CN111013427A - 一种用于氢氟酸生产的外混器 - Google Patents

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吴云秀
曾献勋
杨涛
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Fujian Yongjing Technology Co Ltd
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Fujian Yongjing Technology Co Ltd
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Abstract

本发明提供了一种用于氢氟酸生产的外混器，所述外混器包括：水平设置的电机、旋转轴和混合仓，本技术方案在混合仓设置进料部和搅拌部，搅拌部的外壁设置有传热夹套，通过加热的方式，使得氟化钙和硫酸在搅拌部进行不完全预反应，反应生产的少量氟化氢气体，气体的生成在搅拌部形成不定向的氢氟酸气流，这使得搅拌部的氟化钙粉末和硫酸混合的更加均匀。

Description

一种用于氢氟酸生产的外混器
技术领域
本发明涉及氟化工领域，特别涉及一种用于氢氟酸生产的外混器。
背景技术
传统的无水氟化氢生产装置均采用回转反应炉，将氟化钙粉和浓硫酸按比例通过如图1所示带有进料螺旋的混料机进行初步混合后，再加入到回转反应炉中进行连续化生产。由于氟化钙和硫酸反应物料均为粘性物料，易粘壁，因此容易混合不均匀，氟化钙在混合过程中容易发生板结，容易黏在混料机内壁，堵住出料口，同时设备的腐蚀率高，影响生产。
发明内容
为此，需要提供一种能均匀混合氟化钙和硫酸的混料机。为实现上述目的，发明人提供了所述外混器包括：水平设置的电机、旋转轴和混合仓，所述混合仓的一端通过旋转轴与所述电机连接，另一端与反应转炉连接；所述旋转轴设置于所述混合仓的腔体中部；所述混合仓沿电机至反应转炉方向设置进料部和搅拌部；所述进料部设置有进料螺旋，所述进料螺旋螺旋设置于所述旋转轴上，所述搅拌部设置有搅拌桨，所述搅拌浆上下交错设置于所述旋转轴上，所述搅拌桨的前端设置有刀片；所述进料部的顶部设置有进料口和进液口，所述搅拌部的底部设置有落料口，所述落料口与反应转炉的进料口连接；所述搅拌部的外壁设置有传热夹套；所述搅拌部的内侧壁设置有引流槽，所述引流槽由所述搅拌部的顶部延伸至所述落料口。
进一步地，所述传热夹套的温度控制在120-150℃。
进一步地，所述进料部的体积为所述搅拌部的1/3-1/2。
进一步地，所述进料口、进液口沿电机至反应转炉方向依次设置。
进一步地，所述搅拌桨的前端设置有刀片。
进一步地，所述搅拌桨的数量为3个以上。
进一步地，所述搅拌桨与所述旋转轴可拆卸连接。
进一步地，所述传热夹套采用蒸汽传热，所述传热夹套的下方远离反应转炉位置设置有蒸汽入口，所述传热夹套的上方靠近反应转炉位置设置有蒸汽出口。
进一步地，所述混合仓、旋转轴的材质为哈氏合金。
区别于现有技术，上述技术方案在混合仓设置进料部和搅拌部，搅拌部的外壁设置有传热夹套，通过加热的方式，使得氟化钙和硫酸在搅拌部进行不完全预反应，反应生产的少量氟化氢气体，气体的生成在搅拌部形成不定向的氢氟酸气流，这使得搅拌部的氟化钙粉末和硫酸混合的更加均匀。
附图说明
图1为背景技术所述带有进料螺旋的混料机；
图2为本发明实施例1所述的外混器。
附图标记说明：
1、电机,
2、旋转轴,
21、进料螺旋,
22、搅拌桨,
3、混合仓,
31、进料部，
311、进料口,
312、进液口,
32，搅拌部，
321、落料口,
4、传热夹套,
41、蒸汽入口,
42、蒸汽出口,
5、反应转炉。
具体实施方式
为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。
请参阅图2，本实施例提供一种用于氢氟酸生产的外混器，所述外混器包括：水平设置的电机1、旋转轴2和混合仓3；所述混合仓3的一端通过旋转轴2与所述电机1连接，另一端与反应转炉5密封连接；所述旋转轴2设置于所述混合仓3的腔体中部，所述混合仓3沿电机1至反应转炉5方向设置进料部31和搅拌部32；所述进料部31的体积为所述搅拌部32的1/3-1/2，所述进料部31设置有进料螺旋21，所述进料螺旋21螺旋设置于所述旋转轴2上，所述搅拌部32设置有搅拌桨22，所述搅拌浆22上下交错设置于所述旋转轴2上，搅拌桨22的上下交错设置，在随旋转轴2旋转时可以形成空气流，可使得粉末和液体随气流分布在混合腔体内，同时增大外混器的单位时间进料量。所述搅拌桨22的前端为刀片；前端刀片的设置可以有效切碎结块的氟化钙，避免氟化钙结块影响后续反应。
所述搅拌桨22的数量为4个，所述搅拌桨22与所述旋转轴2可拆卸连接，连接方式可以为螺纹连接和卡扣连接。搅拌桨22作为易损配件，可进行单独拆卸、更换，延长外混器的整体使用寿命。
所述进料部31的顶部沿电机1至反应转炉5方向设置有进料口311和进液口312，所述搅拌部21的底部设置有落料口321，所述落料口321与反应转炉5的进料口连接；所述搅拌部32的外壁设置有传热夹套4。本实施例，采用蒸汽加热传热夹套的方式，在其他实施例中，也可以采用电加热或液体加热的方式。所述传热夹套4的下方远离反应转炉5位置设置有蒸汽入口41，所述传热夹套4的上方靠近反应转炉位置设置有蒸汽出口42。
搅拌部32的外部设置传热夹套4会使得搅拌部32中的硫酸和氟化钙在搅拌过程中吸收热量，生成氢氟酸。所述传热夹套4的温度控制在120-150℃，在所述传热夹套4的内壁可设置有温度探头，随时可以监控夹套4的温度，并可以通过自动化设备对温度进行自动调整。通过对传热夹套温度的控制，控制其向搅拌部输送的热量，使得搅拌部的氟化钙和硫酸的反应不完全或只有部分发生反应，在实际生产中约1/10左右的物料会生成氢氟酸，反应会形成气流，进一步的粉碎颗粒状的氟化钙，使得氟化钙粉末化的更加完全，使得硫酸和氟化钙混合的更加均匀。反应也使得搅拌部仓内压力的增大，使得物料更快速的从落料口进入反应炉。
所述搅拌部32的内侧壁设置有引流槽，所述引流槽由所述搅拌部32的顶部延伸至所述落料口321。考虑到氢氟酸会液化，在传热夹套也停止热量输送后，反应生成的氢氟酸液体会从沿引流槽汇聚至落料口，又从落料口进入反应转炉中。
最后，所述混合仓3、旋转轴2的材质为哈氏合金。哈氏合金可耐腐蚀使用外混器的使用寿命超过一年。
使用者在使用该外混器时，首先应先控制传热夹套的温度至120-150℃后，再打开调速电机，使搅拌轴进行匀速旋转后，然后向进液口和进料口投入硫酸和氟化钙物料，硫酸和氟化钙进入进料部，进料螺旋推动物料进入搅拌部，物料在搅拌部进行搅拌并反应生成少量的氢氟酸气体，氢氟酸气体以及粉碎后的物料从落料口进入反应转炉中，进行在高温下的完全反应。在批次生成投料结束前，用空气代替高温蒸汽输入传热夹套内，降低搅拌部温度，停止氟化钙和硫酸的反应，氟化氢气体不在生成，之前生成的部分氢氟酸气体也随着降温凝结在搅拌部内壁上，并沿引流槽汇聚至落料口，又从落料口进入反应转炉中。当传热夹套冷却至室温后，停止投料，关停电机。
由于在生产过程中，旋转轴一直带动进料螺旋和搅拌桨在转动，在旋转过程中，形成沿投料口、进液口至落料口的定向空气流，而反应生成的不定向氢氟酸气体或液体也会沿空气流方向进入落料口，而不会从投料口和进液口散发，对环境造成破坏。
另外，所述的电机可选用调速电机。使用调速电机可在投料结束后时，调高转速，使得旋转轴高速旋转，使得进料螺旋和搅拌桨上可能粘结的物料，由于离心力的作用，脱离旋转轴，沿空气流方向，进入搅拌部的落料口。或后续洗涤外混器时也可调高转速，进行高速洗涤。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。
需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于氢氟酸生产的外混器，所述外混器包括：水平设置的电机、旋转轴和混合仓，其特征在于：所述混合仓的一端通过旋转轴与所述电机连接，另一端与反应转炉连接；所述旋转轴设置于所述混合仓的腔体中部；所述混合仓沿电机至反应转炉方向设置进料部和搅拌部；所述进料部设置有进料螺旋，所述进料螺旋螺旋设置于所述旋转轴上，所述搅拌部设置有搅拌桨，所述搅拌浆上下交错设置于所述旋转轴上；
所述进料部的顶部设置有进料口和进液口，所述搅拌部的底部设置有落料口，所述落料口与反应转炉的进料口连接；
所述搅拌部的外壁设置有传热夹套；所述搅拌部的内侧壁设置有引流槽，所述引流槽由所述搅拌部的顶部延伸至所述落料口。
2.根据权利要求1所述的外混器，其特征在于，所述传热夹套的温度控制在120-150℃。
3.根据权利要求1所述的外混器，其特征在于，所述进料口、进液口沿电机至反应转炉方向依次设置。
4.根据权利要求1所述的外混器，其特征在于，所述进料部的体积为所述搅拌部的1/3-1/2。
5.根据权利要求1所述的外混器，其特征在于，所述搅拌桨的数量为3个以上。
6.根据权利要求1所述的外混器，其特征在于，所述搅拌桨的前端设置有刀片。
7.根据权利要求1所述的外混器，其特征在于，所述搅拌桨与所述旋转轴可拆卸连接。
8.根据权利要求1所述的外混器，其特征在于，所述传热夹套采用蒸汽传热，所述传热夹套的下方远离反应转炉位置设置有蒸汽入口，所述传热夹套的上方靠近反应转炉位置设置有蒸汽出口。
9.根据权利要求1所述的外混器，其特征在于，所述混合仓和旋转轴的材质为哈氏合金。
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