氣-氣反應(yīng)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種反應(yīng)裝置，尤其涉及一種氣-氣反應(yīng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]氣氣反應(yīng)在冶金生產(chǎn)領(lǐng)域中鮮有研究，其相關(guān)設(shè)備專利資料相對(duì)較少。冶金領(lǐng)域中涉及的氣-氣反應(yīng)主要是利用氫氣、一氧化碳等還原性氣體還原高溫下為氣態(tài)的金屬化合物，主要是低沸點(diǎn)的金屬氯化物。相比直接還原金屬氯化物，生產(chǎn)中更傾向于還原金屬氧化物，但是在一些工藝中，作為中間產(chǎn)物的金屬氯化物，如果采取先水解得到金屬氧化物后再還原，將使得整個(gè)工藝流程冗長(zhǎng)，生產(chǎn)成本增加。對(duì)于那些易于直接還原的金屬氯化物，設(shè)計(jì)一種高溫氣-氣反應(yīng)裝置就很有必要。另外，現(xiàn)有部分專利中提及的氣-氣反應(yīng)裝置較難滿足高純金屬的生產(chǎn)要求，就高純金屬的還原工藝而言，須考慮到反應(yīng)器材質(zhì)對(duì)產(chǎn)品可能產(chǎn)生的影響，特別是在900°C左右，反應(yīng)器材質(zhì)中各元素活性增強(qiáng)，會(huì)對(duì)產(chǎn)品純度有一定的影響。因此，對(duì)于直接還原金屬氯化物生產(chǎn)高純金屬的工藝就必須針對(duì)性的設(shè)計(jì)出合適的反應(yīng)器。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]鑒于【背景技術(shù)】中存在的問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種氣-氣反應(yīng)裝置，其能使得液態(tài)反應(yīng)物在封閉的環(huán)境下進(jìn)行還原反應(yīng)，從而能夠獲得高純的還原產(chǎn)物。
[0004]本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種氣-氣反應(yīng)裝置，其能提高還原產(chǎn)物的產(chǎn)率。
[0005]本實(shí)用新型的再一目的在于提供一種氣-氣反應(yīng)裝置，其能提高還原產(chǎn)物的回收率。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種氣-氣反應(yīng)裝置，其包括:收容主體，呈筒形，軸向前端和后端封閉；加熱套，套設(shè)于收容主體外圍并用于對(duì)收容主體加熱；控溫裝置，連接于加熱套，控制加熱套的加熱；收集舟，呈筒形，放置于收容主體內(nèi)，且前后敞開以形成前開口和后開口 ；反應(yīng)器，呈筒形，從收容主體的前端傾斜地密封穿設(shè)進(jìn)入收容主體內(nèi)，反應(yīng)器的前端封閉且露出收容主體，反應(yīng)器的后端開口且伸入收集舟的前開口內(nèi)；填料，填塞于反應(yīng)器內(nèi)；前擋板，固定設(shè)置于收集舟的前開口并遮擋收集舟的部分前開口，且位于反應(yīng)器的下方；后擋板，固定設(shè)置于收集舟的后開口并遮擋收集舟的部分后開口 ；反應(yīng)物料進(jìn)料管，一端密封伸入反應(yīng)器的前端，而另一端具有用于通入液態(tài)反應(yīng)物的液態(tài)反應(yīng)物入口以及用于通入還原性氣體的還原性氣體入口 ；以及尾氣排出口，設(shè)置于收容主體的后端且受控連通于收容主體的內(nèi)部，用于將收容主體內(nèi)的氣體排出。其中，加熱套對(duì)收容主體加熱；液態(tài)反應(yīng)物經(jīng)由液態(tài)反應(yīng)物入口進(jìn)入反應(yīng)物料進(jìn)料管、流入到反應(yīng)器內(nèi)并滲入到填料之間的間隙內(nèi)，還原性氣體經(jīng)由還原性氣體入口進(jìn)入反應(yīng)物料進(jìn)料管流入到反應(yīng)器內(nèi)并進(jìn)入到填料之間的間隙內(nèi)；控溫裝置控制加熱套對(duì)收容主體加熱，進(jìn)而加熱反應(yīng)器，使得反應(yīng)器內(nèi)的液態(tài)反應(yīng)物變成氣態(tài)之后并與還原性氣體進(jìn)行還原反應(yīng)；還原反應(yīng)所獲得的產(chǎn)物冷凝成液態(tài)并流入到收集舟內(nèi)進(jìn)行收集，而還原反應(yīng)產(chǎn)生的氣體以及未參與還原反應(yīng)的還原性氣體經(jīng)由收集舟的未被后擋板遮擋的部分后開口以及反應(yīng)器尾氣排出口排出。
[0007]本實(shí)用新型的有益效果如下:
[0008]在根據(jù)本實(shí)用新型的氣-氣反應(yīng)裝置中，由于液態(tài)反應(yīng)物在封閉的環(huán)境下進(jìn)行還原反應(yīng)，從而能夠獲得高純的還原產(chǎn)物；填料的使用可有效增強(qiáng)反應(yīng)氣體間的傳質(zhì)條件，使反應(yīng)物料得到充分利用，提高了氣-氣反應(yīng)裝置的產(chǎn)率；反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)器的后端開口且伸入收集舟的前開口內(nèi)，增加了還原產(chǎn)物的有效冷凝面積；前擋板和后擋板的設(shè)置同時(shí)增加了還原產(chǎn)物的有效冷凝面積，提高還原產(chǎn)物的回收率。
【附圖說明】
[0009]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的氣-氣反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖2是圖1的從前擋板側(cè)看到的前擋板和收集舟的平面圖；
[0011]圖3是圖1的從后擋板側(cè)看到的后擋板和收集舟的的平面圖；
[0012]圖4是圖1的多孔支撐板的示意圖。
[0013]其中，附圖標(biāo)記說明如下:
[0014]11收容主體152后端
[0015]111前端16填料
[0016]112后端17前擋板
[0017]12加熱套18后擋板
[0018]121內(nèi)保溫層19反應(yīng)物料進(jìn)料管
[0019]122外保溫層191液態(tài)反應(yīng)物入口
[0020]123加熱器192原性氣體入口
[0021]124熱電偶20尾氣排出口
[0022]13控溫裝置21密封法蘭
[0023]14收集舟22密封圈
[0024]141前開口23安全閥組
[0025]142后開口24多孔支撐板
[0026]15反應(yīng)器241孔
[0027]151前端25支架
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面參照附圖來說明根據(jù)本實(shí)用新型的氣-氣反應(yīng)裝置。
[0029]參照?qǐng)D1至圖4，本實(shí)用新型的氣-氣反應(yīng)裝置包括:收容主體11，呈筒形，軸向前端111和后端112封閉；加熱套12，套設(shè)于收容主體11外圍并用于對(duì)收容主體11加熱；控溫裝置13，連接于加熱套12，控制加熱套12的加熱；收集舟14，呈筒形，放置于收容主體11內(nèi)，且前后敞開以形成前開口 141和后開口 142;反應(yīng)器15，呈筒形，從收容主體11的前端111傾斜地密封穿設(shè)進(jìn)入收容主體11內(nèi)，反應(yīng)器15的前端151封閉且露出收容主體11，反應(yīng)器15的后端152開口且伸入收集舟14的前開口 141內(nèi)；填料16，填塞于反應(yīng)器15內(nèi)；前擋板17，固定設(shè)置于收集舟14的前開口 141并遮擋收集舟14的部分前開口 141，且位于反應(yīng)器15的下方；后擋板18，固定設(shè)置于收集舟14的后開口 142并遮擋收集舟14的部分后開口 142 ;反應(yīng)物料進(jìn)料管19，一端密封伸入反應(yīng)器15的前端151，而另一端具有用于通入液態(tài)反應(yīng)物的液態(tài)反應(yīng)物入口 191以及用于通入還原性氣體的還原性氣體入口 192;以及尾氣排出口 20，設(shè)置于收容主體11的后端112且受控連通于收容主體11的內(nèi)部，用于將收容主體11內(nèi)的氣體排出。其中，液態(tài)反應(yīng)物經(jīng)由液態(tài)反應(yīng)物入口 191進(jìn)入反應(yīng)物料進(jìn)料管19、流入到反應(yīng)器15內(nèi)并滲入到填料16之間的間隙內(nèi)，還原性氣體經(jīng)由還原性氣體入口192進(jìn)入反應(yīng)物料進(jìn)料管19流入到反應(yīng)器15內(nèi)并進(jìn)入到填料16之間的間隙內(nèi)；控溫裝置13控制加熱套12對(duì)收容主體11加熱，進(jìn)而加熱反應(yīng)器15，使得反應(yīng)器15內(nèi)的液態(tài)反應(yīng)物變成氣態(tài)之后并與還原性氣體進(jìn)行還原反應(yīng)；還原反應(yīng)所獲得的產(chǎn)物冷凝成液態(tài)并流入到收集舟14內(nèi)進(jìn)行收集，而還原反應(yīng)產(chǎn)生的氣體以及未參與還原反應(yīng)的還原性氣體經(jīng)由收集舟14的未被后擋板18遮擋的部分后開口 142以及反應(yīng)器15尾氣排出口 20排出。
[0030]在根據(jù)本實(shí)用新型的氣-氣反應(yīng)裝置中，由于液態(tài)反應(yīng)物在封閉的環(huán)境下進(jìn)行還原反應(yīng)，從而能夠獲得高純的還原產(chǎn)物；填料16的使用可有效增強(qiáng)反應(yīng)氣體間的傳質(zhì)條件，使反應(yīng)物料得到充分利用，提高了氣-氣反應(yīng)裝置的產(chǎn)率；反應(yīng)器15內(nèi)反應(yīng)器15的后端152開口且伸入收集舟14的前開口 141內(nèi)，增加了還原產(chǎn)物的有效冷凝面積，前擋板17和后擋板18的設(shè)置同時(shí)增加了還原產(chǎn)物的有效冷凝面積，提高還原產(chǎn)物的回收率。
[0031]在一實(shí)施例中，收容主體11由石英制成。
[0032]在一實(shí)施例中，參照?qǐng)D1，收容主體11的后端112可通過密封法蘭21密封。
[0033]在一實(shí)施例中，參照?qǐng)D1，密封法蘭21為組合式密封法蘭21。組合式密封法蘭21的材質(zhì)可為不銹鋼或復(fù)合聚四氟乙烯。
[0034]在一實(shí)施例中，參照?qǐng)D1，收容主體11的后端112與密封法蘭21之間還可設(shè)置有密封圈22，密封圈22與密封法蘭21 —起將收容主體11的后端112密封。密封圈22的材質(zhì)可為聚四氟乙稀或氟橡膠。
[0035]在一實(shí)施例中，參照?qǐng)D1，加熱套12以多段設(shè)置，所述多段加熱套12使得收容主體11從收容主體11的前端(111至收容主體11的后端112的溫度依次降低，各段加熱套12包括:內(nèi)保溫層121，套設(shè)于收容主體11的外圍；外保溫層122，套設(shè)于內(nèi)保溫層121 ;以及加熱器123，設(shè)置于內(nèi)保溫層121和外保溫層122之間，并電連接于控溫裝置13。溫度依次降低只要滿足還原反應(yīng)、冷凝、保溫的要求即可。
[0036]在一實(shí)施例中，參照?qǐng)D1，各段加熱套12還可包括:熱電偶124，穿設(shè)外保溫層122、加熱器123以及內(nèi)保溫層121并接觸收容主體11，且連接于控溫裝置13 ;其中，熱電偶124檢測(cè)收容主體11的溫度并將溫度信號(hào)傳遞給控溫裝置13，進(jìn)而控溫裝置13基于熱電偶124檢測(cè)的溫度