[发明专利]用于生产气凝胶材料的密闭式连续性微波干燥回收系统

说明书

技术领域

本发明涉及干燥设备领域，尤其是涉及一种用于生产气凝胶保温材料的密闭式、连续性微波干燥回收系统，属于气凝胶保温材料的生产技术领域。

背景技术

气凝胶被誉为21世纪最具发展前景的新材料之一，凭借其优异综合性能，包括高比表面积、高孔隙率、低密度、超高绝热性能、超低介电常数以及低折射系数等优异性能，在隔热保温、节能环保、石油化工、药物释放、航空航天等领域具有广阔的应用前景。气凝胶发展伊始，由于其昂贵的制备成本和冗长的制备流程，使其只能应用于航空航天、军工等特殊领域。美国NASA于上世纪率先开发研究、大力推广了气凝胶材料在航空航天领域的应用，如星尘捕获、太空服及太空舱隔热保温等。随着对气凝胶的进一步深入研究以及对高性能新材料的日益需求，气凝胶应用领域逐渐扩展，从早期高端的航空航天市场到如今民用隔热保温市场；相关企业也日益庞大，国内外气凝胶企业如雨后初笋般拔地而起。总体来说，国内气凝胶行业发展较晚，生产工艺和使用标准都远不如美欧等企业成熟。但近些年来随着国内环境恶化-能源短缺带来的阵痛，市场对绿色、节能、环保类新材料呼声高涨，政府也相继出台相关文件，大力扶持气凝胶等新材料的产业化进程和市场推广。由于大量的人力物力投入，国内气凝胶学术研究已经可以比肩欧美水平。但在放大生产和产业化进程中仍缺乏积淀。

当前国内外气凝胶生产工艺大同小异，主要包括：溶胶-凝胶-老化-溶剂置换-改性-(溶剂置换)-干燥工序，其中，干燥工艺是制约气凝胶发展的重要因数。从发展早期的超临界乙醇干燥到温度-压力较低的超临界二氧化碳干燥，再逐步发展了亚临界干燥、冷冻干燥、常压干燥等多种干燥工艺。其中超临界干燥能够较好的保持气凝胶材料的三维网络结构，但由于其属于间断性干燥工艺、操作安全系数低(～35Mpa)、设备投资运行成本高等因素限制，使其并不利于气凝胶大规模工业化生产。常压干燥是被认为最易实现大规模工业化生产干燥方式，但常压干燥工艺的选择，包括厢式干燥、气流干燥、旋转干燥、流化床干燥等，对气凝胶产品的性能及产能都有重要的影响。

如上所述，气凝胶具有优异的隔热保温性能，但传统常压干燥方式都是以热对流-热辐射为传热途径对产品进行加热干燥，对气凝胶材料的干燥均匀性、干燥时间及产品性能都带来不利影响。同时，由于气凝胶常压干燥工艺限制，为了减少干燥过程中带来的材料结构坍塌，大多数干燥介质都是正己烷、庚烷及乙醇等低表面张力的有机溶剂。因此，不论是从气凝胶生产规模、生产成本还是环境影响等因素考虑，如何安全、经济、有效的回收此类有机溶剂成为设计干燥工艺时考虑的重要因素。

研究表明，微波干燥不同于传统干燥方式，后者是由外部热源通过热对流-辐射由表及里的传导式加热，不适合热传导性能较差(或隔热性能较好)的材料，而微波加热是材料有电磁场中由介质损耗引起的内加热，是一种由内而外的加热方式，巧妙避免了传统加热方式因气凝胶材料优异的隔热性能导致的传热困难问题。目前有一些报道公开了利用微波干燥制备气凝胶的方法，但这些方法并未充分考虑气凝胶特性，在粉尘、溶剂回收、安全性及连续性等方面都仍有较多缺陷。

综上所述，如何开发一种传热均匀、效率高、安全、经济、有利产品性能稳定的连续干燥系统，已经成为业界亟待解决的难题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种用于生产气凝胶材料的密闭式连续性微波干燥回收系统，以克服现有技术的不足。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明实施例公开了一种用于生产气凝胶材料的密闭式连续性微波干燥回收系统，包括：

密闭的干燥腔室；

至少一组微波发生器，设于所述干燥腔室内，并至少用以加热分布于所述干燥腔室内的至少部分物料；

送料机构，设于所述干燥腔室的物料入口处，并至少用于将待处理的物料输入所述干燥腔室；

物料传送机构，设于所述干燥腔室内，并至少用于将所述待处理的物料自所述物料入口处连续输往所述干燥腔室的物料出口处，且使所述待处理物料从所述微波发生器的工作区域中连续通过；

卸料机构，设于所述干燥腔室的物料出口处，并至少用于承接从所述物料出口处输出的、处理完毕的物料；

惰性气体强制对流机构，与所述干燥腔室连通，并至少用以提供惰性气体且使所述惰性气体在所述干燥腔室内对流，以及使所述惰性气体携带所述干燥腔室内的挥发性有机溶剂进入溶剂回收机构；

除尘机构，与所述干燥腔室连接，至少用以减少所述物料产生的粉尘进入溶剂回收机构；