Теплоизоляционный материал, содержащий осажденный диоксид кремния



Теплоизоляционный материал, содержащий осажденный диоксид кремния
Теплоизоляционный материал, содержащий осажденный диоксид кремния
Теплоизоляционный материал, содержащий осажденный диоксид кремния
Теплоизоляционный материал, содержащий осажденный диоксид кремния
Теплоизоляционный материал, содержащий осажденный диоксид кремния
Теплоизоляционный материал, содержащий осажденный диоксид кремния

 


Владельцы патента RU 2495853:

ЭВОНИК ДЕГУССА ГМБХ (DE)

Изобретение относится к теплоизоляционному материалу, содержащему осажденный диоксид кремния, и литым изделиям, содержащим теплоизоляционный материал. Техническим результатом изобретения является повышение теплопроводности изделий. Применение теплоизоляционного материала, содержащего от 30 до 95 мас.% осажденного диоксида кремния, имеющего модифицированную насыпную плотность от 10 до 50 г/л, и от 5 до 70 мас.% теплопоглощающего материала, в качестве рыхлого теплоизоляционного наполнителя, листов или блоков, или в вакуумных изоляционных системах. 8 з.п. ф-лы, 2 пр., 3 табл., 6 ил.

 

Настоящее изобретение относится к теплоизоляционному материалу, содержащему осажденный диоксид кремния, и литым изделиям, содержащим теплоизоляционный материал.

В настоящее время уделяется большое внимание разработке различных изоляционных материалов, включая материалы для систем охлаждения, подогрева и сохранения температуры. Разработаны многочисленные системы с использованием волоконных и порошковых материалов или пен.

Использование диоксида кремния, как осажденного, так и коллоидального, описано в нескольких патентных заявках. Коллоидальный диоксид кремния, получаемый в виде рыхлого порошка пламенным гидролизом или пламенным окислением силановых материалов, например тетрахлорида кремния, обычно дает лучшие результаты при применении в качестве теплоизолятора по сравнению с осажденным кремнием.

Осажденные диоксиды кремния обычно получают при взаимодействии щелочного жидкого стекла и неорганической кислоты известным в уровне техники способом. Они могут быть затем механически обработаны, например путем сушки распылением и размола. Обычно осажденные диоксиды кремния дешевле, чем их коллоидальные заменители. Их использование в качестве теплоизоляционного материала раскрыто, например, в US 4636415, ЕР 355295, ЕР 396961 или в ЕР 463311. Однако применение осажденных диоксидов кремния как теплоизоляционного материала не смогло оправдать ожиданий.

Соответственно, задача настоящего изобретения состоит в обеспечении рентабельного по цене теплоизоляционного материала, теплопроводность которого сравнима с материалами, содержащими коллоидальный диоксид кремния, а также в обеспечении литых изделий, содержащих этот материал.

Изобретение обеспечивает теплоизоляционный материал, содержащий от 30 до 95 мас.% осажденного диоксида кремния, имеющего модифицированную насыпную плотность от 10 до 50 г/л, в частности, от 10 до 30 г/л, и от 5 до 70 мас.% тепло(свето)поглощающего материала (придающего тепло- и светопоглощающие свойства). В соответствии с изобретением такой материал предлагается применять в качестве рыхлого теплоизоляционного наполнителя, листов или блоков, или в вакуумных изоляционных системах.

Под "модифицированной насыпной плотностью" следует понимать насыпную плотность, которая получается при определенном разрыхлении структуры диоксида кремния перед обычным определением насыпной плотности в соответствии с DIN EN ISO 787 11. Это делается для того, чтобы избежать ошибочных значений, связанных с предварительным слипанием осажденного диоксида кремния. Подробности будут приведены ниже в описании.

В дополнительном варианте выполнения изобретения осажденный диоксид кремния для термоизоляционного материала имеет

а) значение d50 от 150 до 2000 нм, предпочтительно от 200 до 1500 нм, более предпочтительно от 250 до 1200 нм, наиболее предпочтительно от 300 до 900 нм и особо предпочтительно от 350 до 600 нм;

б) значение d90 от 500 до 7000 нм, предпочтительно от 700 до 6500 нм, более предпочтительно от 800 до 6000 нм, наиболее предпочтительно от 900 до 6000 нм и особо предпочтительно от 1000 до 5000 нм и

плотность силанольных групп от 2,5 до 8 OH/нм2, предпочтительно от 2,6 до 7 OH/нм2, более предпочтительно от 2,7 до 6 OH/нм2, наиболее предпочтительно от 2,8 до 5,5 OH/нм2 и особо предпочтительно от 3,1 до 5 OH/нм2.

Значения d50 и d90 определяются лазерной дифракцией. Плотность силанольных групп определяется по реакции осажденного диоксида кремния с алюмогидридом лития. Подробности определения каждой из величин будут приведены ниже в описании.

В дополнительном варианте выполнения изобретения площадь измеренной по БЕТ поверхности осажденного диоксида кремния составляет предпочтительно от 100 до 350 м2/г, более предпочтительно от 110 до 340 м2/г, наиболее предпочтительно от 120 д 330 м2/г, и особо предпочтительно от 130 до 300 м2/г, и, частности, от 145 до 280 м2/г.

В дополнительных вариантах выполнения изобретения потери на высушивание осажденного диоксида кремния составляют от 1,5 до 8 мас.%, и (или) потери на прокаливание составляют от 1,5 до 9 мас.%, а значение pH осажденного диоксида кремния составляет от 4 до 9.

В дополнительных вариантах выполнения предлагаемый в изобретении теплоизоляционный материал может содержать от 30 до 100 мас.% осажденного диоксида кремния. Таким образом осажденный диоксид кремния может один служить теплоизоляционным материалом. Предпочтительно теплоизоляционный материал содержит от 30 до 95 мас.%, более предпочтительно от 40 до 80 мас.% диоксида кремния, исходя из (от веса) теплоизоляционного материала.

Предлагаемый в настоящем изобретении диоксид кремния может быть изготовлен путем размола и сортировки по размерам осажденного диоксида кремния, имеющего следующие параметры:

- число Сиарса (Sears number) составляет от 10 до 30 мл/(5 г), предпочтительно от 10 до 25 мл/(5 г),

- измеренная по БЕТ поверхность составляет от 100 до 350 м2/г, предпочтительно от 130 до 300 м2/г,

- потери на высушивание составляют от 1 до 8 мас.%, предпочтительно от 2 до 7 мас.%, более предпочтительно от 2,5 до 6 мас.%,

- потери на прокаливание составляют от 2 до 9 мас.%, предпочтительно от 2 до 7 мас.%, более предпочтительно от 2,5 до 5 мас.%,

- значение pH составляет от 4 до 9, предпочтительно от 4 до 8, более предпочтительно от 5 до 8, и

- содержание дибутилфталата (DBP) составляет от 230 до 400 г/100 г, предпочтительно от 250 до 350 г/100 г.

При этом система размола (устройство размола), предпочтительно содержащая струйную мельницу, отличается тем, что струйная мельница системы размола действует в фазе измельчения с использованием рабочей среды, выбираемой из группы, в которую входят газ и (или) вещество в газообразном состоянии, предпочтительно пар и (или) содержащий пар газ, и тем, что размольная камера нагревается в фазе разогрева, то есть перед фактической работой с рабочей средой, так что температура в размольной камере и (или) у выходного канала мельницы выше точки росы пара и (или) рабочей среды, и тем, что измельченный диоксид кремния разделяется по крупности до значений d50 от 150 до 2000 нм и от 500 до 7000 нм. В качестве доступного для приобретения диоксида кремния, пригодного в качестве исходного материала, можно привести следующие марки: Sipernat 160, Sipernat 22, Sipernat 22 S, Sipernat 22 LS фирмы Evonik Degussa GmbH, Германия, а также диоксид кремния марки YH 350 фирмы DWS, Китай.

Особо предпочтительно производить размол в соответствии с методикой, изложенной в WO 2008046727, используя описанную в данном документе систему размола (мельницу), работающую, что особенно предпочтительно, на паре в качестве рабочей среды. Патентная заявка US 11/944,851, поданная 26.11.2007, целиком включена в данное описание в качестве ссылки.

На фиг.1 ссылочные номера относятся к следующим элементам: струйная мельница (1), цилиндрический корпус (2), размольная камера (3), питатель (4) предназначенного для измельчения (размола) материала, входной канал (5) размольной струи, нагревательный канал или сопло (5а), выходной канал (6) продукта, пневматический классификатор (7), сортировочный барабан (8), устье входного канала или сопла (9), размольная струя (10), источник (11) тепла, источник (12) тепла, подающий трубопровод (13), теплоизоляционная оболочка (14), вход (15), выход (16), центр (17) размольной камеры, емкость или генерирующее средство (18), бак (18а), трубопроводная система (19).

На фиг.2 ссылочные номера относятся к следующим элементам: струйная мельница (1), пневматический классификатор (7), зазор (8а) классификатора, выходной патрубок (погружная трубка) (20), корпус (21) классификатора, верхняя часть (22) корпуса, нижняя часть (23) корпуса, кольцевой фланец (24), кольцевой фланец (25), шарнирное соединение (26), стрелка (27), корпус (28) камеры классификатора, несущая консоль (28а), выгружной конус (29), фланец (30), фланец (31), крышка (32), крышка (33), лопатка (34), вал (35) сортировочного барабана, поворотный подшипник (35а), проходка (35b) вала, верхние механически обработанные пластины (36), нижняя механически обработанная пластина (37), конечная секция (38) корпуса, канал (39) подачи продукта, ось (40) вращения, выходная камера (41), верхняя плоская крышка (42), съемная крышка (43), несущая консоль (44), конический кольцевой кожух (45), входной фильтр (46), перфорированная пластина (47), выходная магистраль (48) мелкой фракции, отклоняющий конус (49), входной змеевик (50) сортировочного воздуха, отводной канал (51) крупного материала, фланец (52), фланец (53), зона (54) рассеивания, прокладка (55) с механически обработанной кромкой (с фаской) у выходного края, съемная защитная труба (56), съемная защитная труба (57), отвод/выпуск (58) тонкодисперсной фракции.

На фиг.3 ссылочные номера относятся к следующим элементам: зазор (8а) классификатора, выходной патрубок (погружная трубка) (20), крышка (32), крышка (33), проходка (35b) вала, ось (40) вращения, лопаточное кольцо (59).

На фиг.4 ссылочные номера относятся к следующим элементам: струйная мельница (1), пневматический классификатор (7), выходной патрубок (погружная трубка) (20), корпус (21) классификатора, верхняя часть (22) корпуса, нижняя часть (23) корпуса, кольцевой фланец (24), кольцевой фланец (25), шарнирное соединение (26), стрелка (27), корпус (28) камеры классификатора, несущая консоль (28а), выгружной конус (29), фланец (30), фланец (31), крышка (32), крышка (33), лопатка (34), вал (35) сортировочного барабана, поворотный подшипник (35а), верхние механически обработанные пластины (36), нижняя механически обработанная пластина (37), конечная секция (38) корпуса, канал (39) подачи продукта, ось (40) вращения, выходная камера (41), верхняя крышка (42), съемная крышка (43), несущая консоль (44), конический кольцевой кожух (45), входной фильтр (46), перфорированная пластина (47), выходная магистраль (48) мелкой фракции, отклоняющий конус (49), входной змеевик (50) сортировочного воздуха, отводной канал (51) крупного материала, фланец (52), фланец (53), зона (54) рассеивания, прокладка (55) с механически обработанной кромкой (с фаской) у выходного края, съемная защитная труба (56), съемная защитная труба (57), отвод/выпуск (58) тонкодисперсной фракции.

На фиг.5 ссылочные номера относятся к следующим элементам: выходной канал (погружная трубка) (20), крышка (32), крышка (33), лопатка (34), ось (40) вращения, лопаточное кольцо (59).

В первом предпочтительном варианте выполнения при подготовке к проведению фактического измельчения перегретым паром струйная мельница с псевдоожиженным слоем и с противонаправленными размольными струями, такая как показанная на фиг.1, снабженная встроенным динамическим пневматическим классификатором, таким как показанный на фигурах 2 и 3, сначала нагревается через два нагревательных канала или сопла 5а (на фиг.1 показано только одно), в которые подается горячий сжатый воздух под давлением 10 бар и при температуре 160°C, до тех пор, пока выходная температура мельницы не достигнет приблизительно 105°C.

Для отделения размолотого материала ниже мельницы по направлению потока введена фильтровальная система (не показанная на фиг.1), при этом корпус ее фильтра нагревается в нижней трети непосредственно через присоединенный нагревательный змеевик насыщенным паром под давлением (предпочтительно насыщенный пар под давлением 6 бар) также для предотвращение конденсации. Все поверхности устройства вблизи мельницы и разделительного фильтра, а также подающие магистрали пара и горячего сжатого воздуха имеют специальную изоляцию.

После нагрева до заданной температуры подача сжатого горячего воздуха в нагревательные сопла прекращается и начинается подача рабочей среды в три размольных сопла предпочтительно под давлением 38 бар (абс.) и с температурой 325°C.

Для защиты фильтровальных средств, используемых в разделительном фильтре, а также для установки определенного уровня остаточной воды в измельченном материале, предпочтительно от 2 до 6%, в начальной фазе и в процессе размола в размольную камеру мельницы в зависимости от выходной температуры мельницы подается вода через два сопла подачи текучей среды, работающих на сжатом воздухе.

Объем подаваемой дозы регулируется в зависимости от текущего значения тока в классификаторе, так чтобы последний не мог превзойти приблизительно 70% от номинального текущего значения тока.

Элемент (4) подачи, функции которого в данном случае исполняет ковшовое колесо, дозировано подает материал из контейнера через тактовый шлюзовик в размольную камеру, находящуюся под сверхбарометрическим давлением.

Крупный материал измельчается в расширяющихся струях пара (размольного газа). Вместе с потерявшим давление размольным газом частицы продукта поднимаются по центру корпуса мельницы к сортировочному барабану. В зависимости от установленных скорости сортировочного барабана и количественных параметров размольного пара частицы с достаточной степенью дисперсности поступают вместе с размольным паром на выход тонкой фракции, и оттуда они проходят в установленную ниже по потоку разделительную систему, в то время как частицы достаточно крупного размера проходят обратно в размольную зону и подвергаются повторному измельчению. Выгрузка выделенной тонкой фракции из разделительного фильтра в стоящую далее накопительную емкость и расфасовка в тару производится с помощью дозирующего механизма с ковшовым колесом.

Размольное давление размольного газа в сочетании со скоростью динамического классификатора с лопаточным барабаном определяет размытие функции распределения размеров частиц, а также верхний предел размера частиц.

В предпочтительном варианте выполнения измельчение происходит следующим образом. Предлагаемый в изобретении процесс проводят в системе размола (устройстве размола), предпочтительно в системе размола, содержащей струйную мельницу, особо предпочтительно содержащую струйную мельницу с противонаправленными струями. Для этого предназначенный для размола загружаемый материал ускоряется в расширяющихся газовых высокоскоростных струях и при ударах частиц друг от друга измельчается. Особо предпочтительно использовать струйные мельницы с псевдоожиженным слоем и противонаправленными струями либо струйную мельницу с уплотненным слоем или спиральную струйную мельницу. В случае наиболее предпочтительной струйной мельницы с псевдоожиженным слоем и противонаправленными струями имеется два или несколько входных каналов размольных струй в нижней трети размольной камеры, имеющих предпочтительно форму размольных сопел, предпочтительно расположенных в горизонтальной плоскости. Входные каналы размольных струй особо предпочтительно расположены по окружности предпочтительно круглой размольной емкости, так что размольные струи встречаются в некоторой точке внутреннего пространства размольной емкости. Особенно предпочтительно, чтобы входные каналы размольных струй были распределены равномерно по окружности размольной емкости. В случае трех входных каналов размольных струй охватываемое ими пространство должно, следовательно, занимать 120° для каждого канала.

В дополнительном варианте выполнения предлагаемого в изобретении процесса система размола (устройство размола) содержит классификатор, предпочтительно динамический классификатор, особо предпочтительно динамический классификатор с лопаточным барабаном, и наиболее предпочтительно классификатор, представленный на фигурах 4 и 5.

В особо предпочтительном варианте выполнения используется динамический пневматический классификатор, представленный на фигурах 2 и 3. Этот динамический пневматический классификатор содержит сортировочный барабан, а также вал сортировочного барабана и корпус классификатора, при этом между сортировочным барабаном и корпусом классификатора сформирован зазор классификатора, и между валом сортировочного барабана и корпусом классификатора сформирована проходка вала, и классификатор отличается тем, что производится продувка зазора классификатора и (или) проходки вала сжатыми газами с низкой энергией.

При использовании классификатора в комбинации со струйной мельницей, работающей в предлагаемых в изобретении режимах, налагается ограничение на частицы с размером, превышающим заданный, частицы продукта, поднимающиеся вместе с расширяющимися газовыми струями, пропускаются от центра размольной емкости через классификатор, и продукт, имеющий достаточную тонкость помола, затем отводится из классификатора и из мельницы. Частицы слишком крупного размера возвращаются в размольную зону и подвергаются дальнейшему измельчению.

В системе размола классификатор может быть подсоединен в виде отдельного узла ниже мельницы по потоку, однако предпочтительно использовать встроенный классификатор.

Этот предлагаемый в изобретении особо предпочтительный процесс размола включает введенную ранее стадии фактического размола фазу подогрева, на которой обеспечивается, чтобы размольная камера, и особо предпочтительно все существенные компоненты мельницы и (или) системы размола, на которых могут конденсироваться вода и (или) пар, была(и) разогрета(ы) так, чтобы ее (их) температура была выше точки росы пара. Подогрев может быть, в принципе, произведен любым способом нагрева. Однако предпочтительно производить подогрев, пропуская горячий газ через мельницу и (или) всю систему размола так, чтобы температура газа на выходе мельницы была выше точки росы пара. Особо предпочтительно обеспечить, чтобы горячий газ достаточно нагревал все существенные компоненты мельницы и (или) всей системы размола, контактирующие с паром.

В принципе, используемый для подогрева газ может быть любым выбранным газом и (или) газовой смесью, но предпочтительно использовать горячий газ и (или) комбинацию газов и (или) инертных газов. Температура горячего газа должна быть выше точки росы пара.

В принципе, горячий газ может быть введен в размольную камеру в любой заданной точке. Для этого в размольной камере предпочтительно имеются входные каналы или сопла. Эти входные каналы или сопла могут быть теми же входными каналами или соплами, через которые также проступают размольные струи в фазе измельчения (размольные сопла). Однако возможно также наличие в размольной камере отдельных входных каналов или сопел (нагревательных сопел), через которые может быть пропущен горячий газ и (или) газовая смесь. В предпочтительном варианте выполнения газ подогрева или газовая смесь подогрева вводятся через по меньшей мере два, предпочтительно три или несколько входных каналов или сопел, расположенных в одной плоскости и размещенных по окружности предпочтительно круглой емкости мельницы таким образом, чтобы струи пересекались в одной точке во внутреннем пространстве размольной емкости. Особенно предпочтительно, чтобы входные каналы или сопла были распределены равномерно по окружности размольной емкости.

В процессе размола газ и (или) вещество в газообразном состоянии, предпочтительно пар и (или) газопаровая смесь, вводится в качестве рабочей среды через входные каналы размольных струй, предпочтительно имеющие форму размольных сопел. Как правило, в этой рабочей среде скорость звука значительно больше, чем в воздухе (342 м/с), и предпочтительно составляет по меньшей мере 450 м/с. Преимущество обеспечивается в случаях, когда рабочая среда содержит пар и (или) водород, и (или) аргон, и (или) гелий. Особо предпочтителен перегретый пар. Для достижения очень тонкодисперсного размола можно добиться преимуществ, если рабочая среда поступает в мельницу под давление от 15 до 250 бар, предпочтительно от 20 до 150 бар, особо предпочтительно от 30 до 70 бар и, в частности, от 40 до 65 бар. Рабочая среда также особо предпочтительно имеет температуру от 200 до 800°C, еще более предпочтительно от 250 до 600°C и, в частности, от 300 до 400°C. Приведенные значения давления включают все границы диапазонов и промежуточные значения между ними, в особенности 80, 100, 120, 140, 160, 180, 200, 220 и 240 бар. Приведенные значения температуры рабочей среды включают все границы диапазонов и промежуточные значения между ними, в особенности включая 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 650, 700, 750°C.

В случае использования пара в качестве рабочей среды, то есть, в частности, когда магистраль подачи вещества в газообразном состоянии соединена с источником пара, доказано, что особое преимущество достигается, если размольные или входные сопла соединены с магистралью подачи вещества в газообразном состоянии, снабженной компенсатором расширения.

Кроме того, доказано, что преимущество достигается, если поверхность струйной мельницы имеет как можно меньшие размеры и (или) каналы прохождения потока по меньшей мере в значительной степени свободны от выступов, и (или) если компоненты струйной мельницы сконструированы так, чтобы избежать накопления. За счет таких мер в мельнице осаждение предназначенного для размола материала может быть дополнительно предотвращено.

Изобретение рассмотрено в больших подробностях просто в качестве иллюстрации со ссылкой на нижеприведенные предпочтительные и дополнительные варианты выполнения предлагаемого в изобретении процесса, и на предпочтительные и особо подходящие варианты струйных мельниц, и на чертежи и описания чертежей, то есть оно не ограничено этими действующими примерами и использованием этих примеров, или соответствующими сочетаниями свойств, присущих отдельным действующим примерам.

Отдельные свойства, которые заявлены и (или) показаны в связи с конкретными примерами работы, не ограничены этими примерами работы или сочетанием с другими свойствами этих примеров работы, но могут быть объединены в рамках технических возможностей с другими вариантами, даже если они специально не рассмотрены в представленных документах заявки.

Идентичные ссылочные номера на отдельных представленных чертежах относятся к идентичным или подобным компонентам или компонентам, имеющим идентичное или схожее действие. Схематические изображения на чертежах также поясняют те свойства, которые не снабжены ссылочными номерами, вне зависимости от того, описаны далее эти свойства или нет. С другой стороны свойства, которые присутствуют в настоящем описании, но не явны или не показаны на чертежах, также легко могут быть поняты специалистом в данной области техники.

Как указывалось выше, струйная мельница предпочтительно мельница с противонаправленными струями, содержащая встроенный классификатор, предпочтительно встроенный динамический пневматический классификатор, может быть использована для производства очень тонкодисперсных частиц в соответствии с предлагаемым процессом. Особо предпочтительно этот пневматический классификатор содержит сортировочный барабан, а также вал сортировочного барабана и корпус классификатора, при этом между сортировочным барабаном и корпусом классификатора сформирован зазор классификатора, и между валом сортировочного барабана и корпусом классификатора сформирована проходка вала, и классификатор отличается тем, что производится продувка зазора классификатора и (или) проходки вала сжатыми газами с низкой энергией.

Предпочтительно продувочный газ используется под давлением, превосходящим внутреннее давление в мельнице не более, чем по меньшей мере приблизительно на 0,4 бара, особо предпочтительно не более чем на 0,3 бара, и в частности не более чем приблизительно на 0,2 бара. Внутреннее давление в мельнице может по меньшей мере приблизительно лежать в диапазоне от 0,1 до 0,5 бара.

Кроме того, предпочтительно, если продувочный газ используется при температуре приблизительно от 80 до 120°C, и в частности приблизительно 100°C, и (или) используемый продувочный газ представляет собой низкоэнергетический сжатый воздух, в частности под давлением приблизительно от 0,3 до 0,4 бара.

Скорость сортировочного барабана пневматического классификатора и внутренний коэффициент усиления могут быть выбраны или могут быть отрегулированы так, чтобы окружная скорость рабочей среды (B) у погружной трубки или выходного патрубка, согласованная с сортировочным барабаном, достигала величины 0,8 скорости звука в рабочей среде.

Это может быть получено, если скорость сортировочного барабана пневматического классификатора и внутренний коэффициент усиления выбраны, или установлены, или отрегулированы так, чтобы окружная скорость рабочей среды (B) у погружной трубки или выходного патрубка достигала значения 0,7 и особо предпочтительно 0,6 скорости звука в рабочей среде.

В частности, дополнительного преимущества можно достичь обеспечением того, чтобы сортировочный барабан имел величину промежутка, возрастающую при уменьшении радиуса, так чтобы площадь сортировочного барабана, через которую проходит поток, предпочтительно была по меньшей мере приблизительно постоянной. Альтернативно или дополнительно может быть достигнуто преимущество, если сортировочный барабан имеет взаимозаменяемую, вращающуюся вместе с ним погружную трубку. В дополнительном варианте выполнения предпочтительно обеспечить выходную камеру тонкой фракции, имеющую расширяющееся поперечное сечение в направлении потока.

Кроме того, предлагаемая в изобретении струйная мельница может предпочтительно включать, в частности, пневматический классификатор, обладающий отдельными свойствами или сочетаниями свойств воздушно-центробежного классификатора, описанного в EP-A-472930. Описание EP-A-472930 в полном объеме включено в данный документ в качестве ссылки для избежания заимствования идентичных свойств изобретения. В частности, пневматический классификатор может содержать средство снижения окружной составляющей скорости в соответствии с EP-A-472930. Возможно, в частности, обеспечение того, чтобы выходной патрубок, согласованный с сортировочным барабаном пневматического классификатора и выполненный в виде погружной трубки, имел в направлении потока расширяющееся поперечное сечение, которое предпочтительно спроектировано скругленным во избежание образования завихрений.

Предпочтительные и (или) имеющие преимущества варианты выполнения системы размола или мельницы, используемой в предлагаемом в изобретении процессе, видны из фигур 1-5, при этом снова необходимо подчеркнуть, что эти варианты выполнения просто более детально поясняют изобретение на примерах, то есть настоящее изобретение не ограничено этими действующими примерами и использованием этих примеров, или соответствующими сочетаниями свойств, присущих отдельным действующими примерам.

Отдельные свойства, которые заявлены и (или) показаны в связи с конкретными действующими примерами, не ограничены этими действующими примерами или сочетанием с другими свойствами, заложенными в эти действующие примеры, но могут быть объединены в рамках технических возможностей с другими вариантами, даже если они специально не рассмотрены в представленных документах заявки.

Идентичные ссылочные номера на отдельных фигурах и представлениях чертежей относятся к идентичным или подобным компонентам и компонентам, имеющим идентичное или схожее действие. Схематические изображения на чертежах также поясняют те свойства, которые не снабжены ссылочными номерами, вне зависимости от того, описаны далее эти свойства или нет. С другой стороны свойства, которые присутствуют в настоящем описании, но не явны или не показаны на чертежах, также легко могут быть поняты специалистом в данной области техники.

На фиг.1 представлен действующий пример струйной мельницы 1, содержащей цилиндрический корпус 2, охватывающий размольную камеру 3, питатель 4 предназначенного для измельчения (размола) материала, расположенный приблизительно на середине высоты размольной камеры 3, по меньшей мере один входной канал 5 размольной струи, расположенный в нижней области размольной камеры 3, и выходной канал 6 продукта в верхней области размольной камеры 3. Имеется также пневматический классификатор 7, содержащий вращающийся сортировочный барабан 8, на котором размолотый материал (не показан) разделяется по крупности с целью удаления из размольной камеры 3 измельченного материала с размером частиц, ниже заданного, через выходной канал 6 продукта и передачи измельченного материала с размером частиц, выше заданного, в процесс дальнейшего размола.

Сортировочный барабан 8 может быть сортировочным барабаном, традиционным для пневматических классификаторов, лопатки которого (сравните, например, со следующей ниже фиг.5) ограничивают радиальные межлопаточные каналы, к наружным краям которых поступает разделяющий по крупности воздух, а частицы относительно малого размера или массы увлекаются к центральному выходу и к выходному каналу 6 продукта, в то время как частицы большего размера или большей массы отбрасываются центробежной силой. Особенно предпочтительно, чтобы классификатор 7 и (или) по меньшей мере его сортировочный барабан 8 обладали по меньшей мере одним конструктивным свойством, приведенным в EP-A-472930.

Возможно обеспечить только один вход 5 размольной струи, состоящий из одного радиально направленного входного канала или входного сопла 9, чтобы создать возможность единичной размольной струе 10 встретить, обладая высокой энергией, частицы предназначенного для размола материала, достигшие определенной области струйной мельницы 10 от питателя 4 предназначенного для измельчения (размола) материала, и разбить частицы размалываемого материала на более мелкие частицы, захватываемые сортировочным барабаном 8 и доставляемые наружу через выходной канал 6 продукта, если они достигли достаточно малого размера или массы. Однако лучшие результаты достигаются с двумя, спаренными входными каналами 5 размольных струй, расположенными друг против друга и создающими две размольные струи 10, которые сталкиваются друг с другом, что приводит к более интенсивному разбиению частиц, чем это возможно при наличии только одной размольной струи 10, в особенности, если образовано несколько пар размольных струй.

Предпочтительно использовать два или несколько входных каналов размольных струй, предпочтительно размольных сопел, в частности 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 или 12 входных каналов размольных струй, расположенных в нижней трети предпочтительно цилиндрического корпуса размольной камеры. В идеале эти входные каналы размольных струй размещены в одной плоскости и равномерно по окружности размольной емкости, так чтобы размольные струи встречались в одной точке внутри этой емкости. Особенно предпочтительно, чтобы входные каналы или сопла были распределены равномерно по окружности размольной емкости. В случае трех размольных струй это должны быть углы между соответствующими входными каналами или соплами, равные 120°. В общем можно сказать, что чем больше размольная камера, тем больше входных каналов или размольных сопел используется.

В предпочтительном варианте выполнения предлагаемого в изобретении процесса размольная камера в дополнение к входным каналам размольных струй может содержать нагревательные каналы или сопла 5а, предпочтительно имеющие вид сопел, через которые в мельницу на стадии подогрева может поступать горячий газ. Эти сопла или каналы могут быть расположены, как это было уже описано выше, в одной плоскости с размольными каналами или соплами 5. Может присутствовать один нагревательный канал или сопло 5а, но предпочтительно присутствие также нескольких нагревательных каналов или сопел 5а, особо предпочтительно 2, 3, 4, 5, 6, 7 или 8 нагревательных каналов или сопел 5а.

В еще более предпочтительном варианте выполнения мельница содержит два нагревательных сопла или канала и три размольных сопла или канала.

Например, на температуру технологического процесса можно воздействовать, используя внутренний источник 11 тепла, введенный между питателем 4 предназначенного для размола (измельчения) материала и областью размольных струй 10, или используя соответствующий источник 12 тепла, введенный снаружи питателя 4 предназначенного для измельчения (размола) материала, или подвергая обработке частицы предназначенного для размола материла, которые во всяком случае уже нагреты и избежали потерь тепла на пути к питателю 4 предназначенного для измельчения (размола) материала, для чего подающий трубопровод 13 окружен теплоизоляционной оболочкой 14. Источники 11 или 12 тепла, в случае их использования, могут, в принципе, иметь любой требуемый вид, пригодный для данной конкретной цели, и выбираются из того, что доступно на рынке, так что дальнейшего их рассмотрения в данном описании не требуется.

В частности, температура размольной струи или размольных струй 10 соответствует конкретным техническим требованиям, и температура предназначенного для размола материла должна по меньшей мере приблизительно соответствовать этой температуре размольной струи.

Для формирования размольных струй 10, вводимых через входные каналы 5 размольных струй в размольную камеру 3, в данном действующем примере используется перегретый пар. Можно предположить, что после входного сопла 9 соответствующего входного канала 5 размольной струи теплосодержание пара не намного ниже, чем перед этим соплом 9 входного канала. Так как энергия, необходимая для ударного дробления, должна быть прежде всего доступна в виде энергии потока, перепад давления между входным каналом 5 входного сопла 9 и его выходным каналом 16 будет достаточно большим (энергия давления в значительной мере преобразуется в энергию потока), и перепад температуры тоже не будет пренебрежимым. Этот перепад температуры должен в основном компенсироваться за счет нагрева предназначенного для размола материала до такой степени, чтобы измельчаемый материал и размольная струя 10 имели одинаковую температуру в области вблизи центра 17 размольной камеры 3, где по меньшей мере две размольные струи 10 встречаются друг с другом, или встречаются больше, чем две, размольные струи 10.

Что касается вида и процесса формирования размольной струи 10, содержащей перегретый пар, в особенности в замкнутой системе, то можно сделать ссылку на документ DE 19824062 A1, полное содержание описания которого в части, имеющей отношение к рассматриваемому вопросу, включено в данную заявку в качестве ссылки, чтобы избежать заимствования идентичной сущности изобретения. Например, размол горячего шлака как предназначенного для размола материала с оптимальной эффективностью возможен в замкнутой системе.

На фиг.1, на которой представлена струйная мельница 1, питатель рабочей среды B обычно представляет собой емкость или генерирующее устройство 18, представляющее собой, например, бак 18а, из которого рабочая среда B подается по трубопроводной системе 19 во входной канал 5 струйной мельницы или во входные каналы 5 струйной мельницы для образования размольной струи 10 или размольных струй 10.

В частности, начиная со струйной мельницы 1, снабженной пневматическим классификатором 7, соответствующих действующих примеров, предназначенных и рассматриваемых в данном описании только в качестве иллюстрации, а не ограничения, процесс получения тонкодисперсных частиц выполняется с этой струйной мельницей 1 с использованием встроенного пневматического классификатора 7. Кроме того факта, что фазе размола предшествует фаза подогрева, в которой все частицы, вступающие в контакт с паром, нагреваются до температуры выше точки росы пара, и того факта, что предпочтительно используется встроенный классификатор, новизна по сравнению с обычными струйными мельницами состоит в том, что скорость ротора классификатора или сортировочного барабана 8 пневматического классификатора 7 и внутренний коэффициент усиления выбраны предпочтительным образом, установлены или отрегулированы так, чтобы окружная скорость рабочей среды B на глубине трубки или выходного патрубка 20, совмещенного по положению с сортировочным барабаном 8, достигала величины 0,8, предпочтительно 0,7 и особо предпочтительно 0,6 от скорости звука в рабочей среде В.

Что касается предварительно рассмотренного варианта с перегретым паром как рабочей среды B или в качестве альтернативы ей, то особое преимущество имеет использование в качестве рабочей среды газов или паров B, в которых скорость звука выше и особенно значительно выше скорости звука в воздухе (343 м/с). В частности, в качестве рабочей среды используются газы или пары B, в которых скорость звука составляет по меньшей мере 450 м/с. Это существенно повышает производительность и выход очень тонкодисперсных частиц по сравнению с процессами, в которых применяется другая рабочая среда, такими как обычно используются в соответствии с практическими знаниями, и, следовательно, оптимизирует процесс в целом.

В качестве рабочей среды используется текучая среда, предпочтительно вышеупомянутый пар, но это может быть также водород или гелий.

В предпочтительном варианте выполнения струйная мельница 1, в частности, представляющая собой струйную мельницу с псевдоожиженным слоем либо мельницу с уплотненным слоем или спиральную мельницу выполнена или оформлена со встроенным динамическим пневматическим классификатором 7 для получения очень тонкодисперсных частиц, или обеспечена соответствующим устройством, так что скорость сортировочного ротора или сортировочного барабана 8 пневматического классификатора 7 и внутренний коэффициент усиления можно выбирать или устанавливать, или регулировать, или подстраивать так, чтобы окружная скорость рабочей среды B на глубине трубки или выходного патрубка 20 достигала величины 0,8, предпочтительно 0,7 и особо предпочтительно 0,6 от скорости звука в рабочей среде B.

Кроме того струйная мельница 1 предпочтительно обеспечена источником, например емкостью или генерирующим устройством 18, предназначенным для подачи пара или перегретого пара, или другой соответствующей емкостью или генерирующим устройством для рабочей среды B, или таким источником рабочей среды, связанным с мельницей, из которого для осуществления работы подается рабочая среда B, для которой скорость звука больше и, в частности, значительно больше скорости звука в воздухе (343 м/с), так что скорость звука составляет по меньшей мере 450 м/с. Этот источник рабочей среды, например емкость или генерирующее устройство 18, служащее для выработки пара или перегретого пара, содержит газы или пары B, предназначенные для использования в процессе работы струйной мельницы 1, в частности выработки вышеупомянутого пара, однако водород и гелий также являются предпочтительными альтернативами.

В частности, при использовании пара в качестве рабочей среды имеет преимущество введение трубопроводной системы 19, снабженной компенсаторами расширения (не показаны), также относящимися к трубопроводу подачи пара, то есть предпочтительно в тех случаях, когда трубопровод подачи пара соединен с таким источником пара, как емкость или генерирующее устройство 18.

Другое преимущество изобретения при использовании пара в качестве рабочей среды состоит в обеспечении струйной мельницы 1 с поверхностью, которая мала как только можно, или другими словами в оптимизации струйной мельницы 1 с точки зрения как можно большего уменьшения поверхности. В частности, в отношении пара как рабочей среды B особое преимущество изобретения состоит в избежании теплообмена или потери тепла и, следовательно, потерь энергии в системе. Эта цель достигается за счет дополнительных альтернативных вариантов или дополнительных конструктивных мер, а именно, за счет разработки таких компонент струйной мельницы 1, в которых не происходит накопления, или в оптимизации компонент в этом направлении. Это может быть реализовано, например, за счет использования в трубопроводной системе 19 фланцев, которые настолько тонки, насколько в ней это возможно.

Кроме того, потерю энергии, а также другие относящиеся к потоку неблагоприятные эффекты можно снизить или избежать, если компоненты струйной мельницы 1 выполнить так, чтобы устранить конденсацию. Для этой цели могут быть использованы специальные сглаживающие средства устранения конденсации (не показаны). Кроме того, можно достичь преимуществ, если траектории потока по меньшей мере в основном свободны от выступающих частей или оптимизированы в этом отношении. Другими словами, разными конструкторскими приемами по-отдельности или в любом желательном сочетании может быть, в принципе, в максимально возможной степени достигнуто избежание наличия всего, что может охлаждаться, и на чем может возникать конденсация.

Кроме того, обеспечивает преимущество и поэтому предпочтительно, если сортировочный барабан имеет величину промежутка, возрастающую при уменьшении радиуса, то есть в направлении его оси, чтобы, в частности, площадь сортировочного барабана, через которую проходит поток, оставалась по меньшей мере приблизительно постоянной. Прежде всего или альтернативно можно обеспечить выходную камеру тонкой фракции, имеющую расширяющееся поперечное сечение в направлении потока.

Особенно предпочтительный вариант выполнения струйной мельницы 1 состоит в том, чтобы сортировочный барабан имел взаимозаменяемую погружную трубку 20, вращающуюся в том же направлении.

Дополнительные детали и модификации предпочтительных вариантов выполнения струйной мельницы 1 и ее компонент рассмотрены ниже со ссылкой на фигуры 4 и 5.

Струйная мельница 1 предпочтительно содержит, как схематически изображено на фиг.4, встроенный пневматический классификатор 7, который, например для конструкции струйной мельницы 1, представляющей собой струйную мельницу с псевдоожиженным слоем, или струйную мельницу с уплотненным слоем, или спиральную струйную мельницу, является динамическим пневматическим классификатором 7, предпочтительно расположенным по центру размольной камеры 3 струйной мельницы 1. В зависимости от объемного расхода размольного газа и скорости классификатора можно влиять на дисперсность измельчаемого материала.

В соответствии с фиг.4 в пневматическом классификаторе 7 струйной мельницы 1 весь вертикальный пневматический классификатор 7 окружен корпусом 21 классификатора, который в основном включает верхнюю часть 22 корпуса и нижнюю часть 23 корпуса. Верхняя часть 22 корпуса и нижняя часть 23 корпуса снабжены у своих верхнего и нижнего торцов, соответственно, ориентированными наружу кольцевыми фланцами 24 и 25, соответственно. Два кольцевых фланца 24, 25 находятся один над другим в смонтированном или рабочем положении пневматического классификатора 7 и скреплены друг с другом с помощью соответствующих средств. Соответствующие средства крепления представляют собой, например, болтовые соединения (не показаны). Струбцины (не показаны) или аналогичные элементы также могут служить съемными средствами крепления.

В любой желаемой точке окружности фланца два кольцевых фланца 24 и 25 скреплены друг с другом шарнирным соединением 25, так что после освобождения соединяющих фланцы средств верхняя часть 22 корпуса может быть повернута на шарнире относительно нижней части 23 корпуса в направлении стрелки 27, и при этом откроется доступ в верхнюю часть 22 корпуса снизу и в нижнюю часть 23 корпуса сверху. В свою очередь нижняя часть 23 корпуса выполнена из двух частей и в основном включает цилиндрический корпус 28 камеры классификатора с кольцевым фланцем 25 у верхнего открытого торца и выгружной конус 29, конически сужающийся книзу. Выгружной конус 29 и корпус 28 камеры классификатора устанавливаются один на другой с помощью фланцев 30, 31 у верхнего и нижнего торцов, соответственно, и эти фланцы 30, 31 выгружного конуса 29 и корпуса 28 камеры классификатора соединены друг с другом съемными фиксирующими средствами (не показаны) аналогично кольцевым фланцам 24, 25. Собранный таким образом корпус 21 классификатора подвешивается на несущих консолях 28а, несколько штук которых распределены насколько возможно равномерно по окружности корпуса 21 пневматического классификатора 7 или компрессора струйной мельницы 1 и захватывают цилиндрический корпус 28 камеры классификатора.

Важную часть внутреннего содержания пневматического классификатора 7 составляет в свою очередь сортировочный барабан 8, имеющий верхнюю крышку 32, нижнюю крышку 33, расположенную на некотором расстоянии по оси и на стороне выхода потока, и лопатки 34 с надлежащей ориентацией, установленные между наружными краями двух крышек 32 и 34, жестко соединенные с ними и распределенные равномерно по окружности сортировочного барабана 8. В этом пневматическом классификаторе 7 сортировочный барабан 8 приводится в движение через верхнюю крышку 32, в то время как нижняя крышка 33 представляет собой плоскую крышку на стороне выхода потока. Компоновка сортировочного барабана 8 включает вал 35, приводимый в движение соответствующим образом и выходящий наружу из корпуса 21 классификатора у верхнего торца, при этом нижний конец вала находится внутри корпуса 21 классификатора и без возможности качания закрепляет сортировочный барабан в подвесном подшипнике. Вал 35 сортировочного барабана выведен наружу из корпуса 21 классификатора через пару механически обработанных пластин 36, 37, закрывающих корпус 21 классификатора у верхнего торца конечной секции 38 корпуса, имеющей в верхней части форму усеченного конуса, а также направляющих вал 35 сортировочного барабана и уплотняющих канал этого вала, не препятствуя вращению вала 35 сортировочного барабана. Из соображений целесообразности верхняя пластина 36 может соответствовать по форме кромки валу 35 сортировочного барабана и крепиться без возможности качания через подшипник 35а на нижней пластине 37, которая в свою очередь соответствует по форме конечной секции 38 корпуса. Нижняя поверхность крышки 33 на стороне выхода потока находится в общем плане между кольцевыми фланцами 24 и 25, так что сортировочный барабан 8 расположен целиком внутри закрепленной на шарнире верхней части 22 корпуса. В области конической концевой секции 38 корпуса верхняя часть корпуса также имеет трубчатый канал 39 подачи продукта питателя 4 предназначенного для измельчения (размола) материала, при этом продольная ось канала подачи продукта параллельна оси 40 вращения сортировочного барабана и его приводу или валу 35 сортировочного барабана, и канал подачи продукта расположен по радиусу на верхней части 22 корпуса как можно дальше от оси 40 вращения сортировочного барабана 8 и его привода или вала 35 сортировочного барабана.

В особо предпочтительном варианте выполнения, представленном на фигурах 2 и 3, встроенный динамический пневматический классификатор 7 содержит сортировочный барабан 8, вал 35 сортировочного барабана и корпус классификатора, как уже было описано. Зазор 8а классификатора сформирован между сортировочным барабаном 8 и корпусом 21 классификатора, и проходка 35b вала сформирована между валом сортировочного барабана и корпусом 21 классификатора (смотри фигуры 2 и 3). В частности, начиная со струйной мельницы 1, снабженной воздушным классификатором 7, соответствующих действующих примеров, предназначенных и рассматриваемых в данном описании только в качестве иллюстрации, а не ограничения, процесс получения тонкодисперсных частиц выполняется с использованием этой струйной мельницы 1, содержащей встроенный воздушный классификатор 7. В добавление к тому, что размольная камера нагревается перед фазой размола до температуры, превышающей точку росы пара, усовершенствование по сравнению с обычными струйными мельницами заключается в продувке зазора 8а классификатора и (или) проходки 35b вала сжатыми газами с низкой энергией. Отличительное свойство этой конструкции заключается в точно подобранном сочетании использования таких сжатых низкоэнергетических газов с высокоэнергетическим перегретым паром, подаваемым в мельницу через входные размольные струйные каналы, в частности через размольное сопло или размольные сопла, имеющиеся в ней. Таким образом одновременно используется высокоэнергетическая среда и низкоэнергетическая среда.

В представленном как на фиг.4, так и на фиг.5 варианте выполнения с одной стороны и на фигурах 2 и 3 с другой стороны в корпус 21 классификатора введен выходной трубчатый патрубок 20, ориентированный по оси аналогично сортировочному барабану 8 и закрепленный своим верхним торцом непосредственно под крышкой 33 сортировочного барабана 8, находящейся на стороне выхода потока, но не соединенный с ней. Вровень в осевом направлении с нижним торцом трубчатого выходного патрубка 20 введена выходная камера 41, также имеющая трубчатую форму, но диаметр которой существенно больше диаметра выходного патрубка 20 и в представленном действующем примере по меньшей мере вдвое больше этого диаметра. Поэтому на переходе между выходным патрубком 20 и выходной камерой 41 имеется значительный перепад диаметра. Выходной патрубок 20 введен в верхнюю крышку 42 выходной камеры 41. В нижней части выходная камера 41 закрыта съемной крышкой 43. Узел, содержащий выходной патрубок и выходную камеру 41, удерживается несколькими несущими консолями 44, равномерно распределенными в виде звезды по окружности узла, жестко прикрепленными к узла у своих внутренних концов в области выходного патрубка 20 и скрепленным своими наружными концами с корпусом 21 классификатора.

Выходной патрубок 20 окружен коническим замкнутым кожухом 45, нижний, больший диаметр которого соответствует по меньшей мере приблизительно диаметру выходной камеры 41, и верхний, меньший наружный диаметр соответствует по меньшей мере приблизительно диаметру сортировочного барабана 8. Несущие консоли 44 оканчиваются у конической стенки кольцевого кожуха 45 и жестко соединены с этой стенкой, которая в свою очередь представляет собой часть узла, содержащего выходной патрубок 20 и выходную камеру 41.

Несущие консоли 44 и круговой кожух 45 являются частями устройства продувки воздуха (не показано), и этот продувочный воздух предотвращает проникновение материла из внутреннего пространства корпуса 21 классификатора в зазор между сортировочным барабаном 8, или более точно его нижней крышкой 33, и выходным патрубком 20. Чтобы этот продувочный воздух достигал кругового кожуха 45, и, следовательно, зазор оставался свободным, несущие консоли 44 выполнены в виде труб, наружные концевые части которых пропущены через стенку корпуса 21 и подсоединены через заборный фильтр 46 к источнику продувочного воздуха (не показан). Круговой кожух 45 в верхней части закрыт перфорированной пластиной 47, и сам зазор может быть регулируемым за счет осевого изменения положения кольцевого диска в области между перфорированной пластиной 47 и нижней крышкой 33 сортировочного барабана 8.

Отвод из выходной камеры 41 образован выходной магистралью 48 тонкодисперсной фракции, проложенной снаружи в корпус 21 классификатора и сопряженной по касательной с выходной камерой 41. Выходная магистраль 48 тонкой фракции является частью выходного канала 6. Отклоняющий конус 49 служит для защиты входа выходной магистрали 40 тонкой фракции со стороны выходной камеры 41.

У нижнего края конической концевой секции 23 корпуса с ней согласованы в горизонтальном размещении входная спираль 50 сортировочного воздуха и отводной канал 51 крупного материала. Направление вращения по входной спирали 50 сортировочного воздуха противоположно направлению вращения сортировочного барабана 8. Отводной канал 51 крупного материала с возможностью отделения согласован с концевой секцией 23 корпуса, при этом фланец 52 согласован с нижним торцом концевой секции 23 корпуса, и фланец 53 согласован с верхним краем отводного канала 51 крупного материала, и как фланец 52, так и фланец 53 в свою очередь съемно соединены друг с другом известными средствами при готовности классификатора 7 к работе.

Предусмотренная конструкцией зона рассеивания обозначена позицией 54. Фланцы, механически обработанные по внутреннему краю (со снятой фаской) для формирования безвихревого течения и простоты облицовки, обозначены позицией 55.

Наконец, как завершающая часть на внутренней поверхности стенки выходного патрубка 20, установлена также взаимозаменяемая защитная труба 56, и соответствующая взаимозаменяемая защитная труба 57 может быть установлена на внутренней стенке выходной камеры 41.

В начале действия пневматического классификатора 7, показанного в рабочем состоянии, сортировочный воздух вводится по входной спирали 50 сортировочного воздуха в пневматический классификатор 7 под воздействием перепада давления со входной скоростью, выбранной в зависимости от назначенного режима размола. В результате введения сортировочного воздуха по спирали и в особенности в сочетании с конической формой концевой секции 23 он поднимается спирально вверх в область сортировочного барабана 8. В то же время в корпус 21 классификатора через канал 39 подачи продукта вводится "продукт", содержащий твердые частицы различной массы. Содержащийся в этом продукте крупный материал, то есть фракция частиц, имеющих большую массу, движется в направлении, противоположном сортировочному воздуху в область отводного канала 51 крупного материала. Мелкие фракции, то есть фракции частиц, имеющих меньшую массу, смешиваются с сортировочным воздухом, проходят в радиальном направлении снаружи вовнутрь сортировочного барабана в выходной патрубок 20, далее в выходную камеру 41 и, наконец, через выходную магистраль 48 тонкой фракции в выходной канал 58 тонкой фракции, из которого в фильтр, где рабочая среда в виде текучей среды, такой как, например, воздух, и тонкодисперсная фракция отделяются друг от друга. Крупная составляющая мелкодисперсной фракции удаляется по радиусу из сортировочного барабана за счет центробежных сил и смешивается с крупным материалом, чтобы покинуть вместе с ним корпус 21 классификатора или циркулировать в корпусе 21 классификатора до тех пор, пока не превратится в мелкую фракцию с размером частиц таким, чтобы быть отведенными вместе с сортировочным воздухом.

Благодаря резкому увеличению поперечного сечения при переходе от выходного патрубка 20 к выходной камере 41 здесь происходит значительное снижение скорости потока смеси тонкодисперсная фракция/воздух. Следовательно, эта смесь проходит с очень низкой скоростью потока через выходную камеру 41 и через выходную магистраль 48 в выходной канал 58 тонкой фракции, образуя лишь малое количество абразивного материала на стенке выходной камеры 41. По этой причине защитная труба 57 является защитным средством, применяемым только из предосторожности. Однако высокая скорость потока в сортировочном барабане 8 по причинам, относящимся к технологии тонкого разделения, преобладает в выгружном или выходном патрубке 20, и поэтому защитная труба 56 имеет более важное значение, чем защитная труба 57. Особенно предпочтительным является резкий скачок диаметра в сторону увеличения на переходе от выходного патрубка 20 в выходную камеру 41.

Кроме того, пневматический классификатор 7 может быть поэтапно легко смонтирован благодаря разделению его корпуса 21 вышеописанным образом и согласованию компонент классификатора с отдельными составными частями корпуса, а также тому, что пришедшие в негодность компоненты могут быть заменены с относительно небольшим усилием и за короткое время обслуживания.

Хотя на фигурах 4 и 2 сортировочный барабан 8 с двумя крышками 32 и 33 и лопаточным ротором 59, размещенным между ними и имеющем лопатки 34, схематически представлен в уже известной, традиционной форме с параллельными крышками 32 и 33, имеющими параллельные поверхности, на фигурах 5 и 3 изображен сортировочный барабан 8 для дополнительных действующих примеров выполнения такого барабана, усовершенствованного для достижения некоторого преимущества.

Сортировочный барабан 8 в соответствии с фигурами 5 и 3 содержит кроме лопаточного ротора 59 с лопатками 34 верхнюю крышку 32 и расположенную на некотором расстоянии по оси от нее нижнюю крышку 33, находящуюся на стороне выхода потока и выполненную с возможностью вращения вокруг оси 40 вращения и таким образом вокруг продольной оси пневматического классификатора 7. Диаметральное направление сортировочного барабана 8 ориентировано перпендикулярно оси 40 вращения, то есть продольной оси пневматического классификатора 7, вне зависимости от вертикальной или горизонтальной ориентации этой продольной оси. Нижняя крышка 33, находящаяся на стороне выхода потока, концентрически охватывает выходной патрубок 20. Лопатки 34 скреплены с двумя крышками 33 и 32. Две крышки 32 и 33 теперь в противоположность известному в предшествующем уровне техники выполнены коническими, предпочтительно так, чтобы расстояние от верхней крышки 32 до находящейся на стороне выхода потока крышки 33 возрастало при удалении вовнутрь от кольца 59 лопаток 34, то есть в направлении оси 40 вращения, возрастало таким образом предпочтительно непрерывно, например линейно или нелинейно, и более предпочтительно так, чтобы площадь цилиндра, через который проходит поток, оставалась приблизительно постоянной на любом радиусе между выходными кромками лопаток и выходным патрубком 20. Скорость выходного потока, которая в известных решениях из-за уменьшения радиуса снижается, в данном решении остается приблизительно постоянной.

В добавление к варианту конструкции верхней крышки 32 и нижней крышки 33, который рассмотрен выше в связи с фигурами 5 и 3, возможно также, что только одна из этих двух крышек 32 или 33 имеет описанную коническую форму, а другая крышка 33 или 32 плоская, как в случае крышек 32 и 33 в действующем примере, представленном на фиг.4. В частности, форма крышки, у которой нет параллельных поверхностей, может быть такой, чтобы площадь цилиндра, через который проходит поток, оставалась по меньшей мере приблизительно постоянной на любом радиусе между выходными кромками лопаток и выходным патрубком 20.

Особо предпочтительно, чтобы диаметр размольных сопел составлял от 2 до 11 мм, сопла имели вид сопел Лаваля, число сопел составляло от 3 до 5, внутреннее давление в мельнице составляло от 0,8 до 1,5 бар (абс), входное давление размольной среды составляло от 12 до 300 бар (абс), входная температура размольной среды составляла от 190 до 600°C, выходная температура размольной среды мельницы составляла от 105 до 250°C, скорость классификатора составляла от 100 до 6000 1/мин, диаметр выходного патрубка (диаметр погужной трубки) составлял от 100 до 500 мм.

Кроме осажденного диоксида кремния как необходимого элемента теплоизоляционный материал может дополнительно содержать теплопоглощающий материал. Последний может быть выбран из группы, содержащей углеродную сажу, оксид железа, железотитановый оксид, титановый диоксид, силикат циркония, оксид циркония, карбид кремния или их смесь. Предпочтение отдается углеродной саже, содержащей пламенную сажу, печную сажу, газовую сажу, канальную газовую сажу и (или) термическую сажу. Площадь измеренной по БЕТ поверхности углеродной сажи предпочтительно составляет от 10 до 400 м2/г, более предпочтительно от 20 до 200 м2/г.

В дополнительном варианте выполнения предлагаемый в изобретении теплоизоляционный материал может содержать до 70 мас.% теплопоглощающего материала. Предпочтительно теплоизоляционный материал содержит от 5 до 70 мас.% теплопоглощающего материала, основываясь на теплоизоляционном материале.

В дополнительном варианте выполнения изобретения теплоизоляционный материал содержит дисперсный изоляционный наполнитель, отличный от осажденного диоксида кремния и имеющий модифицированную насыпную плотность, меньшую или равную 70 г/л. Дисперсный изоляционный наполнитель может быть выбран из группы, содержащей вермикулит, перлит, полученный возгонкой диоксид кремния, коллоидальный диоксид кремния, осажденный диоксид кремния и их смесь. Количество дисперсного изоляционного наполнителя составляет от 0 до 50 мас.%, основываясь на теплоизоляционном материале.

В дополнительном варианте выполнения теплоизоляционный материал содержит связующий материал. Он может быть органическим связующим, например поливиниловым спиртом, или полиуретаном, или может быть неорганическим связующим, например выбранным из группы, включающей кремнекислый натрий, силикат калия, ортофосфат алюминия и их смеси. Количество связующего материала составляет от 0 до 70 мас.%, основываясь на теплоизоляционном материале.

Предпочтительно предлагаемый в изобретении теплоизоляционный материал проявляет теплопроводность при средней температуре 300 К менее 0,05 Вт/мК, более предпочтительно от 0,001 до 0,02 Вт/мК при пониженном давлении газа, составляющем 0,01-100 мбар.

Другой целью изобретения является использование теплоизоляционного материала как рыхлого теплоизоляционного наполнителя, листов или блоков, например, для изоляции типа труба-в-трубе выходных трубопроводных систем, изоляции топочных камер, двухслойной футеровки, поверхностей над арочными крышами, стыков с зазорами, и для нивелирования подин печей и топок, вакуумных изоляционных систем.

Примеры

Физико-химические характеристики осажденного диоксида кремния, используемого в предлагаемом в изобретении теплоизоляционном материале, определялись следующими методами:

Площадь измеренной по БЕТ поверхности определяли по ISO 9277. Для определения удельной площади N2 поверхности диоксидов кремния и силикатов использовалась методика, соответствующая БЕТ методике. По описанной здесь методике измеряемая величина определялась по низкотемпературному поглощению азота при точно определенном парциальном давлении. Анализ выполнялся как многоточечное определение и отображался в диапазоне парциального давления (p/p0), составляющем 0,05-0,2, с измерением в общей сложности 5 точек, лежащих на одной прямой.

Потери на высушивание (LOD) определялись по ISO 787-2: Бюкс с удаленной пробкой нагревали в термостате при 105°C в течение по меньшей мере одного часа. После охлаждения в сушильной печи и введения пробки его взвешивали с округлением (по меньшей мере) до ближайших 0,01 г на прецизионных весах. 10+1 г образца распределяли ровным слоем по дну бюкса. Снова вставляли пробку и наполненный бюкс взвешивали с точностью 0,01 г (msp). Бюкс осторожно открывали и нагревали вместе с пробкой (удаленной) в термостате до 105+2°C в течение двух часов. После этого бюкс медленно закрывали пробкой и давали ему возможность остыть в сушильной печи. Бюкс взвешивали с точностью 0,01 г (mLOD). Результаты измерений представляли с точностью до одного десятичного разряда; значения, меньшие 0,1%, представляли как "<0,1".

LOD [мас.%]=(msp-mLOD)×10/msp, msp=вес исходного образца [г], mLOD=вес остатка после высушивания [г].

Определение потерь на прокаливание (LOI):1 г материала исходного образца диоксида кремния точно взвешивали (msp) в тарированном платиновом тигле и нагревали при температуре 1000°C в течение двух часов. После охлаждения в сушильной печи в присутствии P2O5 тигель взвешивали снова. Подсчитывали вес после потерь на прокаливание (mLOI).

Потери на прокаливание (LOI) определяли по уравнению:

LOI [мас.%]=(msp-mLOI)×10, msp=вес исходного образца [г], mLOI=вес остатка после высушивания [г].

Определение модифицированной насыпной плотности:

При определении "обычной" насыпной плотности по DIN EN ISO 787-11 результаты могут быть искажены тем, что диоксид кремния уже подвергся предварительному уплотнению в процессе, например, упаковки. Для устранения этого в настоящем изобретении определяли "модифицированную насыпную плотность" диоксидов кремния.

Фарфоровый вакуум-фильтр (номинальный размер 110, диаметр=12 см, высота=5,5 см), снаряженный дисковым фильтром (например, типа 598, Schleicher+Schull), был заполнен в натруску диоксидом кремния приблизительно на 1 см от верхнего края и покрыт эластичной пленкой (Parafilm®). Форма и размеры эластичной пленки должны выбираться так, чтобы она заканчивалась очень близко или впритык к краю блока фарфорового вакуум-фильтра. Блок устанавливали на отсосный резервуар и затем выдерживали под вакуумом - 0,7 бар в течение 5 минут. При выполнении этой операции диоксид кремния за счет вакуума однородно спрессовывался под воздействием пленки. Затем осторожно напускали воздух и получившийся диск из диоксида кремния удаляли из блока фильтра в фарфоровую чашку легким постукиванием.

Предварительно слегка разрыхленный материал равномерно распределяли (в виде аэрозоля диоксид кремния/воздух) посредством центробежной мельницы (ZM1, Retsch, 0,5 мм внутренний фильтр, установка скорости 1, без циклона, без установки внутренней воронки). В процессе проведения этой операции потребляемый мельницей ток не должен превышать 3 ампера. Эта операция менее интенсивная, чем обычный размол, дающий разрыхление структуры диоксида кремния (например, диоксидов после размола воздушной струей), так как энергопотребление в ней существенно ниже, чем в случае струйного размола. 5 г получившегося материала отвешивали с точностью 0,1 г в волюмометрический цилиндр вибрационного волюметра (STAV 2003 от Engelsmann). По методике DIN ISO 787-11 после 1250 встряхиваний получившийся объем диоксида кремния в миллилитрах считывали по шкале.

Определение плотности силанольных групп:

Прежде всего определяли содержание влаги в образце диоксида кремния в соответствии с разделом "Определение содержания влаги или потерь на высушивание". После этого 2-4 г образца (с точностью 1 мг) перемещали в герметичное под давлением стеклянное устройство (стеклянный сосуд с капельной воронкой), соединенное со средством измерения давления. В этом устройстве его высушивали при пониженном давлении (<1ГПа) и температуре 120° в течение 1 ч. Затем при комнатной температуре приблизительно 40 мл дегазированного 2% насыщенного раствора LiAlH4 в диметилгликоле по каплям добавляли из воронки. При необходимости добавляли по каплям еще раствора до тех пор, пока больше не наблюдался рост давления. Рост давления, как результат выделения водорода в реакции LiAlH4 с силанольными группами диоксида кремния, определяли путем измерения давления с точностью ≤1 ГПа (при известном объеме, полученном при калибровке устройства перед измерениями). По росту давления можно путем подсчетов с использованием общего уравнения состояния идеального газа вывести значение концентрации силанольных групп диоксида кремния, учитывая содержание в нем влаги. Соответственно должна быть внесена коррекция на влияние давления паров раствора. Плотность силанольных групп подсчитывали следующим образом:

Плотность силанольных групп=концентрация силанольных групп/площадь определенной по БЕТ поверхности.

Определение числа Сиарса (Sears number):

Модифицированное число Сиарса (далее число Сиарса V2) представляет собой результат измерения свободных силанольных групп и может быть определено путем титрования раствора диоксида кремния с гидроксидом калия в диапазоне кислотности от pH=6 до pH=9.

Способ определения был основан на следующих химических реакциях, и обозначение ≡SiOH должно было символизировать силанольную группу диоксида кремния.

≡SiOH+NaCl->≡SiONa+HCl

HCl+KOH->KCl+H2O.

Методика

10,00 г порошкового сферического или зернистого диоксида кремния с влажностью 5±1% равномерно измельчали в течение 60 с, используя универсальную мельницу типа IKA М 20 (550 Вт, 20000 об/мин). При необходимости влажность исходной субстанции должна быть скорректирована путем высушивания при температуре 105°C в сушильной камере или путем равномерного увлажнения, и затем процесс измельчения должен быть повторен. 2,50 г полученного обработанного диоксида кремния отвешивали при комнатной температуре в титровальную емкость объемом 250 мл и смешивали с 60,0 мл метанола (аналитического качества). После полного смачивания образца добавляли 40,0 мл деминерализованной воды, и для обеспечения дисперсности использовали смеситель марки Ultra-Turrax Т 25 (с валом смесителя типа KV-18G диаметром 18 мм) в течение 30 секунд при скорости вращения 18000 об/мин. 100 мл деминерализованной воды использовали для смыва в суспензию частиц образца, прилипших к краю сосуда и смесителю, при регулируемой температуре смеси, составлявшей 25°C, в находящейся в термостате водной ванне.

Прибор измерения pH (pH-метр типа Knick 766 Calimatic с датчиком температуры) и pH-электрод (комбинированный электрод типа Schott N7680) были откалиброваны при комнатной температуре с использованием буферных растворов со значениями pH от 7,00 до 9,00. pH-метр сначала использовали при измерении исходного значения pH суспензии при 2525°C и затем в зависимости от результата использовали раствор гидроксида калия (0,1 моль/л) или раствор соляной кислоты (0,1 моль/л) для доведения значения pH до 6,00. Была выбрана методика динамического титрования со следующими пареметрами: разностный титровальный объем от Vмин=0,05 мл до Vмакс=1,0 мл; время ожидания между добавлениями объема от tмин=2,0 с до tмaкс=20,0 с. Расход раствора KOH или раствора HCl в мл до pH 6,00 составлял V1'. Затем добавляли 20,0 мл раствора хлористого натрия (250,0 мл NaCl (аналитического качества) добавлены к 1 л деминерализованной воды). Затем использовали 0,1 моль/л KOH для титрования до значения pH 9,00. Расход раствора КОН в мл до pH 9,00 составлял V2'.

Объемы V1' и V2', соответственно, затем сначала титровали до теоретического начального веса в 1 г и умножали на 5, чтобы получить V1 и число Сиарса V2 в единицах мл/5 г.

Определение pH: Значение pH осажденного диоксида кремния в виде 5 мас.% водной суспензии определяли при комнатной температуре по методике, основанной на DIN EN ISO 787-9. В отличие от инструкций упомянутого стандарта исходные массы были изменены (5,00 г диоксида кремния на 100 мл деминерализованной воды).

Определение распределения размеров частиц с помощью лазерной дифракции: Распределение частиц определяли в соответствии с принципом лазерной дифракции на лазерном дифрактометре (Horiba, LA-920).

Прежде всего образец диоксида кремния размешивали в 100 мл воды без добавления диспергирующих присадок в стеклянном лабораторном стакане (объем 150 мл, диаметр 6 см) таким образом, чтобы рассеять часть, составляющую 1% от веса SiO2. Эту дисперсную систему затем взбалтывали с использованием ультразвукового датчика (типа Dr. Hielscher UP400s, Sonotrode H7) в течение 5 минут с достаточной интенсивностью (300 Вт, без использования импульсного режима). Для этого ультразвуковой датчик устанавливали таким образом, чтобы его нижний торец было погружен на расстояние приблизительно в 1 см от дна стеклянного лабораторного стакана. Сразу после проведения операции резмешивания определяли размер частиц диспергированного ультразвуком образца с использованием лазерного дифрактометра (Horiba LA-920). Для вычислений с использованием стандартного программного обеспечения, поставляемого вместе с Horiba LA-920, значение показателя преломления было выбрано равным 1,09.

Измерения проводили при комнатной температуре. Распределение размера частиц, а также соответствующие переменные величины, например размеры частиц на уровне d50 и d90, подсчитывались автоматически и отображались графически измерительным средством. При этом необходимо обращать внимание на примечания в инструкции по эксплуатации.

Пример 1:

Поставляемый фирмой Evonik Degussa GmbH осажденный диоксид кремния марки Sipernat 160, физико-химические параметры которого приведены в таблице 1, подвергали ультратонкому измельчению в работающей на паре струйной мельнице с псевдоожиженным слоем и с противонаправленными размольными струями, которая работала при превышающем атмосферное давлении. Подробности системы измельчения (мельницы) и способ размола приведены выше в описании.

При подготовке к проведению измельчения перегретым паром струйная мельница с псевдоожиженным слоем и с противонаправленными размольными струями, такая как показаная на фиг.1, снабженная встроенным динамическим пневматическим классификатором, таким как показанный на фигурах 2 и 3, сначала нагревается через два нагревательных канала или сопла 5а (из которых на фиг.1 показан только один), в которые подается горячий сжатый воздух под давлением 10 бар и при температуре 160°C, до тех пор пока выходная температура мельницы не достигнет приблизительно 105°C.

Для отделения размолотого материала ниже мельницы по направлению потока введена фильтровальная система (не показанная на фиг.1), при этом корпус ее фильтра нагревался в нижней трети непосредственно через присоединенный нагревательный змеевик насыщенным паром под давлением 6 бар также для предотвращение конденсации. Все поверхности устройства вблизи мельницы и разделительного фильтра, а также подающие магистрали пара и горячего сжатого воздуха имеют специальную изоляцию.

После достижения заданной температуры нагрева подача сжатого горячего воздуха в нагревательные сопла прекращается и начинается подача в три размольных сопла размольной среды в виде перегретого пара.

Для защиты фильтровальных средств, используемых в разделительном фильтре, а также для установки определенного уровня остаточной воды в измельченном материале (смотри таблицу 1), в начальной фазе и в процессе размола в размольную камеру мельницы в зависимости от выходной температуры мельницы подается вода через два сопла подачи текучей среды, работающих на сжатом воздухе. Подробности конфигурации размола приведены в таблице 2.

Подача продукта начинается, когда станут постоянными вышеуказанные рабочие параметры. Объем подаваемой дозы регулирется в зависимости от текущего значения тока двигателя классификатора. Подаваемая доза регулируется так, чтобы текущее значение тока не могло превзойти приблизительно 70% от номинального текущего тока.

Элемент (4) подачи, функции которого в данном случае исполняет ковшовое колесо, дозировано подает материал из контейнера через тактовый шлюзовик в размольную камеру, находящуюся под сверхбарометрическим давлением.

Крупный материал измельчается в расширяющихся струях пара (размольного газа). Вместе с потерявшим давление размольным газом частицы продукта поднимаются по центру корпуса мельницы к сортировочному барабану. В зависимости от установленных скорости сортировочного барабана и количественных параметров размольного пара частицы с достаточной степенью дисперсности поступают вместе с размольным паром на выход тонкодисперсной фракции, и оттуда они проходят в установленную ниже по потоку разделительную систему, в то время как частицы достаточно крупного размера проходят обратно в размольную зону и подвергаются повторному измельчению. Выгрузка выделенной тонкой фракции из разделительного фильтра в стоящую далее накопительную емкость и расфасовка в тару производится с помощью дозирующего механизма с ковшовым колесом.

Размольное давление размольного газа в сочетании со скоростью динамического классификатора с лопаточным барабаном определяет размытие функции распределения размеров частиц, а также верхний предел размера частиц.

Материал размалывали до размера частиц, определенного в таблице 3 значениями d50 и d90.

Таблица 1:
Физико-химические параметры диоксида кремния марки Sipernat 160
Поверхность по БЕТ м2 183
pH - 5,6
Потери на высушивание мас.% 2.9
Потери на прокаливание мас.% 3,2
Число Сиарса мл/(5 г) 11,8
Содержание дибутилфталата (DBP) мл/100 г 276
Таблица 2:
Рабочие параметры
диаметры размольных сопел мм 3,2
тип сопел сопло Лаваля
число сопел шт. 3
внутреннее давление мельницы бар (абс.) 1,144
входное давление размольной среды бар (абс.) 37,0
входная температура размольной среды °C 348
выходная температура размольной среды мельницы °C 124
скорость классификатора мин-1 4500
текущее значение тока двигателя классификатора A% 62
диаметр выходного канала мм 140
расход диоксида кремния кг/час 56
* диаметр погружной трубки
Таблица 3:
Физико-химические параметры осажденного диоксида кремния (Пример 1)
Поверхность по БЕТ м2 179
pH - 6,4
Потери на высушивание мас.% 2.8
Потери на прокаливание мас.% 3,0
Плотность силанольных групп SiOH/нм2 3,800
Модифицированная насыпная плотность г/л 26
значение d50* мкм 1,07
значение d90 мкм 0,385
* распределение размера частиц на основе их объема

Пример 2:

Теплоизоляционный материал 1:90 весовых частей осажденного диоксида кремния из Примера 1 смешиваются с 10 весовыми частями углеродной сажи марки Carbon Black F 101 от фирмы Evonik Degussa. Плотность теплоизоляционного материала составляет 146,2 кг/м2.

Теплоизоляционный материал 2:80 весовых частей осажденного диоксида кремния из Примера 1 смешиваются с 20 весовыми частями углеродной сажи марки Carbon Black F 101 от фирмы Evonik Degussa. Плотность теплоизоляционного материала 2 составляет 158 кг/м2.

Теплоизоляционный материал 3 (для сравнения): 90 весовых частей коллоидального диоксида кремния марки Aerosil® 300 Примера от фирмы Evonik Degussa смешиваются с 10 весовыми частями углеродной сажи марки Carbon Black F 101 от фирмы Evonik Degussa. Плотность теплоизоляционного материала 3 составляет 126 кг/м2.

На фиг.6 представлена зависимость теплопроводности в Вт/м·К от температуры в К теплоизоляционных материалов от 1 до 3 в вакууме (давление газа <10-3 ГПа) при внешнем давлении 1047 мбар. Можно ясно видеть, что теплопроводность теплоизоляционных материалов 1 [■] и 2 [□], содержащих осажденный диоксид кремния, сравнима со значениями, полученными для теплоизоляционного материала 3 [•]. Принимая во внимание более низкую стоимость осажденного диоксида кремния, предлагаемый в изобретении теплоизоляционный материал является альтернативой теплоизоляционному материалу на основе коллоидального диоксида кремния.

1. Применение теплоизоляционного материала, содержащего от 30 до 95 мас.% осажденного диоксида кремния, имеющего модифицированную насыпную плотность от 10 до 50 г/л, и от 5 до 70 мас.% теплопоглощающего материала, в качестве рыхлого теплоизоляционного наполнителя, листов или блоков, или в вакуумных изоляционных системах.

2. Применение по п.1 теплоизоляционного материала, в котором осажденный диоксид кремния имеет:
значение d50 от 150 до 2000 нм,
значение d90 от 500 до 7000 нм и
плотность силанольных групп от 2,5 до 8 ОН/нм2.

3. Применение по п.1 или 2 теплоизоляционного материала, в котором площадь измеренной по БЕТ поверхности осажденного диоксида кремния составляет от 100 до 350 м2/г.

4. Применение по п.1 или 2 теплоизоляционного материала, в котором потери на высушивание осажденного диоксида кремния составляют от 1,5 до 8 мас.% и (или) потери на прокаливание составляют от 1,5 до 9 мас.%.

5. Применение по п.1 или 2 теплоизоляционного материала, в котором значение рН осажденного диоксида кремния составляет от 4 до 9.

6. Применение по п.1 или 2 теплоизоляционного материала, который дополнительно содержит дисперсный изолирующий наполнитель.

7. Применение по п.6 теплоизоляционного материала, в котором количество дисперсного изолирующего наполнителя составляет до 50 мас.%, основываясь на теплоизоляционном материале.

8. Применение по п.1 или 2 теплоизоляционного материала, который дополнительно содержит связующий материал.

9. Применение по п.1 или 2 теплоизоляционного материала, у которого теплопроводность при средней температуре 300 К составляет менее 0,05 Вт/м·К при пониженном давлении газа.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к изготовлению динасовых огнеупорных изделий для футеровки тепловых агрегатов. Техническим результатом изобретения является повышение прочности, снижение пористости и содержания остаточного кварца.

Изобретение относится к технологии комплексной переработки промышленных отходов, а именно к переработке лома огнеупорных материалов с целью получения сферических материалов, которые могут быть использованы в качестве проппантов, мелющих тел, носителей катализаторов, огнеупорных заполнителей и насыпных фильтров.

Изобретение относится к производству строительных материалов и предназначено для изготовления керамических композиционных материалов широкой номенклатуры. .

Изобретение относится к производству огнеупорных изделий для футеровки тепловых агрегатов. .

Изобретение относится к производству керамических строительных и дорожных материалов. .

Изобретение относится к наполнителям из наночастиц для применения в композитных материалах, включая стоматологические композитные материалы. .
Изобретение относится к технологии получения изделий из кварцевой керамики различного назначения с использованием отходов керамического производства. .
Изобретение относится к огнеупорным изделиям, имеющим улучшенные поверхностные свойства. .
Изобретение относится к технологии получения модифицированных керамических материалов на основе кварцевого стекла с повышенной высокотемпературной прочностью и может быть использовано для создания изделий различного назначения.

Изобретение относится к области огнеупоров и технической керамики и может быть использовано в производстве огнеупорных керамических изделий, в том числе технологических контейнеров, используемых при синтезе высокочистых материалов на основе пентаоксидов ниобия и тантала, а также для футеровки химических аппаратов, печей, конструкционных элементов.
Изобретение относится к производству строительных материалов. Техническим результатом изобретения является повышение прочности изделий. Сырьевая смесь для изготовления силикатного кирпича включает кварцевый песок, молотую негашеную известь, волластонит и кремнегель, при следующем соотношении компонентов, мас. %: кварцевый песок - 79,5-89; молотая негашеная известь - 5-10; волластонит - 5-10; кремнегель - 0,5-1,0. 1 табл.

Изобретение относится к производству керамических изделий радиотехнического назначения, работающих в условиях воздействия высокотемпературных газовых потоков. Техническим результатом изобретения является снижение водопоглощения и повышение прочности и коэффициента черноты изделий. Способ получения кварцевой керамики с повышенной излучательной способностью включает приготовление водного шликера кварцевого стекла, введение в шликер добавки оксида хрома в количестве 0,5-2,0 %, формование заготовок методом водного шликерного литья в гипсовые формы, сушку заготовок и их обжиг при температурах 1100-1300°C. Причем после обжига заготовки пропитывают метилфенилспиросилоксаном с последующей полимеризацией. 1 табл.
Изобретение относится к области технологии силикатов и касается составов керамических масс для производства кирпича. Технический результат заключается в повышении морозостойкости кирпича. Керамическая масса для производства кирпича содержит следующие компоненты, мас.%: глина 70,3-76,7; молотые до прохождения через сетку №0,14 кварциты 17,0-21,0; мылонафт 0,3-0,7; бентонит 6,0-8,0. 1 табл.
Изобретение относится к составам огнеупорных масс, которые могут быть использованы для футеровки индукционных плавильных печей, используемых при производстве черных сплавов. Техническим результатом изобретения является повышение эрозионной стойкости футеровки и ее огнеупорности. Огнеупорная масса включает кристаллический кварцит, борную кислоту, электрокорунд белый фракции 0,315 мм и электрокорунд белый фракции 0,125 мм при следующем соотношении компонентов, мас. %: кристаллический кварцит - 93,43-96,07; борная кислота - 0,67-1,21; электрокорунд белый фракции 0,315 мм - 2,75-4,15; электрокорунд белый фракции 0,125 мм - 0,51-1,21. 1 табл.

Изобретение относится к керамической промышленности и может быть использовано при изготовлении изделий из кварцевой керамики методом водного шликерного литья в пористые формы. Предложен способ получения высокоплотного водного шликера на основе кварцевого стекла путем его помола в шаровой мельнице с корундовой футеровкой и алундовыми мелющими телами с последующей стабилизацией механическим перемешиванием. Загрузку исходного сырья производят в три этапа: сначала загружают 50-60% (по массе) расчетного количества кварцевого стекла и 100% расчетного количества мелющих тел и воды, при этом конечное соотношение стекло:мелющие тела:вода равно 1:2,8:0,15, затем производят помол до тонины с остатком на сите №0063 0,5-1,0%. На втором и третьем этапах последовательно добавляют по 20-25% от расчетного количества кварцевого стекла и осуществляют помол после каждой загрузки до тонины с остатком на сите №0,063 6-9%. Техническим результатом заявленного способа является повышение плотности шликера, снижение времени помола, повышение плотности отливок, снижение усадки и температуры спекания, увеличение плотности и прочности обожженного материала. 6 пр., 1 табл.
Изобретение относится к технологии получения кварцевой керамики с пониженной температурой обжига и может найти широкое применение для массового производства керамических изделий различного назначения. Предложенный способ включает приготовление водного шликера кварцевого стекла, введение в него бескислородных борсодержащих активаторов спекания, например, в виде порошка нитрида бора в количестве 0,3-0,5 вес.%, перемешивание в шаровой мельнице, формование изделий методом шликерного литья, сушку и обжиг в воздушной среде. Обжиг осуществляют в два этапа: сначала нагревают до температуры 800-1000°С и выдерживают в течение 1-3 ч для прогрева всего изделия и окисления борсодержащей добавки, затем температуру поднимают до 1150-1200°С и выдерживают в течение 1-3 ч для спекания материала до заданной пористости. Технический результат изобретения - снижение температуры обжига при получении прочных изделий, уменьшение вероятности образования кристобалита в процессе обжига материала, что позволяет использовать для производства изделий менее чистое, недефицитное сырье. 1 пр., 1 табл.
Изобретение относится к технологии получения изделий из керамических и волокнистых материалов на основе кварцевого стекла с улучшенными теплопрочностными, химическими и другими свойствами, которые найдут применение в ракетно-космической технике, металлургии. Способ получения изделий включает изготовление пористого изделия заданного размера и формы, нанесение на поверхность полностью или частично керамического огнеупорного покрытия из водной суспензии и упрочнение. Нанесение покрытия толщиной 0,5-5,0 мм осуществляют набором керамического слоя на поверхности изделия с открытой пористостью не менее 7% в течение 5-100 мин из суспензии на основе кварцевого стекла с модифицирующей огнеупорной добавкой в виде порошка окисных и (или) бескислородных материалов, например Si3N4, Si, SiB4, Cr,2O3, CoO, TiO2, ZrB2, SiC, общее количество которых не превышает 50% по твердой фазе. Водная суспензия имеет полидисперсный зерновой состав в пределах 0,5-500 мкм с содержанием частиц до 5 мкм 20-40%, частиц более 63 мкм 1-10%, влажность суспензии 15-18%, а упрочнение покрытия осуществляют автоклавной обработкой изделия в паровом автоклаве при объемном соотношении паров воды и аммиака 1:0,05-0,20, температуре 100-250°C, давлении 0,5-10,0 атм. Затем изделие сушат в воздушной среде при температуре 50-150°С. Техническим результатом изобретения является повышение прочности, теплофизических и химических характеристик изделий. 1 табл., 3 пр.
Изобретение относится к производству керамических изделий радиотехнического назначения из кварцевой керамики. Технический результат изобретения - повышение прочности и снижение пористости изделий из кварцевой керамики при сохранении других характеристик на высоком уровне. Предложен способ изготовления изделий из кварцевой керамики, включающий шликерное литье водной суспензии в гипсовую форму, сушку отформованной заготовки, ее пропитку кремнийорганической смолой, механическую обработку заготовки в размер, повторную ее пропитку кремнийорганической смолой и полимеризацию. Сушку отформованной заготовки производят при температуре 120-150°С в течение 1-2 часов. После пропитки заготовки кремнийорганической смолой осуществляют ее термообработку при температурах 1000-1200°С в течение 1-4 часов. 1 табл., 4 пр.
Изобретение предназначено для производства стеновых керамических изделий. Техническим результатом изобретения является повышение морозостойкости. Сырьевая смесь включает, мас.%: пыль газоочистки производства ферросплавов 63,6 - 68,6; закарбонизованный суглинок 27,3 - 29,4; минеральный шлам газоочистки рекультивируемого шламонакопителя производства алюминия 2,0 - 9,1. Морозостойкость смеси составляет 75 циклов. Обжиг полуфабриката производят при температуре 950оС. 1 табл.

Изобретение относится к технологии получения модифицированных керамических материалов на основе кварцевого стекла. Техническим результатом изобретения является повышение прочности и термостойкости изделий. Способ получения кварцевой керамики включает изготовление шликера из боя кварцевого стекла, формирование сырой заготовки методом отлива в гипсовые формы, пропитку сырой заготовки жидким пропитывающим раствором, сушку пропитанной заготовки кварцевой керамики и последующую термообработку. При этом пропитывающий раствор содержит смесь Al(NO3)3, тетраэтоксисилана, этанола и воды, молярное соотношение компонентов обеспечивает в пропитывающем растворе рН≥4, а термообработку пропитанной заготовки кварцевой керамики осуществляют при температуре 950-1200°C. 1 з.п. ф-лы, 6 ил., 2 табл., 1 пр.
Наверх