CN103805790A - 一种碘化提纯装置及其熔盐换热方法 - Google Patents

一种碘化提纯装置及其熔盐换热方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于一种熔盐换热装置方法技术领域，特别涉及一种碘化提纯装置及其熔盐换热方法。本发明熔盐加热炉通过管路分别与熔盐槽和碘化反应炉相连，熔盐加热炉与熔盐槽之间设置液下泵；熔盐槽通过管路与碘化反应炉相连，其管路上设置第三阀门；所述碘化反应炉左侧设置搅拌桨；碘化反应炉与熔盐槽之间通过两条支路相连，其中一条支路上设置第二阀门，另一条管路上从碘化反应炉至熔盐槽顺次设置第一阀门和换热器。本发明通过调整第一阀门、第二阀门与第三阀门的开启和闭合使本发明循环工作。本发明可以有效的实现碘化反应炉的加热和恒定温度的控制，且控温精确。本发明具有加热冷却两用、换热均匀充分、控温精度高的特点。

Description

一种碘化提纯装置及其熔盐换热方法
技术领域
本发明属于一种熔盐换热装置方法技术领域，特别涉及一种碘化提纯装置及其熔盐换热方法。
背景技术
碘化提纯原理是在真空密闭容器中，碘蒸汽在较低温度下与被提纯金属发生反应，生成挥发性碘化物，这些碘化物在较高温度的母丝上离解成金属和碘蒸汽，金属沉积在炽热母丝上，使母丝长大，而碘蒸汽返回原料区继续与原料金属反应，过程反复进行。实现过程的关键是在反应设备中控制两个不同的温度条件，即丝温和料温（即炉温）。其中，丝温是由直接在母丝上施加电压而获得的，通过调节电极电压来控制。料温是被提纯金属与碘作用生成碘化物的温度。在合适的温度下，生成易挥发的金属四碘化物，而当温度升高后易于生成较不易挥发的低价碘化物(MeI3，MeI2)，而使金属沉积速度下降。
因此，为保证碘化提纯反应的高效进行，必须将料温控制在一定的范围内，使原料与碘生成易挥发的四碘化物。然而，随着炉体内部碘化反应的进行，母丝功率逐渐变大，产生的热量无法及时有效的排出，造成料温（炉体温度）不断升高，且各处温度不一，严重影响碘化提纯效率。通常碘化反应炉采用的是电阻丝加热和风冷控温相结合的方法来维持料温的恒定。其中风冷控温通常采用底部吹风的方法，在吹风过程中，由于各处风压不同，很难达到使反应炉炉体各处温度均匀降低的效果，且控温精度较差。
发明内容
本发明针对现有碘化提纯过程中反应炉温度无法得到有效的均匀控制，且控温精度较低，而造成碘化提纯效率低的不足，提供了一种碘化提纯装置及其熔盐换热方法。
一种碘化提纯装置，其熔盐加热炉通过管路分别与熔盐槽和碘化反应炉相连，熔盐加热炉与熔盐槽之间设置液下泵；熔盐槽通过管路与碘化反应炉相连，其管路上设置第三阀门；所述碘化反应炉左侧设置搅拌桨；碘化反应炉与熔盐槽之间通过两条支路相连，其中一条支路上设置第二阀门，另一条管路上从碘化反应炉至熔盐槽顺次设置第一阀门和换热器。
一种基于上述装置的熔盐换热方法，其具体步骤如下：
a. 关闭第一阀门、第二阀门和第三阀门，将粉末状的熔盐装入熔盐槽中，通过电阻丝加热使熔盐熔化；
b. 采用液下泵将熔化后的熔盐送入熔盐加热炉中，加热至碘化反应所需温度；
c. 加热至所需温度的熔盐送至碘化反应炉，在搅拌桨的作用下使碘化反应炉温度均匀升高，打开第二阀门，熔盐通过第二阀门流回熔盐槽，从而进行循环加热，使碘化反应炉达到所需温度；在碘化反应进行过程中，当碘化反应炉温度过高时，打开第一阀门，关闭第二阀门，从碘化反应炉中流出的熔盐通过换热器降温后回流至熔盐槽，进行循环，从而维持碘化反应炉理想的温度；
d. 碘化反应完成后，关闭第一阀门、第二阀门，打开第三阀门，碘化反应炉中的熔盐通过第三阀门回流至熔盐槽中。
所述熔盐为45 wt%NaNO2和55 wt%KNO3所组成的混合物。
本发明的有益效果为：
本发明可以有效的实现碘化反应炉的加热和恒定温度的控制，且控温精确。本发明具有加热冷却两用、换热均匀充分、控温精度高的特点。
附图说明
图1为本发明装置结构示意图；
图中标号：1-熔盐加热炉；2-熔盐槽；3-换热器；4-碘化反应炉；5-搅拌桨；6-第一阀门；7-第二阀门；8-第三阀门。
具体实施方式
本发明提供了一种碘化提纯装置及其熔盐换热方法，下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
一种碘化提纯装置，其熔盐加热炉1通过管路分别与熔盐槽2和碘化反应炉4相连，熔盐加热炉1与熔盐槽2之间设置液下泵；熔盐槽2通过管路与碘化反应炉4相连，其管路上设置第三阀门8；所述碘化反应炉4左侧设置搅拌桨5；碘化反应炉4与熔盐槽2之间通过两条支路相连，其中一条支路上设置第二阀门7，另一条管路上从碘化反应炉4至熔盐槽2顺次设置第一阀门6和换热器3。
一种基于上述装置的熔盐换热方法，其具体步骤如下：
a. 关闭第一阀门6、第二阀门7和第三阀门8，将粉末状的熔盐装入熔盐槽2中，通过电阻丝加热使熔盐熔化；
b. 采用液下泵将熔化后的熔盐送入熔盐加热炉1中，加热至碘化反应所需温度；
c. 加热至所需温度的熔盐送至碘化反应炉4，在搅拌桨5的作用下使碘化反应炉4温度均匀升高，打开第二阀门7，熔盐通过第二阀门7流回熔盐槽2，从而进行循环加热，使碘化反应炉4达到所需温度；在碘化反应进行过程中，当碘化反应炉4温度过高时，打开第一阀门6，关闭第二阀门7，从碘化反应炉4中流出的熔盐通过换热器3降温后回流至熔盐槽2，进行循环，从而维持碘化反应炉4理想的温度；
d. 碘化反应完成后，关闭第一阀门6、第二阀门7，打开第三阀门8，碘化反应炉4中的熔盐通过第三阀门8回流至熔盐槽2中。
所述熔盐为45 wt%NaNO2和55 wt%KNO3所组成的混合物。
实施例1
按照上述工艺过程，所用熔盐为45 wt%NaNO2和55 wt%KNO3所组成的混合物，控制条件为：熔盐槽2出口处熔盐的温度为200 ℃，熔盐加热炉1出口处熔盐温度为550 ℃，打开第一阀门6后换热器3出口处熔盐温度为250 ℃。
所实现的碘化反应炉4的温度如下：
Figure BDA0000239068791
实施例2
按照实施例1所述工艺过程，所用熔盐为45 wt%NaNO2和55 wt%KNO3所组成的混合物，控制条件为：熔盐槽2出口处熔盐的温度为200 ℃，熔盐加热炉1出口处熔盐温度为550 ℃，打开第一阀门6后换热器3出口处熔盐温度为300 ℃。
所实现的碘化反应炉4的温度如下：
Figure BDA0000239068792
实施例3
按照实施例1所述工艺过程，所用熔盐为45 wt%NaNO2和55 wt%KNO3所组成的混合物，控制条件为：熔盐槽2出口处熔盐的温度为200 ℃，熔盐加热炉1出口处熔盐温度为550 ℃，打开第一阀门6后换热器3出口处熔盐温度为550 ℃。
所实现的碘化反应炉4的温度如下：
Figure BDA0000239068793

Claims (3)

1.一种碘化提纯装置，其特征在于：熔盐加热炉（1）通过管路分别与熔盐槽（2）和碘化反应炉（4）相连，熔盐加热炉（1）与熔盐槽（2）之间设置液下泵；熔盐槽（2）通过管路与碘化反应炉（4）相连，其管路上设置第三阀门（8）；所述碘化反应炉（4）左侧设置搅拌桨（5）；碘化反应炉（4）与熔盐槽（2）之间通过两条支路相连，其中一条支路上设置第二阀门（7），另一条管路上从碘化反应炉（4）至熔盐槽（2）顺次设置第一阀门（6）和换热器（3）。
2.一种基于权利要求1所述装置的熔盐换热方法，其特征在于，该方法的具体步骤如下：
a. 关闭第一阀门（6）、第二阀门（7）和第三阀门（8），将粉末状的熔盐装入熔盐槽（2）中，通过电阻丝加热使熔盐熔化；
b. 采用液下泵将熔化后的熔盐送入熔盐加热炉（1）中，加热至碘化反应所需温度；
c. 加热至所需温度的熔盐送至碘化反应炉（4），在搅拌桨（5）的作用下使碘化反应炉（4）温度均匀升高，打开第二阀门（7），熔盐通过第二阀门（7）流回熔盐槽（2），从而进行循环加热，使碘化反应炉（4）达到所需温度；在碘化反应进行过程中，当碘化反应炉（4）温度过高时，打开第一阀门（6），关闭第二阀门（7），从碘化反应炉（4）中流出的熔盐通过换热器（3）降温后回流至熔盐槽（2），进行循环，从而维持碘化反应炉（4）理想的温度；
d. 碘化反应完成后，关闭第一阀门（6）、第二阀门（7），打开第三阀门（8），碘化反应炉（4）中的熔盐通过第三阀门（8）回流至熔盐槽（2）中。
3.根据权利要求2所述的熔盐换热方法，其特征在于：所述熔盐为45 wt%NaNO2和55 wt%KNO3所组成的混合物。
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CN111154978A (zh) * 2019-12-30 2020-05-15 江智秦 一种稀有金属碘化提纯方法

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