CN110524002A - 一种环保电热锌粉炉 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种环保电热锌粉炉，包括电热炉体和冷凝器；电热炉体包括加料口、熔化池、蒸发池和加热组件，加料口设置在电热炉体的侧壁上且与熔化池连通；熔化池通过过锌口与蒸发池连通，蒸发池通过导气管与冷凝器连通，冷凝器与锌粉储料仓连通，锌粉储料仓的排料口处设有排料阀；加热组件包括位于熔化池内部和位于蒸发池内部的两组加热单件，加热单件包括设置在电热炉体内壁上的耐火套管以及设置在耐火套管内且与外接电源连接的电发热体。环保电热锌粉炉的整体结构精简；采用电发热体进行电能加热，无燃气燃料，无废气排放，绿色环保；炉日产量7.5‑8吨/炉*日，电耗950‑1100Kw·H/T，具有产能大、实用性好、可推广性好、经济性好等特点。
Description
技术领域
本发明涉及金属材料技术领域，具体涉及一种用于生产锌粉的环保电热锌粉炉。
背景技术
粉末状的金属锌呈深灰色，具有很好还原性、防锈作用以及耐大气侵蚀作用，可作颜料，遮盖力极强，常用以制造防锈漆、防腐涂料、强还原剂等。金属锌粉还具有较大的比表面积和化学活性，常用作冶金和化工中的置换剂。
金属锌粉的常规生产方法为蒸馏法，具体是将固态锌加热到1250℃-1350℃使之变成锌蒸汽再经冷凝器冷凝即成锌粉。蒸馏法锌粉通常采用卧式炉和立式炉两种工艺方法生产。目前国内卧式炉生产工艺生产出的锌粉其经济技术指标为：炉日产量为6～7吨/日*炉，燃气单耗为180～200立方米/吨锌粉；立式炉生产工艺生产出的锌粉其经济技术指标为：炉日产量为8～10吨/日*炉，燃气单耗为260～300立方米/吨锌粉。采用燃气供热，废气排放量大，成本高。
专利申请201710836798.7公开了一种高效锌粉生产设备，它包括自动进料电锌炉、原料电加热设备、冷凝器、脉冲收尘装置和筛分打包装置；自动进料电锌炉包括电弧炉和入料装置，电弧炉包括炉盖、炉体和炉底电极，炉体一侧壁上设有排气口，炉体中设有阴极；所述炉底电极包括耐火炉衬，耐火炉衬下方设有导电均流板，耐火炉衬上设有一组阳极板，阳极板下方穿过耐火炉衬与导电均流板连接，导电均流板一侧与铸钢导电棒连接；入料装置包括盛料筒、入料斗、入料管和设在入料管一侧的入料电机。机械自动化程度较高。
发明专利201410067578.9公开了一种蒸馏法生产纳米级高纯锌粉装置，由可连续加料的感应式电加热坩埚蒸馏炉、回流和高温过热盘、锌粉冷凝器、闭式水冷塔组成，其中可连续加料的感应式电加热坩埚蒸馏炉包括筑有上盖的蒸馏坩埚，蒸馏坩埚埚体外依次包敷有高铝耐火保温层、石棉层、无芯感应电炉线圈，上盖上开有加料口、蒸汽输出导管，上盖上的加料口下端连接熔化坩埚上端口，熔化坩埚底部有出料孔、埚底距离蒸馏坩埚上盖上沿300mm-350mm，回流和高温过热盘包括由下部为碳化硅回流盘、上部为石墨过热盘连成一体的塔盘，回流盘盘体外依次包敷有耐火泥层、不锈钢外壳，过热盘盘体外依次包敷有高铝耐火保温层、石棉层、无芯感应电炉线圈、不锈钢外壳，蒸馏坩埚上盖上的蒸汽输出导管输出端连通回流盘下端，过热盘上端与锌粉冷凝器的进料口连通，锌粉冷凝器的热水、冷水连接端分别与闭式水冷塔对应的连接端连接。产品粒度可控在50nm-100nm、纯度高达99.999％以上，自动化程度高。
以上电加热方式的锌粉生产装置，具有产能小(日产4-5吨)、结构复杂、电磁辐射大、维护维修困难等缺陷。
综上所述，设计一种产能大、结构精简、节能环保且适用于锌粉生产的装置具有重要意义。
发明内容
本发明目的在于提供一种结构精简、节能环保且适用于锌粉生产的环保电热锌粉炉，具体技术方案如下：
一种环保电热锌粉炉，包括电热炉体以及冷凝器；
所述电热炉体包括加料口、熔化池、蒸发池以及加热组件，所述加料口设置在所述电热炉体的侧壁上且与所述熔化池连通；所述熔化池通过过锌口与所述蒸发池连通，所述蒸发池通过导气管与所述冷凝器连通，所述冷凝器与锌粉储料仓连通，所述锌粉储料仓的排料口处设有排料阀；
所述加热组件包括位于熔化池内部和位于所述蒸发池内部的两组加热单件，所述加热单件包括设置在所述电热炉体内壁上的耐火套管以及设置在所述耐火套管内且与外接电源连接的电发热体。
以上技术方案中优选的，所述电热炉体的底部由外至内采用轻质耐火砖、高铝混凝土和高铝耐火砖砌筑而成；所述电热炉体的周围墙体由外至内采用轻质保温砖与高铝耐火砖砌筑而成；所述电热炉体的顶部由下至上采用弧形板、粘土耐火砖以及轻质保温砖砌筑而成。
以上技术方案中优选的，所述熔化池和蒸发池之间设有隔墙，所述过锌口设置在所述隔墙的下端端部。
以上技术方案中优选的，所述耐火套管沿水平方向设置在所述熔化池和/或所述蒸发池的侧壁上。
以上技术方案中优选的，所述耐火套管为并列设置的多根，且多根所述耐火套管分别设置在所述熔化池和所述蒸发池的侧壁中部位置；所述排料阀为翻板阀。
以上技术方案中优选的，所述电发热体的数量和所述耐火套管的数量相匹配。
以上技术方案中优选的，所述电发热体和所述耐火套管一一对应设置。
以上技术方案中优选的，所述电发热体为硅碳棒，多根所述硅碳棒采用星形接法与外接电源的输出端相连。
应用本发明的技术方案，具有以下有益效果：
(1)本发明的环保电热锌粉炉包括电热炉体以及冷凝器；所述电热炉体包括加料口、熔化池、蒸发池以及加热组件，所述加料口设置在所述电热炉体的侧壁上且与所述熔化池连通；所述熔化池通过过锌口与所述蒸发池连通，所述蒸发池通过导气管与所述冷凝器连通，所述冷凝器与锌粉储料仓连通，所述锌粉储料仓的排料口处设有排料阀；所述加热组件包括位于熔化池内部和位于所述蒸发池内部的两组加热单件，所述加热单件包括设置在所述电热炉体内壁上的耐火套管以及设置在所述耐火套管内且与外接电源连接的电发热体。环保电热锌粉炉的整体结构精简；采用电发热体进行电能加热，无燃气燃料，无废气排放，绿色环保；炉日产量7.5-8吨/炉*日，电耗950-1100Kw·H/T，具有产能大、实用性好、可推广性好、经济性好等特点。
(2)本发明中所述电热炉体的底部由外至内采用轻质耐火砖、高铝混凝土和高铝耐火砖砌筑而成；所述电热炉体的周围墙体由外至内采用轻质保温砖与高铝耐火砖砌筑而成；所述电热炉体的顶部由下至上采用弧形板、粘土耐火砖以及轻质保温砖砌筑而成。轻质耐火砖、高铝混凝土、高铝耐火砖、轻质保温砖、高铝耐火砖和粘土耐火砖均采用现有技术中的材料(参见现有技术)，容易获得；电热炉体作为一个整体结构，炉体密封性能好，能够实现系统密闭运行，提高生产性能。
(3)本发明中加热单件采用耐火套管和电发热体的组合，耐火套管能有效将电发热体和炉腔隔开，避免电发热体被锌蒸汽等串联造成短路，延长其使用寿命；电发热体采用硅碳棒，加热效果好。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是实施例1中环保电热锌粉炉的结构示意图(电热炉体部位剖视)；
图2是图1中A-A剖视图；
图3是图1中B-B剖视图；
其中，1、电热炉体，1.1、加料口，1.2、熔化池，1.3、蒸发池，1.4、加热组件，1.41、耐火套管，1.42、电发热体，1.5、过锌口，1.6、轻质耐火砖，1.7、高铝混凝土，1.8、高铝耐火砖，1.9、轻质保温砖，1.10、弧形板，1.11、粘土耐火砖，1.12、隔墙；
2、冷凝器，2.1、冷凝器本体，2.2、冷却水套，2.3、直列冷却水管；
3、导气管；
4、锌粉储料仓，4.1、排料口，4.2、排料阀；
5、基础墩。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1：
参见图1-图3，一种环保电热锌粉炉，包括电热炉体1以及冷凝器2，详情如下：
所述电热炉体1包括加料口1.1、熔化池1.2、蒸发池1.3以及加热组件1.4，所述加料口1.1设置在所述电热炉体1的侧壁上且与所述熔化池1.1连通；所述熔化池1.2和所述蒸发池1.3并列设置且通过过锌口1.5连通；所述蒸发池1.3通过导气管3与所述冷凝器2连通，所述冷凝器2与锌粉储料仓4连通，所述锌粉储料仓4的排料口4.1处设有排料阀4.2(所述排料阀4.2为翻板阀)。此处优选：
所述冷凝器2包括冷凝器本体2.1、冷却水套2.2以及直列冷却水管2.3，所述冷却水套2.2套设在所述冷凝器本体2.1的外壁上，所述直列冷却水管2.3设置在所述冷却水套2.2内对冷凝器本体2.1内部进行热交换实现快速冷却效果。
所述电热炉体1设置在基础墩5上，其底部由外至内采用轻质耐火砖1.6、高铝混凝土1.7和高铝耐火砖1.8砌筑而成；所述电热炉体1的周围墙体由外至内采用轻质保温砖1.9与高铝耐火砖1.8砌筑而成；所述电热炉体1的顶部由下至上采用弧形板1.10、粘土耐火砖1.11以及轻质保温砖1.9砌筑而成。
所述熔化池1.2和蒸发池1.3之间设有隔墙1.12，所述过锌口1.5设置在所述隔墙(1.12)的下端端部且将熔化池1.2和蒸发池1.3连通。
所述加热组件1.4包括位于熔化池1.2内部和位于所述蒸发池1.3内部的两组加热单件，所述加热单件包括设置在所述电热炉体1内壁上的耐火套管1.41以及设置在所述耐火套管1.41内且与外接电源连接的电发热体1.42。此处优选：熔化池1.2的内部设有多根并列设置的耐火套管1.41，多根所述耐火套管1.41设置在所述熔化池1.2的侧壁中部位置(图1和图2中示意了7根)；蒸发池1.3的内部设有多根并列设置的耐火套管1.41，多根所述耐火套管1.41设置在所述蒸发池1.3的侧壁中部位置(图1和图2中示意了12根)；所述电发热体1.42和所述耐火套管1.41一一对应设置，即一根耐火套管中设有一根电发热体(优选硅碳棒)。多根所述电发热体(硅碳棒)采用星形接法与外接电源的输出端相连。本实施例中的耐火套管具体安装方式是：耐火套管的两端由砌在墙体上的孔型砖托起。
应用本实施例的技术方案，具体是：将块状锌锭由加料口1.1加入熔化池1.2中；块状锌锭在熔化池1.2中熔化；熔化后的锌液由过锌口1.5进入蒸发池1.3，蒸发池1.3中的锌液在高温下蒸发，形成的锌蒸汽由导气管3进入冷凝器2冷凝成锌粉进入锌粉储料仓4，从排料阀4.2(翻板阀)出口处收集即得到锌粉产品。熔化池1.2中熔化块状锌锭以及蒸发池1.3中将锌液高温蒸发均通过电发热体(硅碳棒)通电发热实现。
应用本实施例的技术方案，效果是：环保电热锌粉炉整体结构精简；采用电发热体进行电能加热，由于无燃气燃料，所以无废气排放，做到了生产过程绿色环保；炉日产量7.5-8吨/炉*日，电耗950-1100Kw·H/T，本发明的优选实施例具有产能大、实用性好、可推广性好、经济性好等特点。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种环保电热锌粉炉，其特征在于，包括电热炉体(1)以及冷凝器(2)；
所述电热炉体(1)包括加料口(1.1)、熔化池(1.2)、蒸发池(1.3)以及加热组件(1.4)，所述加料口(1.1)设置在所述电热炉体(1)的侧壁上且与所述熔化池(1.1)连通；所述熔化池(1.2)通过过锌口(1.5)与所述蒸发池(1.3)连通，所述蒸发池(1.3)通过导气管(3)与所述冷凝器(2)连通，所述冷凝器(2)与锌粉储料仓(4)连通，所述锌粉储料仓(4)的排料口(4.1)处设有排料阀(4.2)；
所述加热组件(1.4)包括位于熔化池(1.2)内部和位于所述蒸发池(1.3)内部的两组加热单件，所述加热单件包括设置在所述电热炉体(1)内壁上的耐火套管(1.41)以及设置在所述耐火套管(1.41)内且与外接电源连接的电发热体(1.42)。
2.根据权利要求1所述的环保电热锌粉炉，其特征在于，所述电热炉体(1)的底部由外至内采用轻质耐火砖(1.6)、高铝混凝土(1.7)和高铝耐火砖(1.8)砌筑而成；所述电热炉体(1)的周围墙体由外至内采用轻质保温砖(1.9)与高铝耐火砖(1.8)砌筑而成；所述电热炉体(1)的顶部由下至上采用弧形板(1.10)、粘土耐火砖(1.11)以及轻质保温砖(1.9)砌筑而成。
3.根据权利要求1所述的环保电热锌粉炉，其特征在于，所述熔化池(1.2)和蒸发池(1.3)之间设有隔墙(1.12)，所述过锌口(1.5)设置在所述隔墙(1.12)的下端端部。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的环保电热锌粉炉，其特征在于，所述耐火套管(1.41)沿水平方向设置在所述熔化池(1.2)和/或所述蒸发池(1.3)的侧壁上。
5.根据权利要求4所述的环保电热锌粉炉，其特征在于，所述耐火套管(1.41)为并列设置的多根，且多根所述耐火套管(1.41)分别设置在所述熔化池(1.2)和所述蒸发池(1.3)的侧壁中部位置；所述排料阀(4.2)为翻板阀。
6.根据权利要求5所述的环保电热锌粉炉，其特征在于，所述电发热体(1.42)的数量和所述耐火套管(1.41)的数量相匹配。
7.根据权利要求6所述的环保电热锌粉炉，其特征在于，所述电发热体(1.42)和所述耐火套管(1.41)一一对应设置。
8.根据权利要求6所述的环保电热锌粉炉，其特征在于，所述电发热体(1.42)为硅碳棒，多根所述硅碳棒采用星形接法与外接电源的输出端相连。
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