CN103332729B - 一种制备二氧化锡的氧化炉 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及气相法制备二氧化锡的设备，具体说是一种制备二氧化锡的氧化炉，其包括反应装置，反应装置包括上层熔融室和下层氧化室，氧化室与熔融室之间设有隔层，一竖直设置的空心旋转轴穿过隔层；在旋转轴位于熔融室下部的一段上开具有连通熔融室与旋转轴空心腔体的过料口，在旋转轴位于氧化室上部的一段上开具有数个与空心腔体相通的通孔；所述熔融室和氧化室均设有氧化物排出口。本发明使锡的熔融和氧化均在一个炉膛内进行，有效节约了能耗；熔融的锡液进行空心腔体后，通过旋转轴的旋转和足量的高压气体从数个通孔中甩出，并与氧化室室壁发生撞击，从而使氧化反应扩散至熔融的锡滴内部，直至全部氧化，提高了二氧化锡产品的质量。
Description
技术领域
本发明涉及气相法制备二氧化锡的设备，具体说是制备二氧化锡用的氧化炉。
背景技术
二氧化锡在制作电极材料、导电氧化薄膜、玻璃工业、电子行业、陶瓷工业中应用广泛。目前二氧化锡的生产主要有湿法和火法两种，湿法以硝酸法为主，该法硝酸消耗大，环境污染严重，锡消耗高，产品纯度低。此外湿法法还有溶胶- 凝胶法、凝胶- 燃烧法、化学沉淀法等生产钠米级二氧化锡，湿法法在生产中需要干燥、煅烧等工序，因此能耗也较大。目前的火法主要是气化法，虽然其解决了生产中的污染气体问题，但由于氧化设备的限制，生产不连续，产生大量的热量损耗，而且影响了产品的质量。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种减少废气排放、节约能耗、提高产品质量的制备二氧化锡的氧化炉。
本发明采用的技术方案为：一种制备二氧化锡的氧化炉，包括炉膛和设置在炉膛内的反应装置，炉膛与反应装置之间形成对该反应装置加热的燃烧空间，在炉膛上设有与燃烧空间连通的排烟道，所述反应装置包括上层熔融室和下层氧化室，氧化室与熔融室之间设有隔层，一竖直设置的空心旋转轴穿过隔层，其一端伸出熔融室，另一端伸入氧化室；在旋转轴位于熔融室下部的一段上开具有连通熔融室与旋转轴空心腔体的过料口，在旋转轴位于氧化室上部的一段上开具有数个与空心腔体相通的通孔；从旋转轴所述一端向空心腔体内通有高压气体，所述另一端密封；所述熔融室设有加料口和进气口，从该进气口通入熔融室的气体压力大于空心腔体内的气体压力；所述熔融室和氧化室均设有氧化物排出口。
进一步的，旋转轴所述另一端安装有随其旋转的搅拌轴，搅拌轴上设有搅拌桨。
作为优选，所述熔融室呈上端开口大、下端开口小的锥形。
作为优选，所述氧化室呈上端开口小、下端开口大的锥形。
作为优选，所述燃烧空间内设有数个燃烧器。
作为优选，所述隔层上设有密封轴承，该轴承安装在所述旋转轴上。
作为优选，所述熔融室上端设有密封盖，密封盖上开具有所述加料口和进气口，旋转轴所述一端穿出该密封盖。
作为优选，所述过料口上安装有筛网。
从以上方案可知，首先，本发明通过在炉膛内直接设置反应装置，使锡在密闭的反应装置内氧化成二氧化锡，燃烧的烟气只通过排烟口排出，减少了污染物的排放；其次，本发明使锡的熔融和氧化均在一个炉膛内进行，且可根据熔融与氧化需求的温度不同在燃烧空间内布置不同的燃烧器，从而有效节约了能耗；再次，熔融的锡液进行空心腔体后，通过旋转轴的旋转和足量的高压气体从数个通孔中甩出，并与氧化室室壁发生撞击，从而使氧化反应扩散至熔融的锡滴内部，直至全部氧化，提高了二氧化锡产品的质量。
附图说明
图1是本发明一种优选方式的剖视结构示意图；
图2是图1中A-A的剖面示意图。
具体实施方式
下面结合图1与图2对本发明作进一步地详细说明：
本发明的氧化炉包括炉膛1和设置在炉膛内的反应装置2，炉膛与反应装置之间形成对该反应装置加热的燃烧空间11，在炉膛上设有与燃烧空间连通的排烟道12，燃烧空间燃烧后的烟气从排烟道直接排出，减少污染物的排放。所述反应装置2包括上层熔融室21和下层氧化室22，氧化室与熔融室之间设有隔层23，其使氧化室与熔融室无法直接连通；一竖直设置的空心旋转轴3穿过隔层，其一端伸出熔融室，另一端伸入氧化室；在旋转轴位于熔融室下部的一段上开具有连通熔融室与旋转轴空心腔体30的过料口31，在旋转轴位于氧化室上部的一段上开具有数个与空心腔体相通的通孔32，从而将上层熔融的锡液导入下层进行充分氧化。
在实施过程中，从旋转轴3所述一端向空心腔体内通有高压气体，所述另一端密封；所述熔融室设有加料口4和进气口5，从该进气口通入熔融室的气体压力大于空心腔体内的气体压力，保证锡液从过料口进入空心腔体；所述熔融室和氧化室均设有氧化物排出口6。在本发明中，所述熔融室上端设有密封盖7，将熔融室上端密封，密封盖上开具有所述加料口和进气口，旋转轴所述一端穿出该密封盖。当锡锭从密封盖的加料口加入熔融室后，在炉膛的燃烧空间内对反应装置加热，同时从进气口通入高压气体。加热一段时候后，锡锭逐渐熔化，此时从旋转轴的一端通入高压气体，一部分熔化在锡液从过料口进入空心腔体，并高压气体充分混合，在旋转轴的离心力的作用下，进入空气腔体内的气液合作物从通孔中甩出，撞击在氧化室的室壁上，流向氧化室底，使锡液充分氧化生成二氧化锡。为了使锡液进一步充分氧化，可在旋转轴所述另一端安装有随其旋转的搅拌轴8，搅拌轴上设搅拌桨81，对氧化室底的锡液进行搅拌。同时，熔融室内一部分二氧化锡从排出口排出，氧化室的二氧化锡从也从排出口排出，从而制得纳米级的二氧化锡。
在本发明中，所述熔融室呈上端开口大、下端开口小的锥形，有利于熔融的锡液流向熔融室的底部，进行从过料口进入空心腔体。相反，所述氧化室呈上端开口小、下端开口大的锥形，尽可能延长甩出的气液混合物在氧化室的运动时间，使其充分氧化。作为优选，所述燃烧空间内可设数个燃烧器9，这样可根据上下层温度的不同合理布置燃烧器；也可直接在氧化室底部加热，在对底部进行加热时，一部热量会从底部进入燃烧空间，从而对熔融室加热。所述隔层23上设有密封轴承231，该轴承安装在所述旋转轴上，旋转轴的旋转除了将气液混合物甩出外，一方面通过带动搅拌桨转动，对锡液进行搅拌；另一方面可对熔融室内的锡进行搅拌，为了进一步提高搅拌效果，也可在熔融室内设置搅拌桨，将搅拌桨安装在旋转轴上。在本发明中，所述过料口上安装有筛网10，以阻止没有完全融化的锡进入空心腔体。同时，为了保证制备的二氧化锡具有符合规定的纳米级大小，最好在排出口安装筛网，使得符合规定粒度的二氧化锡通过筛网，而不符合规定粒度的二氧化锡则在熔融室后氧化室继续氧化，从而保证产品粒度的均匀性，提高产品质量。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述方式的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。
Claims (8)
1.一种制备二氧化锡的氧化炉，包括炉膛和设置在炉膛内的反应装置，炉膛与反应装置之间形成对该反应装置加热的燃烧空间，在炉膛上设有与燃烧空间连通的排烟道，其特征在于：所述反应装置包括上层熔融室和下层氧化室，氧化室与熔融室之间设有隔层，一竖直设置的空心旋转轴穿过隔层，其一端伸出熔融室，另一端伸入氧化室；在旋转轴位于熔融室下部的一段上开具有连通熔融室与旋转轴空心腔体的过料口，在旋转轴位于氧化室上部的一段上开具有数个与空心腔体相通的通孔；从旋转轴所述一端向空心腔体内通有高压气体，所述另一端密封；所述熔融室设有加料口和进气口，从该进气口通入熔融室的气体压力大于空心腔体内的气体压力；所述熔融室和氧化室均设有氧化物排出口。
2.根据权利要求1所述的氧化炉，其特征在于：旋转轴所述另一端安装有随其旋转的搅拌轴，搅拌轴上设有搅拌桨。
3.根据权利要求1所述的氧化炉，其特征在于：所述熔融室呈上端开口大、下端开口小的锥形。
4.根据权利要求1所述的氧化炉，其特征在于：所述氧化室呈上端开口小、下端开口大的锥形。
5.根据权利要求1所述的氧化炉，其特征在于：所述燃烧空间内设有数个燃烧器。
6.根据权利要求1所述的氧化炉，其特征在于：所述隔层上设有密封轴承，该轴承安装在所述旋转轴上。
7.根据权利要求1所述的氧化炉，其特征在于：所述熔融室上端设有密封盖，密封盖上开具有所述加料口和进气口，旋转轴所述一端穿出该密封盖。
8.根据权利要求1所述的氧化炉，其特征在于：所述过料口上安装有筛网。
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