[发明专利]一种硅水解反应与管式膜分离同步进行的方法

权利要求书

1.一种硅水解反应与管式膜分离同步进行的方法，其特征是，其组份按重量份数计，包括以下工艺步骤：

A、基于附图的硅水解分离反应器由锥形的水解反应段和膜分离段组成。硅粉由加料口(7)加入，水解液由底部的水解液入口(9)加入，通过蝶阀(8)调节流量。硅粉由反应段上部加入，因重力沉降向下段运动，同时与水解液接触反应，发生硅的水解反应，生成硅酸钠及其缩合物；随着反应的进行，硅粉的粒径变小，受到由下向上流动的水解液作用于颗粒的浮力和阻力的作用，其沉降速度由上向下逐渐降低，反应液中反应物浓度由上向下增加，反应产物浓度由下向上增加，其化学反应推动力由下向上增大。锥形反应器下段的流动通道截面由上向下缩小，控制水解液的进料流速，以保持未反应硅粉颗粒悬浮于水解液中进行接触反应，直至反应完全。

B、反应液中的硅粉、硅酸钠及其缩合物、反应产生的氢气向上运动，进入膜分离段(2)，管式膜由环氧树脂(10)固定，氢气通过分离段的排气管(1)收集排出，硅酸钠溶液在真空抽吸下通过管式分离膜(4)与未反应的硅粉颗粒分离，由排出口(3)排出，达到反应分离同步进行的目的。

C、沉积于膜分离段膜表面的颗粒，定期进行反洗，以维持膜的透过液量。反洗液由反洗液入口(6)进入，通过蝶阀(5)调节流量。

2.根据权利要求书1所述一种硅水解反应与管式膜分离同步进行的方法，其特征在于所述硅粉颗粒直径为1μm～2mm；所述水解液由NaOH、KOH中的一种或几种配制的水溶液，水的质量分数为75份～99.8份，其余为NaOH、KOH中的一种或几种。

3.据权利要求书1所述一种硅水解反应与管式膜分离同步进行的方法，其特征在于所述锥形反应器的锥度为5°～70°，椎体高度0.2m～10m，反应温度50℃～80℃，水解液在进料口的流速为0.01m/s～3m/s，硅粉加入量：水解液加入量为0.001∶1～0.2∶1。

4.据权利要求书1所述一种硅水解反应与管式膜分离同步进行的方法，其特征在于所述分离段为内径为4mm～20mm的管式膜，膜管以正三角形或等腰三角形排布，膜管中心距为8mm～26mm，膜孔径为20nm～8μm；膜管支撑材料为聚酯无纺布或聚丙烯无纺布中的一种或几种；膜材料为聚醚砜、聚砜、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯中的一种。分离段高度为0.1m～3m，抽吸真空度为0.01MPa～0.095MPa，通过膜的透过液流量与水解液进料量相等。

5.据权利要求书1所述一种硅水解反应与管式膜分离同步进行的方法，其特征在于所述沉积于膜分离段膜表面的颗粒，定期进行反洗，反洗液为透过液、水中的一种或几种；反洗周期为0.1小时～20小时，每次反洗时间为10秒～1小时，反洗压力为0.01MPa～0.2MPa，反洗温度为20℃～50℃。