào)節(jié)進(jìn)料氣體溫度來實(shí)現(xiàn))和壓力(0.1MP～0.2MP，通過調(diào)節(jié)出口噴嘴的大小來實(shí)現(xiàn))來控制顆粒材料表面的改性包覆反應(yīng)和包覆改性層的厚度。一定時間后，氣溶膠由出口噴嘴噴入冷卻室。
所述的冷卻系統(tǒng)主要包括過濾裝置、冷卻室和引風(fēng)機(jī)，是指由引風(fēng)機(jī)將系統(tǒng)外的大氣空氣通過過濾裝置注入到冷卻室中的氣溶膠體系中，使氣溶膠迅速冷卻，使改性劑能較好的包覆在顆粒表面上。
所述的收集系統(tǒng)包括旋風(fēng)分離器和過濾收集器，也可以由過濾收集器單獨(dú)構(gòu)成，根據(jù)使用要求而定。
本發(fā)明的氣溶膠法納米或微米顆粒材料分散與表面改性處理工藝所用的設(shè)備包括氣流加熱系統(tǒng)、輸送系統(tǒng)、顆粒打散系統(tǒng)、霧化器、氣溶膠改性室、冷卻系統(tǒng)和收集系統(tǒng)。
所述的氣流加熱系統(tǒng)由壓氣機(jī)、干燥器、輸氣管道、加熱器、加熱器出口、溫度傳感器和溫度控制器組成。溫度傳感器在加熱器內(nèi)，并與溫度控制器相連接。壓氣機(jī)出氣進(jìn)入干燥器干燥，再由輸氣管道進(jìn)入加熱器，氣體在加熱器內(nèi)被加熱(溫度在10℃～500℃范圍之間連續(xù)可調(diào))，而后通過加熱器出口提供給輸送系統(tǒng)。
所述的輸送系統(tǒng)由顆粒輸送系統(tǒng)和改性劑輸送系統(tǒng)組成。顆粒輸送系統(tǒng)由調(diào)節(jié)閥、壓力表、顆粒材料料倉、星閥進(jìn)料器或電磁振動給料器或氣流引射進(jìn)料器和輸送管道組成。改性劑輸送系統(tǒng)由調(diào)節(jié)閥、壓力表、改性劑容器、輸氣管道、流量調(diào)節(jié)器和輸液管道組成。
所述的顆粒打散系統(tǒng)是由入口管道、錐形腔體和出口噴嘴組成。入口管道與顆粒輸送管道相連接，切向進(jìn)入錐形腔體，出口噴嘴位于錐形腔體收縮段底部，錐形腔體的半錐角為10°～60°。帶料氣流由入口管道切向進(jìn)入錐形腔體并向收縮段旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，通過不同形式的噴嘴噴入改性室中，形成一個具有高剪切力的強(qiáng)湍流場，使顆粒得到分散；噴出的帶料射流也可以噴射到一個靶上以后進(jìn)入改性室中，使顆粒分散；也可以把兩股帶料射流以一定角度相互撞擊以后進(jìn)入改性室中，使顆粒分散。
所述的霧化器由進(jìn)氣管道、進(jìn)液管道、旋流室和噴嘴組成，有兩種結(jié)構(gòu)第一種霧化器的具體結(jié)構(gòu)為進(jìn)氣管道一端接輸氣管道，其中間段與進(jìn)液管道相通，另一端切向進(jìn)入旋流室，噴嘴位于旋流室收縮段底部。高溫氣體在進(jìn)氣管道中與通過進(jìn)液管道進(jìn)入其中的改性劑充分混合，加熱混合后沿切向進(jìn)入旋流室并向收縮段旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，通過適當(dāng)?shù)膰娮鞂⒏男詣╈F化或氣化后噴入改性室；第二種霧化器與第一種霧化器的不同之處是第二種霧化器在旋流室軸心位置增加了一股氣流吹散旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的改性劑，增強(qiáng)改性劑的霧化或氣化效果。
所述的氣溶膠改性室是由三個腔體(顆粒分散腔I、改性劑分散腔II和氣溶膠改性腔III)、若干固定攪拌棒、壓力表、溫度傳感器和安全閥組成。壓力表、溫度傳感器、安全閥均接在腔體III上，腔體I一端與顆粒打散裝置出口相連接，另一端與腔體II和III相通；腔體II一端與霧化器出口相連接，另一端與腔體I和III相通，固定攪拌棒則固定在腔體III內(nèi)壁面，以加強(qiáng)顆粒與改性劑的摻混。腔體I、腔體II和腔體III分別成一定夾角和偏心布置，使由顆粒打散裝置噴出的顆粒材料在腔體I中充分分散后噴入腔體III中，由霧化器霧化或氣化后噴出的改性劑，在腔體II中充分分散后噴入腔體III中，已分散的顆粒與已霧化或氣化的改性劑在氣溶膠改性腔III中充分摻混，制得氣溶膠，并沿腔體III旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。氣溶膠體系的參數(shù)由壓力表和溫度傳感器測得，通過調(diào)節(jié)氣溶膠體系的溫度(10℃～300℃，通過調(diào)節(jié)進(jìn)料氣體溫度來實(shí)現(xiàn))和壓力(0.1MP～0.2MP，通過調(diào)節(jié)出口噴嘴的大小來實(shí)現(xiàn))，可以控制改性包覆反應(yīng)和包覆層的厚度。一定時間后，氣溶膠通過出口噴嘴噴入冷卻室。
腔體I可以直接與顆粒打散裝置相連接，使顆粒在腔體I中充分分散后噴入腔體IH中。也可以在腔體I中布置一個靶，使帶料射流撞擊到這個靶上以后噴入腔體III中；也可以在腔體I一端以一定角度使兩股帶料射流互相撞擊以后噴入腔體III中。充分分散的顆粒在噴入腔體III中以后，與充分分散后噴入腔體III中的改性劑高速混合，制得氣溶膠。為加強(qiáng)氣溶膠改性腔內(nèi)顆粒與改性劑的摻混強(qiáng)度和氣溶膠的流動性，還可以在腔體I、II、III的匯合處加一股切向氣流，也可以在腔體I、II、III的匯合處加一股軸向氣流。
所述的氣流加熱器、輸送熱氣管道、進(jìn)料管道、改性劑管道、顆粒打散裝置、霧化器和改性室外殼等設(shè)備都是用保溫材料包覆的，以提高熱效率。
所述的冷卻系統(tǒng)由過濾裝置、冷卻室、輸送管道和引風(fēng)機(jī)組成。改性室出口噴嘴與冷卻室相連接，氣溶膠通過出口噴嘴噴入冷卻室中，由系統(tǒng)中的引風(fēng)機(jī)通過過濾裝置注入大氣空氣，對噴入冷卻室中的氣溶膠進(jìn)行冷卻和分散處理，處理后通過輸送管道進(jìn)入收集器。
所述的收集器，可以由旋風(fēng)分離器和過濾收集器組成，也可以由過濾收集器單獨(dú)構(gòu)成，這種過濾收集器可以是布袋的、陶瓷的和金屬材料制成的，均已有商品，不再贅述。
圖中標(biāo)號1為壓氣機(jī)，2空氣干燥器，3為輸氣管道，4為加熱器，5為溫度傳感器，6為調(diào)節(jié)閥，7為壓力表，8為輸氣管道，9為改性劑容器，10為流量調(diào)節(jié)器，11為輸液管道，12為調(diào)節(jié)閥，13為壓力表，14為輸氣管道，15為霧化器，16為調(diào)節(jié)閥，17為壓力表，18為輸氣管道，19為顆粒材料倉，20為進(jìn)料器，21為強(qiáng)湍流發(fā)生裝置，22為氣溶膠制備室，23為氣溶膠改性室，24為溫度傳感器，25為壓力計，26為安全閥，27為過濾裝置，28為冷卻室，29為旋風(fēng)分離器，30為輸送管道，31為收集器，32為輸氣管道，33為引風(fēng)機(jī)，34為改性劑分散腔II，35為顆粒分散腔I，36為氣溶膠改性腔III，37為固定攪拌棒。
一種氣溶膠法納米或微米顆粒材料分散與表面改性處理設(shè)備如圖2所示。氣體通過壓氣機(jī)1經(jīng)空氣干燥器2由輸氣管道3進(jìn)入加熱器4，被加熱到一定溫度(在10℃～500℃之間連續(xù)可調(diào))；一部分高溫氣體通過輸氣管道8將改性劑容器9中的改性劑壓入霧化器15，一部分高溫氣體通過輸氣管道14直接進(jìn)入霧化器15，與改性劑混合后由出口噴嘴將改性劑霧化或氣化后噴入腔體II34中，充分分散后噴入腔體III36中；另一部分高溫氣體通過輸氣管道18對顆粒材料倉19中由進(jìn)料器20輸入的顆粒材料進(jìn)行輸送，并干燥和分散后形成帶料氣流進(jìn)入強(qiáng)湍流發(fā)生裝置21，由出口噴嘴噴入腔體I35中，充分分散后噴入腔體III36中，與已充分分散噴入的改性劑混合，制得氣溶膠；通過控制氣溶膠改性室23的壓力(在0.1MP～0.2MP之間可調(diào))和溫度(在10℃～300℃之間可調(diào))實(shí)現(xiàn)改性包覆；一定時間后，氣溶膠通過出口噴嘴噴入冷卻室28中進(jìn)行冷卻后處理，最后通過輸送管道由旋風(fēng)分離器29和收集器31收集；分離出的空氣由引風(fēng)機(jī)33排入大氣。
實(shí)施例所述的工藝，也可以不用旋風(fēng)分離器29收集，改性后的顆粒可直接進(jìn)入收集器31收集。
實(shí)施例所用的氣流加熱系統(tǒng)由壓氣機(jī)1、空氣干燥器2、輸氣管道3、紅外加熱器4、溫度傳感器5和溫度控制器組成，通過溫度控制器控制加熱器4來調(diào)節(jié)氣體的溫度，在10℃～500℃范圍之間可調(diào)。
實(shí)施例所用的顆粒輸送系統(tǒng)是由調(diào)節(jié)閥16、壓力表17、顆粒材料倉19、星閥進(jìn)料器20和輸送管道18組成，控制進(jìn)料器20轉(zhuǎn)速，可獲得不同的進(jìn)料量，為10～1000Kg/h。
實(shí)施例所用的強(qiáng)湍流發(fā)生裝置21示意圖如圖4所示，管道入口軸線與錐形腔體軸線夾角為60°～90°，錐形腔體的半錐角為10°～60°。
實(shí)施例所用的顆粒打散系統(tǒng)，是將強(qiáng)湍流發(fā)生裝置噴出的帶料射流直接噴入改性室中的，也可以采用圖5-a所示的結(jié)構(gòu)，使兩股帶料射流以一定的角度相互撞擊以后噴入改性室中；還可以采用圖5-b所示的結(jié)構(gòu)，使帶料射流噴射到一個靶上以后噴入改性室中。
實(shí)施例所用的改性劑輸送系統(tǒng)由調(diào)節(jié)閥6和12、壓力表7和13、輸送管道8和14、改性劑容器9和流量調(diào)節(jié)器10組成，通過流量調(diào)節(jié)器10可獲得不同的改性劑流量，為1～100Kg/h。
實(shí)施例所用的霧化器是采用圖6-a所示的霧化器，也可以采用圖6-b所示的有軸向氣流的霧化器。輸氣管道軸線與旋流室軸線之間的夾角為60°～90°，旋流室的半錐角為10°～60°。
實(shí)施例所用的氣溶膠改性室22示意圖如圖3所示，腔體I和腔體II軸線的夾角為45°～135°，腔體I和腔體III軸線的夾角為60°～90°，腔體II和腔體III軸線的夾角為60°～90°，腔體I和腔體II對于腔體III的偏心距為0％～30％D(D為腔體III的內(nèi)徑)。為加強(qiáng)氣溶膠改性腔III內(nèi)顆粒與改性劑的摻混強(qiáng)度和氣溶膠的流動性，可以在腔體I、II、III的匯合處加一股切向氣流，也可以在腔體I、II、III的匯合處加一股軸向氣流。
實(shí)施例所用的氣溶膠改性室22，不僅可以是圖2所示水平布置的，也可以是垂直布置的。
實(shí)施例所用的旋風(fēng)分離器29和收集器31都是常用的旋風(fēng)分離器和收集器，所用的引風(fēng)機(jī)33也是常用的高壓風(fēng)機(jī)，它們之間是通過管道相連接的。
權(quán)利要求
1.一種采用氣溶膠法對納米和微米顆粒材料分散與表面改性工藝，其特征在于所述的工藝主要包括用高速氣流的強(qiáng)湍流場把納米和微米顆粒材料打散，通過霧化器將改性劑霧化或氣化以后噴入已被打散的納米和微米顆粒材料體系中，通過充分的摻混制得氣溶膠，使改性劑與納米和微米顆粒材料表面充分接觸；控制氣溶膠體系的溫度與壓力，一定時間后，通過噴嘴把該氣溶膠噴出來；然后采用注入大氣空氣的方法，將噴出來的氣溶膠迅速冷卻，使改性劑能夠較好地包覆在納米和微米顆粒材料表面，達(dá)到使納米和微米顆粒材料分散與表面改性的目的；最后通過收集器完成對納米和微米顆粒材料的收集。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于高速氣流通過壓氣機(jī)將空氣壓入輸氣管道中，并進(jìn)行干燥、加熱處理形成，氣流溫度在10℃～500℃范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，具有一定溫度的高速氣流通過氣流引射方式來輸送顆粒材料，在傳輸?shù)倪^程中對顆粒材料也有加熱干燥和分散的作用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于帶料氣流切向進(jìn)入一個圓錐容器，使氣與顆粒向收縮段旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，然后通過噴嘴噴入改性室中，形成一個具有高剪切力的強(qiáng)湍流場，并使顆粒得到分散。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、3所述的工藝，其特征在于噴出的強(qiáng)湍流帶料射流也可以噴射到一個靶上以后進(jìn)入改性室中，使顆粒分散；也可以用兩股相同的強(qiáng)湍流帶料射流以一定角度相互撞擊以后進(jìn)入改性室中，使顆粒分散。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于改性劑是利用溫度在10℃～200℃之間可調(diào)的氣體通過霧化器霧化或氣化以后，噴入已被打散的顆粒材料體系中，通過充分摻混制得氣溶膠。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于改性室中氣溶膠體系的溫度在10℃～300℃之間連續(xù)可調(diào)，是通過調(diào)節(jié)進(jìn)料氣體溫度來實(shí)現(xiàn)的，壓力在0.1MP～0.2MP之間連續(xù)可調(diào)，是通過調(diào)節(jié)改性室出口噴嘴的大小來實(shí)現(xiàn)的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于氣溶膠由改性室噴出來以后，即由系統(tǒng)中的引風(fēng)機(jī)通過過濾器注入大氣空氣，使噴出來的氣溶膠迅速冷卻，使改性劑能較好的包覆在顆粒表面上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5所述的工藝，其特征在于可對納米級或者微米級顆粒材料進(jìn)行分散與表面改性處理，是連續(xù)處理和生產(chǎn)的。
9.一種采用氣溶膠法對顆粒材料進(jìn)行分散與表面改性處理的裝置，其特征在于包括氣流加熱系統(tǒng)、輸送系統(tǒng)、顆粒打散系統(tǒng)、霧化器、氣溶膠改性室、冷卻系統(tǒng)和收集系統(tǒng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的工藝，其特征在于氣流加熱器、輸送熱氣管道、進(jìn)料管道、改性劑管道、顆粒打散裝置、霧化器和改性室外殼都是用保溫材料包覆的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種采用氣溶膠法對納米和微米顆粒材料進(jìn)行分散與表面改性處理的工藝及其裝置，該工藝通過高速氣流的強(qiáng)湍流場把納米或微米顆粒材料打散，同時，通過霧化器將改性劑霧化或氣化以后噴入已被打散的納米或微米顆粒材料體系中，制得氣溶膠；再通過控制氣溶膠體系的溫度和壓力，實(shí)現(xiàn)對納米或微米顆粒材料的改性包覆處理；一定時間后，氣溶膠由噴嘴噴出，并通過注入大氣空氣使噴出來的氣溶膠溫度降低，獲得更好的改性和包覆效果；最后通過收集器完成對改性納米或微米顆粒材料的收集。整個改性裝置連續(xù)生產(chǎn)、操作穩(wěn)定、配藥比例可調(diào)、具有通用性、改性產(chǎn)品性質(zhì)均一穩(wěn)定、改性包覆完全、顆粒表面改性層可控等特點(diǎn)。
文檔編號B01J8/08GK1424136SQ02158690
公開日2003年6月18日 申請日期2002年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月26日
發(fā)明者沈志剛, 蔡楚江, 王明珠, 麻樹林, 邢玉山, 趙小虎 申請人:北京航空航天大學(xué)