CN114993046A - 料液转型装置、料液转型系统以及料液转型方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种料液转型装置、料液转型系统以及料液转型方法，料液转型装置包括炉体，进料组件以及加热组件，其中，炉体内设有中空的炉腔；进料组件连接于炉体的顶部，并与炉腔相连通，进料组件用于将待转型的料液分散为液滴并喷入炉腔内；加热组件设于炉体上，加热组件用于产生微波，微波能够传导至炉腔内以对待转型的液滴进行加热。通过非接触式的微波对需要转型的料液进行加热，能量可直接作用在料液上，可高效利用能量，加热组件不会与料液直接接触，从而使得加热组件不会被具有放射性或者腐蚀性的料液损坏。无需螺旋轴等机械可动部件推动，也不需要额外考虑刮刀等防粘剂机械装置，具有免维修性，可避免近距维修更换等带来的人身伤害。

Description

料液转型装置、料液转型系统以及料液转型方法

技术领域

本发明涉及料液转型设备技术领域，特别是涉及一种料液转型装置、料液转型系统以及料液转型方法。

背景技术

在核能、化工、冶金、环保、能源等诸多领域，经常涉及到将一种料液转型为固体颗粒的操作。比如，在核能领域的乏燃料后处理流程中会产生大量放射性废液，是一种含有硝酸盐的硝酸溶液。为节省昂贵的屏蔽贮存空间，同时防止泄漏，通常需要将这些放射性废液进行转型处理，即通过蒸发浓缩、结晶干燥、煅烧分解三个步骤转变为固体金属氧化物形式。在其它领域中，也频繁涉及类似的危险性料液的转型处理的情况。

目前，危险性料液的转型处理主要使用回转煅烧炉或者微波煅烧炉。回转煅烧炉以电阻加热作为热源，电阻加热层的内部为旋转的煅烧炉。由于煅烧分解通常温度高达几百度，长时间运转后，旋转的炉体极易变形，从而不得不进行更换。同时，热电阻的加热方式必须利用热传导对炉壁进行加热，再对炉内壁上的料液进行加热，传热效率低。而传统的微波煅烧炉的炉壁为静止型式，为了防止结晶颗粒在炉壁上粘黏，通常炉腔内必须设置螺旋推进器、旋转刮刀或者板式传送带等机械结构，在放射性等危险环境下，设备维修和更换是一个极大的难题。显然，对于危险物料转型来说，一种理想的处理装置应该不依赖于热传导，能够直接对物料进行加热，同时没有任何机械可动部件的全被动式装置，但目前尚缺少可行的全被动式连续转型处理设备。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术中对料液进行转型处理缺少可行的全被动式连续转型处理设备的问题，提供一种料液转型装置、料液转型系统以及料液转型方法。

一种料液转型装置，所述料液转型装置包括：

炉体，所述炉体内设有中空的炉腔；

进料组件，连接于所述炉体的顶部，并与所述炉腔相连通，所述进料组件用于将待转型的料液分散为液滴并喷入所述炉腔内；

加热组件，设于所述炉体上，所述加热组件用于产生微波，所述微波能够传导至所述炉腔内以对待转型的所述液滴进行加热。

在其中一个实施例中，所述炉体包括：

外壳，内部中空并构造有容置腔；

内炉管，被容置于所述容置腔内，所述内炉管内部中空以构造出所述炉腔，所述加热组件产生的所述微波能够穿透所述内炉管的管壁并传导至所述炉腔内。

在其中一个实施例中，所述炉腔包括自上至下依次设置的蒸发浓缩区、结晶干燥区以及煅烧分解区，所述蒸发浓缩区、所述结晶干燥区以及所述煅烧分解区内的温度依次增大。

在其中一个实施例中，所述炉腔的横截面尺寸自上至下依次增大。

在其中一个实施例中，所述加热组件包括：

微波发生器，可产生所述微波，所述微波发生器固定连接于所述外壳；

多个微波导管，各所述微波导管的一端连接于所述微波发生器的发射端，各所述微波导管分散地穿设于所述外壳上，各所述微波导管的另一端的端部延伸至所述内炉管背离所述炉腔的一侧。

在其中一个实施例中，所述加热组件包括：

多个微波发生器，各所述微波发生器可产生微波，各所述微波发生器分散地分布于所述外壳的外侧，并固定连接于所述外壳；

多个微波导管，与所述微波发生器一一对应，各所述微波导管分散地穿设于所述外壳上，各所述微波导管的端部延伸至所述内炉管背离所述炉腔的一侧。

在其中一个实施例中，所述外壳和所述内炉管间隔设置，所述外壳和所述内炉管之间构造有中空的夹层，所述炉体还包括保温结构，所述保温结构被填充于所述夹层内。

在其中一个实施例中，所述进料组件包括：

进料管，固定于所述炉体上，所述进料管具有进料口和出料口，所述进料口位于所述炉体外，所述出料口位于所述炉腔内；

喷头，连接于所述出料口，所述喷头将进入所述进料管内的所述料液分散成液滴喷入所述炉腔内。

在其中一个实施例中，所述料液转型装置还包括抽气管，所述抽气管设于所述炉体上，并与所述炉腔相连通，所述抽气管用于与抽真空装置相连接以保持所述炉腔内的压力处于预设范围内。

一种料液转型系统，所述料液转型系统包括如上所述的料液转型装置。

在其中一个实施例中，所述料液转型装置还包括抽气管，所述抽气管设于所述炉体上，并与所述炉腔相连通，所述料液转型系统还包括：

料液储存单元，用于暂存待转型的所述料液，所述料液储存单元与所述进料组件相连通；

二次冷凝装置，与所述抽气管相连通；

尾气吸收装置，连通于所述二次冷凝装置；

抽真空装置，连通于所述尾气吸收装置。

在其中一个实施例中，在所述料液储存单元和所述进料组件之间还设置有预热装置，所述预热装置与所述料液储存单元和所述进料组件相连通。

在其中一个实施例中，所述尾气吸收装置包括：

淋洗塔，包括第一进口、第二进口、第一出口和第二出口，所述第一进口与所述二次冷凝装置相连通，所述第一出口与所述抽真空装置；

储存罐，其内部储存有淋洗液，所述储存罐与所述第二出口相连通；

循环泵，与所述储存罐相连通，并且与所述第二进口相连通，所述循环泵能够将所述储存罐内的淋洗液泵送至所述淋洗塔内。

一种料液转型方法，其特征在于，通过如上所述的料液转型系统对所述料液进行转型处理，所述料液转型方法包含以下步骤：

利用所述进料组件将所述料液分散为液滴并喷入所述料液转型装置内；

对所述料液转型装置内的所述料液进行加热，并将所述料液转化为为金属氧化物和气体；

对所述气体进行处理。

在其中一个实施例中，利用所述进料组件将所述料液分散为液滴并喷入所述料液转型装置内包括：先将所述料液进行预热，然后将所述料液泵送至所述进料装置内，所述进料装置将所述料液分散液滴，并将所述液滴喷入所述炉腔内。

在其中一个实施例中，所述料液为硝酸盐和硝酸的水相溶液，所述对所述料液转型装置内的所述料液进行加热，并将所述料液转化为金属氧化物和气体包括：

将所述料液分散成液滴后喷入至所述炉腔内，在所述液滴下落过程中，对所述液滴进行加热，所述液滴被蒸发浓缩并产生水和硝酸的蒸汽，所述液滴中的部分硝酸受热分解成氮氧化合物混合气体，所述液滴中的硝酸盐结晶析出后被分解成固体金属氧化物并落入物料收集装置中。

在其中一个实施例中，所述对所述气体进行处理包括：

所述水蒸汽、所述硝酸蒸汽和所述氮氧化合物混合气体被抽真空装置抽吸至二次蒸汽冷凝器内，所述水蒸汽和所述硝酸蒸汽被冷凝为冷凝水及硝酸液，所述氮氧化合物混合气体部分与氧气反应生成硝酸溶入所述冷凝水中，剩余的部分所述氮氧化合物混合气体再次与氧气反应并生成硝酸后进入淋洗塔，在所述淋洗塔中被中和并生成尾气，所述尾气排入大气中。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种料液转型装置，通过非接触式的微波对需要转型的料液进行加热，能量可直接作用在料液上，可高效利用能量，同时加热组件不会与料液直接接触，从而使得加热组件不会被具有放射性或者腐蚀性的料液损坏。而将进料组件设置在炉体的顶部，料液形成的液滴是在下落过程中被从液态转型为固态，其运动只依靠重力作用，无需螺旋轴等机械可动部件推动，也不需要额外考虑刮刀等防粘黏的机械装置，因此，整体装置可实现全被动操作，具有免维修性，有效避免了近距维修更换等带来的人身伤害。

附图说明

图1为发明实施例提供的料液转型装置的结构示意图；

图2为发明实施例提供的料液转型装置的主体结构和工作原理示意图；

图3为发明实施例提供的料液转型系统的管路连接示意图；

图4为发明实施例提供的料液转型方法的流程示意图。

步骤S10-S30；

料液转型装置1；

炉体10；外壳101；内炉管102；炉腔1021；蒸发浓缩区1021a；结晶干燥区1021b；煅烧分解区1021c；保温结构103；

加热组件11；微波发生器111；微波导管112；

进料组件12；进料管121；喷头122；

抽气管13；

料液储存单元2；

二次冷凝装置3；

尾气吸收装置4；淋洗塔40；第一进口401；第一出口402；第二进口403；第二出口404；储存罐41；循环泵42；

抽真空装置5；

预热装置6；

液滴7；

物料收集装置8。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，而不是指示或暗示所指的装置或元件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，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

在核能领域的乏燃料后处理流程中会产生大量放射性废液，是一种含有硝酸盐的硝酸溶液。为节省昂贵的屏蔽贮存空间，同时防止泄漏，通常需要将这些放射性废液进行转型处理。本发明实施例提供了一种用于对上述的废液进行转型处理的料液转型装置，本发明提供的料液转型装置可用于对含盐料液，尤其是具有放射性的废液，具有毒性以及具有腐蚀性等危险性的料液，例如，可以对每升浓度为1mol/L的硝酸水溶液中含有100g硝酸钕的危险性料液进行处理，将危险性料液转变为体积小且易于转运和贮存的固体金属氧化物的形式。当然，本发明提供的料液转型装置能够针对危险料液的转型，包括但不限于核工业中的放射性硝酸盐溶液，还可以对其他溶液进行转型。

参阅图1和图2，图1示出了本发明一实施例中的料液转型装置1的内部结构示意图，本发明一实施例提供了一种料液转型装置1，料液转型装置1包括炉体10，进料组件12以及加热组件11，其中，炉体10内设有中空的炉腔1021；进料组件12连接于炉体10的顶部，并与炉腔1021相连通，进料组件12用于将待转型的料液分散为液滴7并喷入炉腔1021内；加热组件11设于炉体10上，加热组件11用于产生微波，微波能够传导至炉腔1021内以对待转型的液滴7进行加热。炉体10用于安装或者容纳料液转型装置1用的零部件，而且也用于对炉腔1021进行保温，进而保证炉腔1021内的温度。进料组件12用于待转型的料液从外部料槽或者储液槽内进入到炉腔1021内。加热组件11主要用于对炉腔1021进行加热，以使炉腔1021内的温度达到转型温度。

需要说明的是，在本实施例中，进料组件12可将可将料液以分散的细液滴的形式喷入炉腔1021内。对于进料组件12的具体结构不做限制，在一个进料组件12中可以设置一个喷口，也可以阵列地设置多个喷口。当液体在通过喷口时，克服液体分子之间的表面张力，以细小的液滴7分散开来。当细小的液滴7从上往下运动过程中，通过微波加热使得液滴7依次经历蒸发浓缩-结晶干燥-煅烧分解的过程，实现从液相到固相的转变，并最终从炉腔1021的底部排出并在炉体10外部进行收集。

本技术方案提供了一种料液转型装置1，通过非接触式的微波对需要转型的料液进行加热，能量可直接作用在料液上，可高效利用能量，同时加热组件11不会与料液直接接触，从而使得加热组件11不会被具有放射性或者腐蚀性的料液损坏。而将进料组件12设置在炉体10的顶部，料液形成的液滴7是在下落过程中被从液态转型为固态，其运动只依靠重力作用，无需螺旋轴等机械可动部件推动，也不需要额外考虑刮刀等防粘黏的机械装置，因此，整体装置可实现全被动操作，具有免维修性，有效避免了近距维修更换等带来的人身伤害。

在其中一个实施例中，如图1和图2所示，炉体10包括外壳101和内炉管102，内部中空并构造有容置腔；内炉管102被容置于容置腔内，内炉管102内部中空以构造出炉腔1021，加热组件11产生的微波能够穿透内炉管102的管壁并传导至炉腔1021内。其中，外壳101用于容纳内炉管102，内炉管102用于保证炉腔1021和外部环境物理隔离。内炉管102采用具有透波功能的碳化硅材料制成，这就使得微波能够透过内炉管102进入炉腔1021，进而对炉腔1021内的料液进行加热，同时采用碳化硅材料制成的内炉管102自身也可吸收微波被加热，这样就使得自上至下下落的料液既可直接被微波加热，另外高温的内炉管102可通过热辐射对料液进行加热。

进一步地，如图1所示，炉腔1021包括自上至下依次设置的蒸发浓缩区1021a、结晶干燥区1021b以及煅烧分解区1021c，蒸发浓缩区1021a、结晶干燥区1021b以及煅烧分解区1021c内的温度依次增大。通过控制加热组件11在各个区域中的功率，来使得炉膛中各个区域中的温度各不相同，进而实现各个区域中的功能。在本实施例中，本进料组件12分散细化后的液滴7从炉体10的顶部进入炉腔1021后，在重力的作用下自上至下运动的过程中，先进入温度大概在105℃左右的蒸发浓缩区1021a，进入蒸发浓缩区1021a后，细小的液滴7的温度迅速升高至沸点，快速蒸发浓缩。伴随着浓缩的进行，细液滴7浓度饱和并出现盐结晶颗粒，随后进入温度大概在125℃左右的结晶干燥区1021b，在结晶干燥区1021b硝酸盐全部结晶析出，形成细小固体颗粒并被干燥。细小的固体颗粒进一步落入到温度大概在450-800℃之间的煅烧分解区1021c，在此迅速升温至硝酸盐分解温度，发生分解反应，并转型为固体金属氧化物。

在其中一个实施例中，如图1和图2所示，炉腔1021的横截面尺寸自上至下依次增大。对于炉腔1021的横截面形状不做限制，可以为圆形，也可以为多边形或异形等。将炉腔1021的横截面尺寸设置成自上至下依次增大的形式，也就上窄下宽的形式，当颗粒溅射到边壁上时，其反弹方向偏向下方，同时即使颗粒落到边壁上，由于边壁不会对颗粒产生向上的支撑作用力，则颗粒不会累积到边壁上，从而防止颗粒粘结在炉腔1021壁上。

具体地，加热组件11包括微波发生器111和多个微波导管112，微波发生器111可产生微波，微波发生器111固定连接于外壳101；微波导管112用于传输微波，多个微波导管112均连接于微波发生器111，各微波导管112分散地穿设于外壳101上，各微波导管112的端部延伸至内炉管102背离炉腔1021的一侧。在本实施例中，微波发生器111的功率采用2450MHz的微波源，总功率在60kW，通过多个微波导管112分散分布在内炉管102的周侧，使得微波发生器111上产生的微波可均匀地传输至内炉管102的炉腔1021内。微波导管112穿过炉体10外壳101，但不穿过透波内炉管102，可将微波能量从微波源传导至透波内炉管102。

在另外的实施例中，如图1所示，加热组件11还可以设置成如下的结构形式，加热组件11包括多个微波发生器111和多个微波导管112，各微波发生器111可产生微波，各微波发生器111分散地分布于外壳101的外侧，并固定连接于外壳101；多个微波导管112与微波发生器111一一对应，各微波导管112分散地穿设于外壳101上，各微波导管112的端部延伸至内炉管102背离炉腔1021的一侧。在本实施例中，也就是在外壳101上设置多个微波发生器111，相当于在外壳101上布置多个微波源，然后通过微波导管112将微波传输至内炉管102内。对于微波发生器的微波源功率以及总功率，可视具体情况而定。

如图1所示，外壳101和内炉管102间隔设置，外壳101和内炉管102之间构造有中空的夹层，炉体10还包括保温结构103，保温结构103被填充于夹层内。在外壳101和内陆管之间的夹层中设置保温结构103，以对内炉管102内的温度进行保温。保温结构103采用保温材料，例如保温棉等。

具体地，如图1所示，进料组件12包括进料管121和喷头122，进料管121固定于炉体10上，进料管121具有进料口和出料口，进料口位于炉体10外，出料口位于炉腔1021内；喷头122连接于出料口，喷头122将进入进料管121内的料液分散成液滴7喷入炉腔1021内。进料管121用于进料，喷头用于将进入进料管121内的液体雾化成细小的液滴7喷入炉腔1021内。在本实施例中，喷头可将进料管内的料液分散成直径为0.1-0.5mm的液滴，当然在其他实施例中，根据实际需要，喷头也可将将进料管内的料液分散成其他尺寸的液滴。

在其中一个实施例中，如图1所示，料液转型装置1还包括抽气管13，抽气管13设于炉体10上，并与炉腔1021相连通，抽气管13用于与抽真空装置5相连接以保持炉腔1021内的压力处于预设范围内。通过将抽气管13与抽真空装置5相连接，以保持炉内的绝对压力在80-95kPa范围内，即微负压状态，以保证产生的蒸汽和分解气体等从排气管被抽出。由于进入炉腔1021内的细小液滴7在蒸发浓缩过程中会产生蒸汽，在煅烧分解区1021c则会由于分解产生分解气体。这些气体必须通过排气管排出，否则炉腔1021内的压力会越来越大，无法维持炉腔1021内压力的平稳生产，甚至会引起安全事故。

如图3所示，本发明还提供了一种料液转型系统，料液转型系统包括如上的料液转型装置1。在料液转型系统中，采用了如上的料液转型装置1，通过非接触式的微波对需要转型的料液进行加热，能量可直接作用在料液上，可高效利用能量，同时加热组件11不会与料液直接接触，从而使得加热组件11不会被具有放射性或者腐蚀性的料液损坏。而将进料组件12设置在炉体10的顶部，料液形成的液滴7是在下落过程中被从液态转型为固态，其运动只依靠重力作用，无需螺旋轴等机械可动部件推动，也不需要额外考虑刮刀等防粘黏的机械装置，因此，整体装置可实现全被动操作，具有免维修性，有效避免了近距维修更换等带来的人身伤害。

如图3所示具体地，料液转型装置1还包括抽气管13，抽气管13设于炉体10上，并与炉腔1021相连通，料液转型系统还包括料液储存单元2、二次冷凝装置3、尾气吸收装置4和抽真空装置5，其中料液储存单元2用于暂存待转型的料液，料液储存单元2与进料组件12相连通，以使得料液储存单元2内的待转型的料液进入进料管121内，并通过喷嘴雾化后喷入炉腔1021内；二次冷凝装置3与抽气管13相连通，二次冷凝装置3用于冷凝蒸发浓缩形成的水和硝酸蒸汽；尾气吸收装置4连通于二次冷凝装置3，尾气吸收装置4用于吸收分解后产生的气体；抽真空装置5连通于尾气吸收装置4，抽真空装置5用于抽吸料液在转型过程中产生的气体，在本实施例中，抽真空装置5为真空泵。

如图3所示在其中一个实施例中，在料液储存单元2和进料组件12之间还设置有预热装置6，预热装置6与料液储存单元2和进料组件12相连通。在料液储存单元2和进料组件12之间设置预热装置6，使得待处理的料液在进入进料组件12之前先被预热，进而使得进入炉腔1021内的料液能快速达到蒸发温度。

如图3所示在其中一个实施例中，尾气吸收装置4包括淋洗塔40、储存罐41和循环泵42，淋洗塔40包括第一进口401、第二进口403、第一出口402和第二出口404，第一进口401与二次冷凝装置3相连通，第一出口402与抽真空装置5相连通；储存罐41的内部储存有淋洗液，储存罐41与第二出口404相连通；循环泵42与储存罐41相连通，并且与第二进口403相连通，循环泵42能够将储存罐41内的淋洗液泵送至淋洗塔40内。被抽真空装置5抽吸的气体首先经过二次冷凝装置3，水蒸汽和硝酸蒸汽被冷凝后，未被冷凝的分解气体从第一进口401进入淋洗塔40也就是尾气吸收塔，由于储存罐41中储存了淋洗液，循环泵42将储存环内的淋洗液从第二进口403泵入淋洗塔40中，淋洗液对进入淋洗塔40中的尾气进行吸收，然后从第二出口404再次进入储存罐41内，如此循环，实现对尾气的吸收。部分未被完全吸收的气体被抽真空装置5从第一出口402抽吸出淋洗塔40并排入大气中。

如图4所示，本发明还提供了一种料液转型方法，通过如上的料液转型系统对料液进行转型处理，料液转型方法包含以下步骤：步骤S10、利用进料组件将料液分散为液滴并喷入炉腔内；步骤S20、对料液转型装置内的料液进行加热，并将料液转化为金属氧化物和气体；步骤S30、对气体进行处理。

具体地在对料液进行转型之前，先启动真空泵，使得炉腔1021内的真空度达到80-95kpa时，启动二次冷凝装置3和循环泵42。然后启动加热装置，对内炉管102以及炉腔1021进行预热，直至内炉管102的炉壁温度达到750℃，即可开始对料液进行转型处理。以每升浓度为1mol/L的硝酸水溶液中含有100g硝酸钕的水溶液为例进行说明。

利用进料组件12将料液分散为液滴并喷入料液转型装置1内包括：先将料液通过预热装置6进行预热至75-85℃，当然在其他实施例中，对于其他的溶液进行处理，可视具体情况来确定预热温度，也就是说对于料液的预热温度不局限于75-85℃，然后以30L/h的速率将料液泵送至进料装置内，进料装置将料液分散成直径为0.1-0.5mm范围内的液滴7，并将液滴7喷入炉腔1021内。同样的，对于料液的泵送速率以及料液分散后的直径大小也不局限于以上的数据，可根据实际情况进行合理的调整。

料液为硝酸盐和硝酸的水相溶液，对料液转型装置内的料液进行加热，并将料液转化为金属氧化物和气体包括：将料液分散成液滴7后喷入至炉腔1021内，在液滴下落过程中，对液滴7进行加热，液滴7被蒸发浓缩并产生水蒸汽和硝酸蒸汽，液滴7中的部分硝酸受热分解成氮氧化合物混合气体，液滴7中的硝酸盐结晶析出后被分解成固体金属氧化物并落入物料收集装置8中。具体地，在液滴7下落过程中，从上至下首先穿过蒸发浓缩区1021a，在该区内细小的液滴7直接接受微波能量以及内炉管102的辐射传热，温度迅速升高至沸点，快速蒸发浓缩，在此过程中，液滴7中的水变为水蒸汽，硝酸受热分解为NOx(氮氧化合物)。伴随着浓缩的进行，细液滴7浓度饱和并出现盐结晶颗粒，随后进入结晶干燥区1021b。在该结晶干燥区1021b，所有硝酸盐全部结晶析出，形成细小固体颗粒并被干燥。形成的细小颗粒进一步落入煅烧分解区1021c，在此迅速升温至硝酸盐分解温度，发生分解反应，转型为固体金属氧化物，并产生NOx气体。生成的固体金属氧化物向下落入产品收集罐。

在其中一个实施例中，对气体进行处理包括：水蒸汽、硝酸蒸汽和氮氧化合物混合气体被抽真空装置5抽吸至二次蒸汽冷凝器内，水蒸汽、硝酸蒸汽被冷凝为冷凝水和硝酸液，氮氧化合物混合气体部分与氧气反应生成硝酸溶入冷凝水中，剩余的部分氮氧化合物混合气体再次与氧气反应并生成硝酸后进入淋洗塔40，在淋洗塔40中被中和并生成尾气，尾气排入大气中。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (16)

1.一种料液转型装置，其特征在于，所述料液转型装置包括：

炉体，所述炉体内设有中空的炉腔；

进料组件，连接于所述炉体的顶部，并与所述炉腔相连通，所述进料组件用于将待转型的料液分散为液滴并喷入所述炉腔内；

加热组件，设于所述炉体上，所述加热组件用于产生微波，所述微波能够传导至所述炉腔内以对待转型的所述液滴进行加热。

2.根据权利要求1所述的料液转型装置，其特征在于，所述炉体包括：

外壳，内部中空并构造有容置腔；

内炉管，被容置于所述容置腔内，所述内炉管内部中空以构造出所述炉腔，所述加热组件产生的所述微波能够穿透所述内炉管的管壁并传导至所述炉腔内。

3.根据权利要求2所述的料液转型装置，其特征在于，所述炉腔包括自上至下依次设置的蒸发浓缩区、结晶干燥区以及煅烧分解区，所述蒸发浓缩区、所述结晶干燥区以及所述煅烧分解区内的温度依次增大。

4.根据权利要求2所述的料液转型装置，其特征在于，所述炉腔的横截面尺寸自上至下依次增大。

5.根据权利要求2所述的料液转型装置，其特征在于，所述加热组件包括：

微波发生器，可产生所述微波，所述微波发生器固定连接于所述外壳；

多个微波导管，各所述微波导管的一端连接于所述微波发生器的发射端，各所述微波导管分散地穿设于所述外壳上，各所述微波导管的另一端的端部延伸至所述内炉管背离所述炉腔的一侧；

或者，所述加热组件包括：

多个微波发生器，各所述微波发生器可产生微波，各所述微波发生器分散地分布于所述外壳的外侧，并固定连接于所述外壳；

多个微波导管，与所述微波发生器一一对应，各所述微波导管分散地穿设于所述外壳上，各所述微波导管的端部延伸至所述内炉管背离所述炉腔的一侧。

6.根据权利要求2所述的料液转型装置，其特征在于，所述外壳和所述内炉管间隔设置，所述外壳和所述内炉管之间构造有中空的夹层，所述炉体还包括保温结构，所述保温结构被填充于所述夹层内。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的料液转型装置，其特征在于，所述进料组件包括：

进料管，固定于所述炉体上，所述进料管具有进料口和出料口，所述进料口位于所述炉体外，所述出料口位于所述炉腔内；

喷头，连接于所述出料口，所述喷头将进入所述进料管内的所述料液分散成液滴喷入所述炉腔内。

8.根据权利要求1-6中任意一项所述的料液转型装置，其特征在于，所述料液转型装置还包括抽气管，所述抽气管设于所述炉体上，并与所述炉腔相连通，所述抽气管用于与抽真空装置相连接以保持所述炉腔内的压力处于预设范围内。

9.一种料液转型系统，其特征在于，所述料液转型系统包括如权利要求1-8中任意一项所述的料液转型装置。

10.根据权利要求9所述的料液转型系统，其特征在于，所述料液转型装置还包括抽气管，所述抽气管设于所述炉体上，并与所述炉腔相连通，所述料液转型系统还包括：

料液储存单元，用于暂存待转型的所述料液，所述料液储存单元与所述进料组件相连通；

二次冷凝装置，与所述抽气管相连通；

尾气吸收装置，连通于所述二次冷凝装置；

抽真空装置，连通于所述尾气吸收装置。

11.根据权利要求10所述的料液转型系统，其特征在于，在所述料液储存单元和所述进料组件之间还设置有预热装置，所述预热装置与所述料液储存单元和所述进料组件相连通。

12.根据权利要求10所述的料液转型系统，其特征在于，所述尾气吸收装置包括：

淋洗塔，包括第一进口、第二进口、第一出口和第二出口，所述第一进口与所述二次冷凝装置相连通，所述第一出口与所述抽真空装置相连通；

储存罐，其内部储存有淋洗液，所述储存罐与所述第二出口相连通；

循环泵，与所述储存罐相连通，并且与所述第二进口相连通，所述循环泵能够将所述储存罐内的淋洗液泵送至所述淋洗塔内。

13.一种料液转型方法，其特征在于，通过如权利要求9-12中任意一项所述的料液转型系统对所述料液进行转型处理，所述料液转型方法包含以下步骤：

利用所述进料组件将所述料液分散为液滴并喷入所述料液转型装置内；

对所述料液转型装置内的所述料液进行加热，并将所述料液转化为金属氧化物和气体；

对所述气体进行处理。

14.如权利要求13所述的料液转型方法，其特征在于，所述利用所述进料组件将所述料液分散为液滴并喷入所述料液转型装置内包括：先将所述料液进行预热，然后将所述料液泵送至所述进料装置内，所述进料装置将所述料液分散成液滴，并将所述液滴喷入所述炉腔内。

15.如权利要求14所述的料液转型方法，其特征在于，所述料液为硝酸盐和硝酸的水相溶液，所述对所述料液转型装置内的所述料液进行加热，并将所述料液转化为金属氧化物和气体包括：

在所述液滴下落过程中，对所述液滴进行加热，所述液滴被蒸发浓缩并产生水蒸汽，所述液滴中的硝酸蒸发形成硝酸蒸汽，部分硝酸受热分解成氮氧化合物混合气体，所述液滴中的硝酸盐结晶析出后被分解成固体金属氧化物并落入物料收集装置中。

16.如权利要求15所述的料液转型方法，其特征在于，所述对所述气体进行处理包括：

所述水蒸汽、所述硝酸蒸汽和所述氮氧化合物混合气体被抽真空装置抽吸至二次蒸汽冷凝器内，所述水蒸汽和所述硝酸蒸汽被冷凝为冷凝水及硝酸液，所述氮氧化合物混合气体部分与氧气反应生成硝酸溶入所述冷凝水中，剩余的部分所述氮氧化合物混合气体再次与氧气反应并生成硝酸后进入淋洗塔，在所述淋洗塔中被中和并生成尾气，所述尾气排入大气中。

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