CN202519317U - 一种从钠渣中连续回收金属钠的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种从钠渣中连续回收金属钠的装置，其包括设有蒸发器夹套的蒸发器、电机、减速器、主轴、双螺旋带和螺旋提升机。根据钠渣中各组份沸点的不同，采用减压蒸发工艺，连续将钠渣中的金属钠转化为蒸汽进行回收。双密封油冷却结构保证蒸发器内部的真空条件。使用双螺旋带低速转动搅动物料，提高金属钠的回收率；同时推动残余废渣通过螺旋提升机实现连续排渣。将蒸发器夹套排出的烟气直接用于钠渣的预热熔化和夹套阀的保温，实现了热量的综合利用。本实用新型填补了从钠渣中连续回收金属钠的空白，回收金属钠的纯度高，工艺简单，易于工业化，节能效果好，易于推广。

Description

一种从钠渣中连续回收金属钠的装置

技术领域

本实用新型涉及一种回收金属钠的装置，特别是涉及一种从钠渣中连续回收金属钠的装置。

背景技术

在工业上，金属钠主要采用食盐熔融电解法生产，为了降低电解液的熔点、改善电解特性，电解液中需加入掺料盐氯化钙、氯化钡形成三元电解质体系，从电解槽分离出金属钠后会残留一定量的电解渣，俗称钠渣。钠渣的产生量约为金属钠产量的3％，钠渣中含有70-75％的金属钠，15％左右的金属钙，其它成份主要是氧化钠、氧化钙等。虽钠渣中含有70％以上的金属钠，但由于含有大量的氧化钠、氧化钙等杂质，钠渣价格低廉，销售困难。另钠渣属于危险废物，处理难度大，库存时间长还会带来较大的安全隐患。

金属钠的市场价大约在8000-30000元/吨左右波动，钠渣的潜在经济效益比较大，将金属钠从钠渣中提取出来，不仅可提高经济效益，还可对危险废物进行回收再利用，以消除安全隐患和环境污染，开发钠渣的回收技术具有重要的意义。但是，目前尚未有一种可以实现从钠渣中回收金属钠的工业化生产装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种从钠渣中连续回收高纯度金属钠、可以实现减压蒸发、大大提高工作效率、生产周期大大缩短的从钠渣中连续回收金属钠的装置。

本实用新型的目的由如下技术方案实施，一种从钠渣中连续回收金属钠的装置，其包括设有蒸发器夹套的蒸发器、电机、减速器、主轴、双螺旋带和螺旋提升机，所述减速器的下方设有减速器支架，所述蒸发器夹套下部设有蒸发器夹套进气口，上部设有蒸发器夹套出气口，所述蒸发器顶部设有蒸发器进料口、钠蒸汽出口和超声液位计，所述蒸发器下部设有蒸发器废渣出口，通过超声液位计监测液态渣料液位，控制加料量，使液位低于螺旋提升机的提升机废渣出口，防止液态钠排出。所述电机输出轴与所述减速器的输入轴连接，所述减速器的输出轴与主轴的一端通过联轴器联接，所述主轴的另一端横向贯穿所述蒸发器，靠近所述减速器一侧的所述主轴与所述蒸发器侧壁连接处的外侧设有密封装置；位于所述联轴器与所述密封装置之间的所述主轴上套装有轴承座，所述轴承座与所述主轴之间设有调心轴承，所述轴承座下方设有轴承座支架，远离所述减速器一侧的所述主轴的端部装有相当于滑动轴承的轴套，电机通过固定在减速器支架上的减速器和联轴器将动力传递给主轴，主轴由调心轴承、轴承座、轴承座支架以及轴套共同支撑并且低速转动。所述轴套与所述蒸发器侧壁之间设有密封端盖，所述密封端盖与所述蒸发器侧壁密封固定连接，所述双螺旋带以螺旋状沿轴向固定在所述蒸发器内的主轴上，所述螺旋提升机竖直放置并固定在所述蒸发器外壁上，所述蒸发器废渣出口与设在所述螺旋提升机下部的提升机废渣进口连接，所述螺旋提升机上部设有提升机废渣出口。双螺旋带低速转动搅动物料，强化传热传质，使金属钠充分蒸发，提高金属钠的回收率；同时推动残余废渣通过螺旋提升机排出，以免造成蒸发器内积存残余废渣，实现连续排渣；提升机废渣出口设置于螺旋提升机的上部，同时高于蒸发器内部由超声液位计监测的液位线，保证排出的废渣中不含液体金属钠。

所述密封装置为双密封油冷却结构，所述双密封油冷却结构由一级密封和二级密封组成，所述一级密封与所述二级密封分别包括密封压盖、密封填料、密封衬套和密封体，所述密封压盖、所述密封填料、所述密封衬套和所述密封体依次套装在所述主轴上，所述密封填料与所述密封衬套置于所述密封体内，所述密封压盖的内侧压紧所述密封填料，并与所述密封体固定连接，所述一级密封与所述二级密封之间设有一级密封筒体，所述一级密封筒体的两端分别与所述一级密封的所述密封体和所述二级密封的所述密封体通过法兰连接，所述一级密封筒体的上部和下部分别设有一级密封进油口和一级密封出油口，所述二级密封的所述密封体与所述蒸发器外壁之间设有所述二级密封筒体，所述二级密封筒体的上部和下部分别设有二级密封进油口和二级密封出油口，所述密封填料上部的所述密封体上设有进油口。

在主轴和蒸发器之间采用双密封油冷却结构的密封装置是为了防止空气进入蒸发器，氧化金属钠，实现减压蒸发，使蒸发器内部保持一定的真空度。冷却油在经一级密封进油口注入和一级密封出油口排出的过程中，可降低密封系统的温度，进一步保证密封填料的密封可靠性。

该从钠渣中连续回收金属钠的装置还包括有夹套阀，所述夹套阀上设有夹套阀进料口、夹套阀出料口、夹套阀进气口和夹套阀出气口，所述夹套阀出料口与所述蒸发器进料口连通，所述夹套阀进气口与所述蒸发器夹套出气口连通。将高温烟气通入蒸发器夹套加热钠渣，提供蒸发所需的热量，排出的烟气直接用于预热钠渣，同时用于夹套阀的保温，防止液态钠凝固，堵塞入口，实现了热量的综合利用，节约能量。

所述蒸发器夹套的内壁上设有螺旋挡流板。所述螺旋挡流板交替固定在所述蒸发器夹套相对侧的内壁上，所述螺旋挡流板与所述蒸发器夹套内壁垂直固定连接。在所述蒸发器夹套的内壁上设有螺旋挡流板，使高温烟气在蒸发器夹套内均匀分布，使蒸发器受热均匀。

所述蒸发器的底部设有鞍座。

本实用新型的优点在于：(1)利用本实用新型的装置可以实现减压蒸发，使得钠的汽化温度大幅度降低，不仅节约能源，大大降低了对蒸发器材料的要求，节约生产成本，同时使得钠的回收纯度高，蒸发回收金属钠的纯度大于99.9％以上；(2)采用了双密封油冷却结构，保证密封效果，维持蒸发器内部的真空条件；(3)使用双螺旋带低速转动搅动物料，强化传热传质，使金属钠充分蒸发，提高金属钠的回收率；同时推动残余废渣通过螺旋提升机排出，以免造成蒸发器内积存残余废渣，实现连续排渣；废渣排出口设置于蒸发器的上部，保证排出的废渣中不含液体金属钠；(4)将高温烟气通入蒸发器夹套加热钠渣，提供蒸发所需的热量，排出的烟气直接用于预热钠渣，同时用于夹套阀的保温，防止钠渣凝固，堵塞入口，实现了热量的综合利用，节约能量；(5)利用本实用新型的装置可以实现连续投料、连续出料，可实现金属钠的连续回收，工作效率大大提高，利于节能；(6)采用本实用新型的装置可以从钠渣中回收纯度为99.9％以上的金属钠，不仅具有经济效益，还对危险废物钠渣进行回收再利用，消除安全隐患和环境污染；(7)利用本实用新型从钠渣中连续回收金属钠，回收金属钠的纯度高，工艺简单，易于工业化，节能效果好，易于推广。

附图说明

图1为一种从钠渣中连续回收金属钠的装置结构图。

图2为一种从钠渣中连续回收金属钠的装置左视图。

图3为双密封油冷却结构的结构图。

蒸发器1，蒸发器夹套2，电机3，减速器4，主轴5，双螺旋带6，一级密封7，二级密封8，密封压盖9，密封填料10，密封衬套11，密封体12，一级密封筒体13，一级密封进油口14，一级密封出油口15，二级密封筒体16，二级密封进油口17，二级密封出油口18，进油口19，蒸发器夹套进气口20，蒸发器夹套出气口21，蒸发器进料口22，钠蒸汽出口23，蒸发器废渣出口24，螺旋提升机25，超声液位计26，提升机废渣进口27，提升机废渣出口28，夹套阀29，夹套阀进料口30，夹套阀出料口31，夹套阀进气口32，夹套阀出气口33，减速器支架34，联轴器35，密封端盖36，轴承座37，调心轴承38，轴承座支架39，螺旋挡流板40，鞍座41，轴套42，双密封油冷却结构43。

具体实施方式：一种从钠渣中连续回收金属钠的装置包括设有蒸发器夹套2的蒸发器1、电机3、减速器4、主轴5、双螺旋带6，夹套阀29和螺旋提升机25，减速器4的下方设有减速器支架34，蒸发器夹套2下部设有蒸发器夹套进气口20，上部设有蒸发器夹套出气口21，蒸发器夹套2的内壁上设有螺旋挡流板40，螺旋挡流板40交替固定在蒸发器夹套2相对侧的内壁上，螺旋挡流板40与蒸发器夹套2内壁垂直固定连接。在蒸发器夹套2的内壁上设有螺旋挡流板40，使高温烟气在蒸发器夹套2内均匀分布，使蒸发器1受热均匀。蒸发器1顶部设有蒸发器进料口22、钠蒸汽出口23和超声液位计26，蒸发器1下部设有蒸发器废渣出口24，蒸发器1的底部设有鞍座41。通过超声液位计26监测液态渣料液位，控制加料量，使液位低于螺旋提升机25的提升机废渣出口28，防止液态钠排出。夹套阀29上设有夹套阀进料口30、夹套阀出料口31、夹套阀进气口32和夹套阀出气口33，夹套阀出料口31与蒸发器进料口22连通，夹套阀进气口32与蒸发器夹套出气口21连通。将高温烟气通入蒸发器夹套2加热钠渣，提供蒸发所需的热量，排出的烟气直接用于预热钠渣，同时用于夹套阀29的保温，防止液态钠凝固，堵塞入口，实现了热量的综合利用，节约能量。电机3输出轴与减速器4的输入轴连接，减速器4的输出轴与主轴5的一端通过联轴器35联接，主轴5的另一端横向贯穿蒸发器1，靠近减速器4一侧的主轴5与蒸发器1侧壁连接处的外侧设有密封装置，位于联轴器35与密封装置之间的主轴5上套装有轴承座37，轴承座37与主轴5之间设有调心轴承38，轴承座37下方设有轴承座支架39。远离减速器4一侧的主轴5的端部装有相当于滑动轴承的轴套42，电机3通过固定在减速器支架34上的减速器4和联轴器35将动力传递给主轴5，主轴5由调心轴承38、轴承座37、轴承座支架39以及轴套42共同支撑并且低速转动。轴套42与蒸发器1侧壁之间设有密封端盖36，密封端盖36与蒸发器1侧壁密封固定连接。双螺旋带6以螺旋状沿轴向固定在蒸发器1内的主轴5上，螺旋提升机25竖直放置并固定在蒸发器1外壁上，蒸发器废渣出口24与设在螺旋提升机25下部的提升机废渣进口27连接，螺旋提升机25上部设有提升机废渣出口28。双螺旋带6低速转动搅动物料，强化传热传质，使金属钠充分蒸发，提高金属钠的回收率；同时推动残余废渣通过螺旋提升机25排出，以免造成蒸发器1内积存残余废渣，实现连续排渣；提升机废渣出口28设置于螺旋提升机25的上部，同时高于蒸发器1内部由超声液位计26监测的液位线，保证排出的废渣中不含液体金属钠。

密封装置为双密封油冷却结构43，双密封油冷却结构43由一级密封7和二级密封8组成，一级密封7与二级密封8分别包括密封压盖9、密封填料10、密封衬套11和密封体12，密封压盖9、密封填料10、密封衬套11和密封体12依次套装在主轴5上，密封填料10与密封衬套11置于密封体12内，密封压盖9的内侧压紧密封填料10，并与密封体12固定连接，一级密封7与二级密封8之间设有一级密封筒体13，一级密封筒体13的两端分别与一级密封7的密封体12和二级密封8的密封体12通过法兰连接，一级密封筒体13的上部和下部分别设有一级密封进油口14和一级密封出油口15，二级密封8的密封体12与蒸发器1外壁之间设有二级密封筒体16，二级密封筒体16的上部和下部分别设有二级密封进油口17和二级密封出油口18，密封填料10上部的密封体12上设有进油口19。在主轴5和蒸发器1之间采用双密封油冷却结构43的密封装置是为了防止空气进入蒸发器1，氧化金属钠，实现减压蒸发，使蒸发器1内部保持一定的真空度。冷却油在经一级密封进油口14注入和一级密封出油口15排出的过程中，可降低密封系统的温度，进一步保证密封填料10的密封可靠性。

本实用新型的工作原理：使用时，启动电机3，使主轴5和双螺旋带6低速转动；将冷却油注入双密封油冷却结构43，保证蒸发器1的密封性能，从而保证钠的回收率；启动螺旋提升机25，及时排出回收金属钠之后的固态废渣；将蒸发器1内压力降至0.7kPa以下，降低金属钠的沸点；向蒸发器夹套2通入高温烟气，保证蒸发器1内腔的温度保持在520℃以上，且将蒸发器夹套出气口21排出的热烟气用于预热钠渣，使钠渣液化，充分利用热量，使系统能耗降低。预热后呈液态的钠渣通过蒸发器进料口22缓慢流入蒸发器1内，流入蒸发器1内的液态钠渣中的液态金属钠蒸发汽化，汽化后的钠蒸汽排出后冷凝回收；在蒸发器1内，双螺旋带6低速转动，不断搅动固、液混合钠渣，使液态钠充分变为汽态，并将钠蒸发后留下固态废渣由蒸发器1筒底部缓慢推至蒸发器废渣出口24，由竖直放置的螺旋提升机25排出。通过超声液位计26监测液态渣料液位，控制加料量，使液位低于螺旋提升机25的提升机废渣出口28，防止液态钠排出。

Claims (5)

1.一种从钠渣中连续回收金属钠的装置，其特征在于，其包括设有蒸发器夹套的蒸发器、电机、减速器、主轴、双螺旋带和螺旋提升机，所述减速器的下方设有减速器支架，所述蒸发器夹套下部设有蒸发器夹套进气口，上部设有蒸发器夹套出气口，所述蒸发器顶部设有蒸发器进料口、钠蒸汽出口和超声液位计，所述蒸发器下部设有蒸发器废渣出口，所述电机输出轴与所述减速器的输入轴连接，所述减速器的输出轴与主轴的一端通过联轴器联接，所述主轴的另一端横向贯穿所述蒸发器，靠近所述减速器一侧的所述主轴与所述蒸发器侧壁连接处的外侧设有密封装置，位于所述联轴器与所述密封装置之间的所述主轴上套装有轴承座，所述轴承座与所述主轴之间设有调心轴承，所述轴承座下方设有轴承座支架，远离所述减速器一侧的所述主轴的端部套有轴套，所述轴套与所述蒸发器侧壁之间设有密封端盖，所述密封端盖与所述蒸发器侧壁密封固定连接，所述双螺旋带以螺旋状沿轴向固定在所述蒸发器内的主轴上，所述螺旋提升机竖直放置并固定在所述蒸发器外壁上，所述蒸发器废渣出口与设在所述螺旋提升机下部的提升机废渣进口连接，所述螺旋提升机上部设有提升机废渣出口。

2.根据权利要求1所述的一种从钠渣中连续回收金属钠的装置，其特征在于，所述密封装置为双密封油冷却结构，所述双密封油冷却结构由一级密封和二级密封组成，所述一级密封与所述二级密封分别包括密封压盖、密封填料、密封衬套和密封体，所述密封压盖、所述密封填料、所述密封衬套和所述密封体依次套装在所述主轴上，所述密封填料与所述密封衬套置于所述密封体内，所述密封压盖的内侧压紧所述密封填料，并与所述密封体固定连接，所述一级密封与所述二级密封之间设有一级密封筒体，所述一级密封筒体的两端分别与所述一级密封的所述密封体和所述二级密封的所述密封体通过法兰连接，所述一级密封筒体的上部和下部分别设有一级密封进油口和一级密封出油口，所述二级密封的所述密封体与所述蒸发器外壁之间设有所述二级密封筒体，所述二级密封筒体的上部和下部分别设有二级密封进油口和二级密封出油口，所述密封填料上部的所述密封体上设有进油口。

3.根据权利要求1所述的一种从钠渣中连续回收金属钠的装置，其特征在于，其还包括有夹套阀，所述夹套阀上设有夹套阀进料口、夹套阀出料口、夹套阀进气口和夹套阀出气口，所述夹套阀出料口与所述蒸发器进料口连通，所述夹套阀进气口与所述蒸发器夹套出气口连通。

4.根据权利要求1所述的一种从钠渣中连续回收金属钠的装置，其特征在于，所述蒸发器夹套的内壁上设有螺旋挡流板。

5.根据权利要求4所述的一种从钠渣中连续回收金属钠的装置，其特征在于，所述螺旋挡流板交替固定在所述蒸发器夹套相对侧的内壁上，所述螺旋挡流板与所述蒸发器夹套内壁垂直固定连接。

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