CN114011373B - 一种氯酸盐分解槽 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种氯酸盐分解槽，涉及化工生产设备技术领域。一种氯酸盐分解槽，包括分解罐，分解罐包括罐身，罐身顶部固定连接有罐顶，罐顶顶部分别设置有进料管和排气管，罐身底部固定连接有罐底，罐底底部固定连接有出料管，罐身内壁底部位置固定连接有蒸汽搅拌机构，罐身内部位于蒸汽搅拌机构上方的位置固定连接有烟气加热管，烟气加热管底端贯穿罐身内壁后固定连接有负压机构。本发明通过设置在分解罐内部的蒸汽搅拌机构，能够将蒸汽锅炉所产出的高压蒸汽通过气泡发生器排出并分解成多个高温气泡，高温气泡的上升为氯酸盐分解提供能量并利用细密气泡对其进行充分的搅拌。

Description

一种氯酸盐分解槽

技术领域

本发明涉及化工生产设备技术领域，具体为一种氯酸盐分解槽。

背景技术

氯酸盐是含有氯酸根的盐类，有氯酸钾、氯酸钠、氯酸镁等。碱金属和碱土金属的氯酸盐均为无色晶体。具有强氧化作用，加热后放出氧，同时放热。与易燃物，如硫、碳、磷混合后，撞击时会有剧烈爆炸发生。不可同还原剂或易燃物质堆放在一起，一般易溶于水，氯酸钾的溶解度较小。氯酸盐主要用于工业生产方面。

公开号为CN112973609A的中国发明专利，公开了一种氯酸盐分解装置，其通过多维度搅拌，同时设置鼓气机构通过鼓气搅动原料，同时能够吹动沉淀于分解槽底部的原料，进一步提高了搅拌效率，提高了搅拌效果，从而提升了分解效率。

上述专利中还存在以下问题：1.上述专利只设计了单一的搅拌装置提高氯酸盐的分解效率，氯酸盐分解属于吸收能量的反应只依靠单纯的搅拌很难提高其分解速率；2.在氯酸盐的分解过程由于有气体的产生，分解槽内部往往会是高压环境，在氯酸盐分解过程中会产生可爆气体，在高压环境中会有爆炸的风险，且高压环境不利于氯气的生产，一定程度上会影响氯酸盐分解。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氯酸盐分解槽，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种氯酸盐分解槽，包括分解罐，所述分解罐包括罐身，罐身顶部固定连接有罐顶，罐顶顶部分别设置有进料管和排气管，罐身底部固定连接有罐底，罐底底部固定连接有出料管，罐身内壁底部位置固定连接有蒸汽搅拌机构，罐身内部位于蒸汽搅拌机构上方的位置固定连接有烟气加热管，烟气加热管底端贯穿罐身内壁后固定连接有负压机构，所述蒸汽搅拌机构包括分气环管，分气环管为环形结构，分气环管环形结构内部等距固定连接有横管，横管顶部等距固定连接有气泡发生器，气泡发生器包括与横管相连通的圈管，圈管内壁固定连接有阀体，阀体内壁固定连接有阀芯，所述阀芯内开设中空连接腔，中空连接腔顶部内壁固定连接有阀门弹簧，阀门弹簧另一端固定连接有阀球，阀球底部抵触在中空连接腔底部内壁，阀芯顶部等距开设有搅拌气孔，阀芯顶部固定连接有分气海绵，圈管顶部固定连接有固定圈，分气海绵顶部边缘处抵触在固定圈底部，所述分气环管顶部外壁固定连接有进气管，进气管的一端贯穿罐身内壁后固定连接有蒸汽锅炉。

更进一步地，所述蒸汽锅炉包括防护罩，防护罩正面安装有控制器，防护罩底部内壁固定连接有蒸汽水箱，蒸汽水箱侧面内壁以贯穿形式安装有加热膛炉，蒸汽水箱顶部固定连接有盖板，盖板顶部固定连接有出气管，出气管外壁固定安装有排气阀，出气管另一端与所述进气管固定连接，所述加热膛炉一侧固定连接有喷焰枪，另一侧固定连接有烟气分管，喷焰枪另一侧分别固定连接有氧气管和燃料管，燃料管和氧气管分别贯穿防护罩侧面内壁，烟气分管另一端固定连接有连接管，连接管贯穿盖板后固定连接有过滤器，过滤器的另一端与所述烟气加热管固定连接。

更进一步地，所述烟气加热管包括呈C形的主加热管，主加热管C形结构之间的位置固定连接有分烟管，主加热管底端贯穿罐身后固定连接有连接头，连接头与所述过滤器相连通，主加热管顶端贯穿于所述罐顶。

更进一步地，所述烟气分管设置有多个，烟气分管为S形结构，所述喷焰枪、排气阀和负压机构分别与控制器电性连接。

更进一步地，所述负压机构包括负压气泵和反应罐，所述反应罐底部内壁固定连接有分气盒，反应罐顶部固定连接有密封盖，密封盖顶部固定连接有排出管，分气盒顶部等距开设有分气孔，所述负压气泵进气端固定连接有抽气管，抽气管另一端与所述排气管固定连接，负压气泵的出气端固定连接有传气管，传气管另一端贯穿密封盖后固定连接有延伸管，延伸管与所述分气盒相连通。

更进一步地，所述负压气泵固定于所述蒸汽锅炉顶部，所述分气盒顶部固定连接有反应海绵，所述反应罐内部填充有氢氧化钠溶液，所述反应海绵、分气盒均浸泡在氢氧化钠溶液内部。

更进一步地，所述罐身顶部位于蒸汽搅拌机构顶部的位置固定连接有分槽隔板，分槽隔板内部设置有多个反应槽，所述烟气加热管穿插在反应槽内部，多个所述反应槽位于多个所述横管正上方。

更进一步地，所述罐底外壁固定连接有安装板，罐底底部四周外壁固定连接有支撑脚，所述蒸汽锅炉以贯穿形式安装在安装板顶部侧面。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

该氯酸盐分解槽，通过设置在分解罐内部的蒸汽搅拌机构，能够将蒸汽锅炉所产出的高压蒸汽通过气泡发生器排出，蒸汽在排出时利用气泡发生器上的搅拌气孔和分气海绵能够将高温蒸汽分解成多个高温气泡，利用高温气泡的上升为氯酸盐分解提供能量并利用细密气泡对其进行充分的搅拌，从而达到加热与搅拌共同进行的效果。

同时，由于蒸汽锅炉的引入，在蒸汽锅炉的使用过程中绝大多数热量用来生产蒸汽但是还有热量随着烟气排出，设置在分解罐内部的烟气加热管，能够再将此部分热量充分的导入到分解罐中的原料中，充分的利用了蒸汽锅炉的热量，避免热量浪费的同时也降低了热污染；

此外，设置的负压机构能够快速的将分解罐中产生的氯气和其他杂气进行回收，降低整个分解罐内部的气压，低气压能够让气泡发生器产生的气泡体积增大能够增加搅拌的效果，也能消除二氧化氯的爆炸风险，另一方面能够利用反应罐内部的氢氧化钠溶液对氯气进行吸收以及对其他杂气进行降温排放。

附图说明

图1为本发明的分解罐分解示意图；

图2为本发明的正面结构示意图；

图3为本发明的背面结构示意图；

图4为本发明的蒸汽锅炉分解示意图；

图5为本发明的负压机构分解示意图；

图6为本发明的蒸汽搅拌结构示意图；

图7为本发明的气泡发生器拆解示意图；

图8为本发明的烟气加热管结构示意图。

图中：1、分解罐；101、罐身；102、罐底；103、支撑脚；104、罐顶；105、进料管；106、排气管；107、分槽隔板；2、蒸汽锅炉；201、防护罩；202、控制器；203、蒸汽水箱；204、盖板；205、加热膛炉；206、喷焰枪；207、烟气分管；208、连接管；209、过滤器；210、排气阀；211、出气管；3、负压机构；301、负压气泵；302、抽气管；303、传气管；304、反应罐；305、分气盒；306、分气孔；307、反应海绵；308、密封盖；309、延伸管；310、排出管；4、蒸汽搅拌机构；401、分气环管；402、横管；403、进气管；404、气泡发生器；405、圈管；406、阀体；407、阀芯；408、阀门弹簧；409、阀球；410、搅拌气孔；411、分气海绵；412、固定圈；5、烟气加热管；501、主加热管；502、分烟管；503、连接头。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件所必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，应当理解，为了便于描述，附图中所示出的各个部件的尺寸并不按照实际的比例关系绘制，例如某些层的厚度或宽度可以相对于其他层有所夸大。

应注意的是，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义或说明，则在随后的附图的说明中将不需要再对其进行进一步的具体讨论和描述。

在进行氯酸盐的分解过程中使用了本发明提供的一种氯酸盐分解槽，氯酸盐分解具有多种不同的工艺，本发明所针对的分解工艺为，在含有氯酸盐的分解罐1中分解通过进料管105添加淡盐水和合成盐酸，使用蒸汽加热的方式进行氯酸盐的分解，分解的过程含有两个不同的反应，其一为一份的氯酸钠会和六份的盐酸反应，得到一份的氯化钠、一份水和三份的氯气，另一种为两份的氯酸钠和四份盐酸反应生成两份氯化钠、两份二氧化氯、两份水和一份氯气，其中二氧化氯具有不稳定易爆的属性，氯气也是较为危险的气体，需要设置管道对其进行排出，研究表明，二氧化氯不存在爆炸上限，当二氧化氯体积分数超过10%时，随着浓度的增大，最大爆炸压力也增高，二氧化氯压力达到41kPa时也会发生爆炸，当盐酸浓度与次氯酸钠的浓度的比值在14左右时，由于盐酸浓度较高，不能瞬时混合均匀，有3%-4%二氧化氯混入，因此在生产中，必须加入适量的盐酸，并保证充分混合，尽量使分解反应按照第一种反应进行，本发明通过对氯酸盐分解过程中的加热方式和搅拌方式进行改进，能够提高氯酸盐的分解效率。

如图1-8所示，本发明提供一种技术方案：一种氯酸盐分解槽，包括分解罐1，分解罐1包括罐身101，罐身101顶部固定连接有罐顶104，罐顶104顶部分别设置有进料管105和排气管106，罐身101底部固定连接有罐底102，罐底102底部固定连接有出料管，罐身101内壁底部位置固定连接有蒸汽搅拌机构4，罐身101内部位于蒸汽搅拌机构4上方的位置固定连接有烟气加热管5，烟气加热管5底端贯穿罐身101内壁后固定连接有负压机构3，蒸汽搅拌机构4包括分气环管401，分气环管401为环形结构，分气环管401环形结构内部等距固定连接有横管402，横管402顶部等距固定连接有气泡发生器404，气泡发生器404包括与横管402相连通的圈管405，圈管405内壁固定连接有阀体406，阀体406内壁固定连接有阀芯407，所述阀芯内开设中空连接腔，中空连接腔顶部内壁固定连接有阀门弹簧408，阀门弹簧408另一端固定连接有阀球409，阀球409底部抵触在中空连接腔底部内壁，阀芯407顶部等距开设有搅拌气孔410，阀芯407顶部固定连接有分气海绵411，圈管405顶部固定连接有固定圈412，分气海绵411顶部边缘处抵触在固定圈412底部，分气环管401顶部外壁固定连接有进气管403，进气管403的一端贯穿罐身101内壁后固定连接有蒸汽锅炉2，使用本设备通过设置在分解罐1内部的蒸汽搅拌机构4，能够将蒸汽锅炉2所产出的高压蒸汽通过气泡发生器404，利用气泡发生器404上的搅拌气孔410和分气海绵411能够将高温蒸汽分解成多个高温气泡，利用高温气泡的上升为氯酸盐分解进行能量的提供并利用细密气泡对其进行充分的搅拌，从而达到加热与搅拌共同进行的效果。

需要注意的是，舍弃了传统的搅拌机构，使得蒸汽搅拌机构4能够充分的发挥作用，设置的气泡发生器404能够将蒸汽分解成细而密的气泡，在氯酸盐分解反应的初期，由于分解罐1中的温度还较低，从而在蒸汽进入到分解罐1内部后大部分蒸汽将会在上升的过程中液化与分解罐1中的原料融为一体，因此会一定程度上降低分解罐1中各个原料的浓度影响分解反应的进行，为消除蒸汽液化所带来的影响，在添加盐酸时盐酸的浓度需要提高0.5-1%，才能够有效的抵消蒸汽液化融入反应物的影响，在后续反应液温度有所升高后此种现象对反应液的影响就会减少，同时能够维持反应液的热量在65-80℃，为避免蒸汽搅拌机构4在使用的过程中会有反应物进入到气泡发生器404内部，气泡发生器404专门设置了类似单向阀门的机构进行阻隔，同时使用的蒸汽的气压也较高，能够进一步阻挡反应液的进入，当高压蒸汽通过分气环管401和横管402来到气泡发生器404内部时，高压蒸汽会顶开阀芯407内部的阀球409，阀球409的上方有反应液和阀门弹簧408，当蒸汽能够顶开阀球409时，意味着蒸汽的压强将会大于反应液的压强，从而能够避免反应液流入气泡发生器404内部，当需要气泡发生器404停止工作时，由于有阀门弹簧408的辅助能够让阀球409以更快的速度闭合以此来阻隔反应液的进入，设置的分气海绵411是产生细而密气泡的关键，由于分气海绵411为多孔结构能够让蒸汽分成多份排出，进入到反应液后将会是众多的气泡，气泡在上升的过程中搅动反应液的平衡状态为搅拌功能实现的关键。

如图4所示为生产蒸汽的蒸汽锅炉2，在蒸汽锅炉2的使用过程中绝大多数热量用来生产蒸汽但是还有热量随着烟气排出，设置在分解罐1内部的烟气加热管5，能够再将此部分热量充分的导入到分解罐1中的原料中，充分的利用了蒸汽锅炉2的热量，避免热量浪费的同时也降低了热污染，其包括防护罩201，防护罩201正面安装有控制器202，防护罩201底部内壁固定连接有蒸汽水箱203，蒸汽水箱203侧面内壁以贯穿形式安装有加热膛炉205，蒸汽水箱203顶部固定连接有盖板204，盖板204顶部固定连接有出气管211，出气管211外壁固定安装有排气阀210，出气管211另一端与进气管403固定连接，加热膛炉205一侧固定连接有喷焰枪206，另一侧固定连接有烟气分管207，喷焰枪206另一侧分别固定连接有氧气管和燃料管，燃料管和氧气管分别贯穿防护罩201侧面内壁，烟气分管207另一端固定连接有连接管208，连接管208贯穿盖板204后固定连接有过滤器209，过滤器209的另一端与烟气加热管5固定连接，烟气加热管5包括呈C形的主加热管501，主加热管501C形结构之间的位置固定连接有分烟管502，主加热管501底端贯穿罐身101后固定连接有连接头503，连接头503与过滤器209相连通，主加热管501顶端贯穿于罐顶104，烟气分管207设置有多个，烟气分管207为S形结构，喷焰枪206、排气阀210和负压机构3分别与控制器202电性连接。

需要注意的是，在蒸汽锅炉2的使用过程中使用了内嵌加热膛炉205的蒸汽水箱203能够充分的利用加热膛炉205内部的热量，避免热量的流失，由于加热膛炉205内部属于密封状态没有氧气的来源，所使用的喷焰枪206需要同时连接燃料管和氧气管，使用的氧气为纯氧，燃料为液化石油气，能够充分的让燃料进行燃烧，减少积碳的形成，连接在加热膛炉205侧面的烟气分管207能够利用高温烟气进一步的对蒸汽水箱203内部的水进行加热，从而能够提高热量的利用效率，此外，离开蒸汽水箱203后的烟气还伴随着一定的热量，通过设置在分解罐1内部的烟气加热管5能够进一步的利用这些热量对反应液进行加热，能够提高反应液的温度提升的速度，从而能够减少由于反应液温度较低导致刚进入分解罐1内部的蒸汽大量液化影响分解进行的弊端，由于没有办法完全的使得燃料进行充分的燃烧，燃料在燃烧的过程中还会有少许积碳，通过设置的过滤器209能够过滤收集传递到烟气加热管5中的积碳。

如图5所示为进行分解罐1内部气体抽取的负压机构3，其包括负压气泵301和反应罐304，反应罐304底部内壁固定连接有分气盒305，反应罐304顶部固定连接有密封盖308，密封盖308顶部固定连接有排出管310，分气盒305顶部等距开设有分气孔306，负压气泵301进气端固定连接有抽气管302，抽气管302另一端与排气管106固定连接，负压气泵301的出气端固定连接有传气管303，传气管303另一端贯穿密封盖308后固定连接有延伸管309，延伸管309与分气盒305相连通，负压气泵301固定于蒸汽锅炉2顶部，分气盒305顶部固定连接有反应海绵307，反应罐304内部填充有氢氧化钠溶液，反应海绵307、分气盒305均浸泡在氢氧化钠溶液内部。

需要注意的是，负压机构3的设置有两方面作用，第一是吸收分解罐1内部产生的氯气以及加热用到的蒸汽和气压混入的杂气，利用反应罐304中的分气盒305能够让到达反应罐304内部的气体均匀的与反应罐304内部的氢氧化钠溶液进行混合，不仅如此，设置的反应海绵307利用其多孔的性质能够让气体停留在反应罐304内与氢氧化钠充分接触吸收，以此来提高对氯气的吸收速度同时也能够降低排出气体的温度；第二通过负压气泵301让分解罐1内部处于一种低压状态，使得蒸汽搅拌机构4产生的蒸汽气泡能够在低压的作用下产生更大的体积，在数量不变的情况下更大体积的气泡能够提高气泡的搅拌效果，二者配合能够提高整个装置的实用性能。

罐身101顶部位于蒸汽搅拌机构4顶部的位置固定连接有分槽隔板107，分槽隔板107内部设置有多个反应槽，烟气加热管5穿插在反应槽内部，多个反应槽位于多个横管402正上方，罐底102外壁固定连接有安装板，罐底102底部四周外壁固定连接有支撑脚103，蒸汽锅炉2以贯穿形式安装在安装板顶部侧面。

需要注意的是，分解罐1内部的空间较大，为避免蒸汽搅拌机构4产生的气泡不能均匀的对反应液进行搅拌，因此设置了分槽隔板107，分槽隔板107内部设置有多个反应槽，烟气加热管5穿插在反应槽内部，多个反应槽位于多个横管402正上方，能够让气泡发生器404产生的气泡正对反应槽进行通过，分槽隔板107之间设置有条形孔能够让原料之间进行混合，避免混合不均匀的情况出现。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种氯酸盐分解槽，包括分解罐（1），所述分解罐（1）包括罐身（101），罐身（101）顶部固定连接有罐顶（104），罐顶（104）顶部分别设置有进料管（105）和排气管（106），其特征在于：罐身（101）底部固定连接有罐底（102），罐底（102）底部固定连接有出料管，罐身（101）内壁底部位置固定连接有蒸汽搅拌机构（4），罐身（101）内部位于蒸汽搅拌机构（4）上方的位置固定连接有烟气加热管（5），烟气加热管（5）底端贯穿罐身（101）内壁后固定连接有负压机构（3），所述蒸汽搅拌机构（4）包括分气环管（401），分气环管（401）为环形结构，分气环管（401）环形结构内部等距固定连接有横管（402），横管（402）顶部等距固定连接有气泡发生器（404），气泡发生器（404）包括与横管（402）相连通的圈管（405），圈管（405）内壁固定连接有阀体（406），阀体（406）内壁固定连接有阀芯（407），所述阀芯内开设有中空连接腔，中空连接腔顶部内壁固定连接有阀门弹簧（408），阀门弹簧（408）另一端固定连接有阀球（409），阀球（409）底部抵触在中空连接腔底部内壁，阀芯（407）顶部等距开设有搅拌气孔（410），阀芯（407）顶部固定连接有分气海绵（411），圈管（405）顶部固定连接有固定圈（412），分气海绵（411）顶部边缘处抵触在固定圈（412）底部，所述分气环管（401）顶部外壁固定连接有进气管（403），进气管（403）的一端贯穿罐身（101）内壁后固定连接有蒸汽锅炉（2），负压机构（3）包括负压气泵（301）和反应罐（304），所述反应罐（304）底部内壁固定连接有分气盒（305），反应罐（304）顶部固定连接有密封盖（308），密封盖（308）顶部固定连接有排出管（310），分气盒（305）顶部等距开设有分气孔（306），所述负压气泵（301）进气端固定连接有抽气管（302），抽气管（302）另一端与所述排气管（106）固定连接，负压气泵（301）的出气端固定连接有传气管（303），传气管（303）另一端贯穿密封盖（308）后固定连接有延伸管（309），延伸管（309）与所述分气盒（305）相连通，负压气泵（301）固定于所述蒸汽锅炉（2）顶部，所述分气盒（305）顶部固定连接有反应海绵（307），所述反应罐（304）内部填充有氢氧化钠溶液，所述反应海绵（307）、分气盒（305）均浸泡在氢氧化钠溶液内部。

2.根据权利要求1所述的一种氯酸盐分解槽，其特征在于：所述蒸汽锅炉（2）包括防护罩（201），防护罩（201）正面安装有控制器（202），防护罩（201）底部内壁固定连接有蒸汽水箱（203），蒸汽水箱（203）侧面内壁以贯穿形式安装有加热膛炉（205），蒸汽水箱（203）顶部固定连接有盖板（204），盖板（204）顶部固定连接有出气管（211），出气管（211）外壁固定安装有排气阀（210），出气管（211）另一端与所述进气管（403）固定连接，所述加热膛炉（205）一侧固定连接有喷焰枪（206），另一侧固定连接有烟气分管（207），喷焰枪（206）另一侧分别固定连接有氧气管和燃料管，燃料管和氧气管分别贯穿防护罩（201）侧面内壁，烟气分管（207）另一端固定连接有连接管（208），连接管（208）贯穿盖板（204）后固定连接有过滤器（209），过滤器（209）的另一端与所述烟气加热管（5）固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种氯酸盐分解槽，其特征在于：所述烟气加热管（5）包括呈C形的主加热管（501），主加热管（501）C形结构之间的位置固定连接有分烟管（502），主加热管（501）底端贯穿罐身（101）后固定连接有连接头（503），连接头（503）与所述过滤器（209）相连通，主加热管（501）顶端贯穿于所述罐顶（104）。

4.根据权利要求2所述的一种氯酸盐分解槽，其特征在于：所述烟气分管（207）设置有多个，烟气分管（207）为S形结构，所述喷焰枪（206）、排气阀（210）和负压机构（3）分别与控制器（202）电性连接。

5.根据权利要求1所述的一种氯酸盐分解槽，其特征在于：所述罐身（101）顶部位于蒸汽搅拌机构（4）顶部的位置固定连接有分槽隔板（107），分槽隔板（107）内部设置有多个反应槽，所述烟气加热管（5）穿插在反应槽内部，多个所述反应槽位于多个所述横管（402）正上方。

6.根据权利要求1所述的一种氯酸盐分解槽，其特征在于：所述罐底（102）外壁固定连接有安装板，罐底（102）底部四周外壁固定连接有支撑脚（103），所述蒸汽锅炉（2）以贯穿形式安装在安装板顶部侧面。

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