本發(fā)明涉及有機硅合成反應設備領域，具體的說是一種采用動態(tài)鋼球流換熱、自清潔的有機硅合成系統(tǒng)及方法。
背景技術：
1、有機硅(如甲基氯硅烷)的合成反應為一種放熱反應，反應方程式為：因此合成有機硅的流態(tài)床反應器中往往需要安裝降溫裝置。
2、如圖10所示，現有技術多在反應器1內設置換熱管7，在換熱管7內通入冷源以吸收反應過程中產生的熱量。在反應過程中，當局部放熱熱量高于反應溫度的上限，還存在一定量的副反應——氯甲烷脫氫脫氯變?yōu)樘己?，這種副反應產物往往附著在換熱管的管壁和反應器的內壁，碳黑的積存又導致散熱條件的惡化，并且，反應器壁一般設置為雙層結構，在雙層結構的夾層中充入導熱油，以通過導熱油吸收反應過程中產生的熱量，因此碳黑積存在反應器內壁也會影響換熱，進而影響有機硅產率。因此在裝置運行40天左右，碳黑產物阻礙反應器壁和換熱管壁的吸熱效率時，就需要停車清理，阻礙了生產的連續(xù)進行，降低了生產效率。
技術實現思路
1、本發(fā)明旨在提供一種采用動態(tài)鋼球流換熱、自清潔的有機硅合成系統(tǒng)及方法，以解決目前的有機硅合成系統(tǒng)中，需要在反應器內設置特定換熱機構并對反應器定期清理的技術問題。
2、為了解決以上技術問題，本發(fā)明采用的具體方案為：一種采用動態(tài)鋼球流換熱、自清潔的有機硅合成系統(tǒng)，包括用于合成有機硅的反應器，反應器內壁設置有滾動清潔區(qū)以及覆蓋滾動清潔區(qū)的多條供鋼球滑動的滑道，反應器頂部設置有能夠將鋼球送入滑道內的進球裝置，反應器底部設置有供鋼球排出反應器的出球裝置。
3、作為上述技術方案的進一步優(yōu)化：滑道沿反應器內壁螺旋分布。
4、作為上述技術方案的進一步優(yōu)化：進球裝置包括由上向下依次連通的第一輸球管道和第二輸球管道，第一輸球管道固定安裝在反應器上方，第二輸球管道包括豎直段和傾斜段，豎直段穿設于反應器的上封頭并與上封頭轉動連接，豎直段的上端與第一輸球管道轉動連接，下端與位于反應器內的傾斜段固定連接，傾斜段的出球口朝向反應器內壁的滾動清潔區(qū)上部；反應器外部設置有用于驅動第二輸球管道轉動的動力機構。
5、作為上述技術方案的進一步優(yōu)化：動力機構為驅動電機，豎直段的外部和驅動電機的輸出軸上均套設有鏈輪，兩個鏈輪之間通過鏈條傳動連接。
6、作為上述技術方案的進一步優(yōu)化：出球裝置包括出球倉和供鋼球排出出球倉的出球管道，反應器的下封頭開設有出球通道，出球倉的進球口與出球通道連通。
7、作為上述技術方案的進一步優(yōu)化：出球管道傾斜設置，且其進球端高于出球端；出球倉內傾斜設置有導球板，出球倉的出球口開設在出球倉側壁，并位于導球板的出球端，出球倉的出球口下邊沿與導球板上邊沿齊平。
8、作為上述技術方案的進一步優(yōu)化：導球板為鏤空板。
9、作為上述技術方案的進一步優(yōu)化：反應器外部設有用于將出球裝置排出的鋼球輸送至進球裝置的提升裝置。
10、作為上述技術方案的進一步優(yōu)化：提升裝置包括豎向的提升管道、設置在提升管道內的豎直升降機構、輸球小車和輸送導軌，輸送導軌包括豎向設置并間隔分布的第一輸送導軌和第二輸送導軌，第二輸送導軌的上端具有延伸至進球裝置的彎折段；輸球小車包括敞口的車廂和設置在車廂一側的卸球板，卸球板高于車廂的上邊沿，車廂底部設置有第一轉動軸，卸球板上端設有第二轉動軸，第一轉動軸位于第二輸送導軌內，第二轉動軸位于第二輸送導軌內；輸球小車連接在豎直升降機構上并能夠隨豎直升降機構上下移動，當輸球小車移動至提升管道上部時，第二轉動軸進入第二輸送導軌的彎折段，以使輸球小車內的鋼球能夠沿傾斜向下的卸球板進入進球裝置。
11、一種有機硅合成系統(tǒng)的換熱、自清潔方法，將鋼球輸送至有機硅合成反應器內壁的滑道內，利用鋼球在反應器內滑動吸收有機硅合成反應釋放的熱量，并將附著在反應器內壁的碳黑清除。
12、與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果如下：
13、1、本發(fā)明通過在反應器內壁設置多條供鋼球滑動的滑道，使用過程中，由進球裝置將鋼球送入滑道內，多個鋼球在滑道內依次排列并向下移動(包括滑動、滾動)形成動態(tài)的鋼球流，一方面鋼球吸收反應過程中釋放的熱量，對反應器內腔進行降溫，另一方面鋼球沿滑道滑動，通過鋼球碰撞、摩擦反應器內壁，能夠將附著在反應器內壁的碳黑清除，鋼球外表面還可以供反應過程中產生的碳黑直接附著，鋼球將碳黑帶出至反應器外，實現對反應器的自清潔處理。
14、通過設置動態(tài)鋼球流，使反應器內的降溫和碳黑清理工作同步進行，無需再設置特定的換熱機構，也無需再停車清理碳黑，組成鋼球流的鋼球可以循環(huán)使用，在一定程度上提高了生產效率，降低了生產成本。
15、2、在反應器外部設置提升裝置，將出球裝置排出的鋼球輸送至進球裝置內，實現鋼球的循環(huán)使用，進球裝置、出球裝置和提升裝置共同作用，實現鋼球的循環(huán)傳輸，對反應器進行連續(xù)性的降溫、自清潔，整個系統(tǒng)自動化程度高，具有較好的應用前景。
16、3、出球倉內的導球板設置為鏤空板，反應器內經鋼球流清理的碳黑匯集至反應器底部，落入出球倉后經鏤空的導球板排出，從而實現反應器內碳黑的清除。
1.一種采用動態(tài)鋼球流換熱、自清潔的有機硅合成系統(tǒng)，包括用于合成有機硅的反應器(1)，其特征在于：反應器(1)內壁設置有滾動清潔區(qū)以及覆蓋滾動清潔區(qū)的多條供鋼球滑動的滑道(5)，反應器(1)頂部設置有能夠將鋼球送入滑道(5)內的進球裝置(4)，反應器(1)底部設置有供鋼球排出反應器(1)的出球裝置(2)。
2.根據權利要求1所述的一種采用動態(tài)鋼球流換熱、自清潔的有機硅合成系統(tǒng)，其特征在于：滑道(5)沿反應器(1)內壁螺旋分布。
3.根據權利要求1所述的一種采用動態(tài)鋼球流換熱、自清潔的有機硅合成系統(tǒng)，其特征在于：進球裝置(4)包括由上向下依次連通的第一輸球管道(401)和第二輸球管道(402)，第一輸球管道(401)固定安裝在反應器(1)上方，第二輸球管道(402)包括豎直段(4021)和傾斜段(4022)，豎直段(4021)穿設于反應器(1)的上封頭(101)并與上封頭(101)轉動連接，豎直段(4021)的上端與第一輸球管道(401)轉動連接，下端與位于反應器(1)內的傾斜段(4022)固定連接，傾斜段(4022)的出球口朝向反應器(1)內壁的滾動清潔區(qū)上部；反應器(1)外部設置有用于驅動第二輸球管道(402)轉動的動力機構。
4.根據權利要求3所述的一種采用動態(tài)鋼球流換熱、自清潔的有機硅合成系統(tǒng)，其特征在于：動力機構為驅動電機(403)，豎直段(4021)的外部和驅動電機(403)的輸出軸上均套設有鏈輪(405)，兩個鏈輪(405)之間通過鏈條(404)傳動連接。
5.根據權利要求1所述的一種采用動態(tài)鋼球流換熱、自清潔的有機硅合成系統(tǒng)，其特征在于：出球裝置(2)包括出球倉(201)和供鋼球排出出球倉(201)的出球管道(203)，反應器(1)的下封頭(104)開設有出球通道(1041)，出球倉(201)的進球口與出球通道(1041)連通。
6.根據權利要求1所述的一種采用動態(tài)鋼球流換熱、自清潔的有機硅合成系統(tǒng)，其特征在于：出球管道(203)傾斜設置，且其進球端高于出球端；出球倉(201)內傾斜設置有導球板(204)，出球倉(201)的出球口開設在出球倉(201)側壁，并位于導球板(204)的出球端，出球倉(201)的出球口下邊沿與導球板(204)上邊沿齊平。
7.根據權利要求1所述的一種采用動態(tài)鋼球流換熱、自清潔的有機硅合成系統(tǒng)，其特征在于：導球板(204)為鏤空板。
8.根據權利要求1所述的一種采用動態(tài)鋼球流換熱、自清潔的有機硅合成系統(tǒng)，其特征在于：反應器(1)外部設有用于將出球裝置(2)排出的鋼球輸送至進球裝置(4)的提升裝置(3)。
9.根據權利要求8所述的一種采用動態(tài)鋼球流換熱、自清潔的有機硅合成系統(tǒng)，其特征在于：提升裝置(3)包括豎向的提升管道(302)、設置在提升管道(302)內的豎直升降機構(303)、輸球小車(305)和輸送導軌(304)，輸送導軌(304)包括豎向設置并間隔分布的第一輸送導軌(3041)和第二輸送導軌(3042)，第二輸送導軌(3042)的上端具有延伸至進球裝置(4)的彎折段；輸球小車(305)包括敞口的車廂(3051)和設置在車廂(3051)一側的卸球板(3054)，卸球板(3054)高于車廂(3051)的上邊沿，車廂(3051)底部設置有第一轉動軸(3052)，卸球板(3054)上端設有第二轉動軸(3053)，第一轉動軸(3052)位于第二輸送導軌(3042)內，第二轉動軸(3053)位于第二輸送導軌(3042)內；輸球小車(305)連接在豎直升降機構(303)上并能夠隨豎直升降機構(303)上下移動，當輸球小車(305)移動至提升管道(302)上部時，第二轉動軸(3053)進入第二輸送導軌(3042)的彎折段，以使輸球小車(305)內的鋼球能夠沿傾斜向下的卸球板(3054)進入進球裝置(4)。
10.一種有機硅合成系統(tǒng)的換熱、自清潔方法，其特征在于：將鋼球輸送至有機硅合成反應器(1)內壁的滑道(5)內，利用鋼球在反應器(1)內滑動吸收有機硅合成反應釋放的熱量，并將附著在反應器(1)內壁的碳黑清除。