CN207533972U - 块状金属钠造粒装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种块状金属钠造粒装置，属于无机化工材料制备技术领域。上述块状金属钠造粒装置包括顺次相连的加热釜、冷却釜、离心机；其中：所述加热釜上部设置有加料口；所述加热釜内部设置有加热盘管，所述加热盘管中通入循环流动的蒸汽或热水，使所述加热釜内温度升高，金属钠保持熔融状态；所述加热釜底部出口设置有蒸汽保温的流量控制阀和雾化喷头；所述雾化喷头设置在所述冷却釜上部。本实用新型具有结构简单，操作方便等优点，同时可有效避免块状金属钠造粒过程中副反应的发生。
Description
技术领域
本实用新型涉及无机化工材料制备技术领域，特别是指一种块状金属钠造粒装置。
背景技术
金属钠是非常活泼的碱金属之一，除跟很多非金属发生化合反应外，还跟氧和水发生剧烈反应。而工业应用的金属钠通常是直径￠80左右、长短不一的柱状金属体。用于生产时往往需要刀具将其加工成薄片或条状，以便加快溶解速度及减少副反应。
由于钠特别易与氧和水发生反应，在对钠块的破碎加工时，空气中的氧和水分容易与钠反应，除造成单质钠的损失外，生成的副产物还会对反应过程和产品质量造成不利影响，还容易出现着火、烧伤等安全事故。金属钠质地很软，并具有一定粘性，对钠块的破碎加工时，粒状、粉状钠容易粘在刀具、设备或器皿上，使靠切削得到理想的小颗粒、大比表面积的金属钠变得非常不容易。
实用新型内容
本实用新型提供一种块状金属钠造粒装置，该装置具有结构简单，操作方便等优点，避免块状金属钠造粒过程中副反应的发生。
为解决上述技术问题，本实用新型提供技术方案如下：
本实用新型提供一种块状金属钠造粒装置，包括顺次相连的加热釜和冷却釜，其中：
所述加热釜用于将金属钠加热为熔融状，所述加热釜上部设置有加料口，所述加热釜内部有氮气保护并设置有加热盘管，所述加热盘管中通入循环流动的水蒸汽或热水；
所述加热釜底部出口设置有蒸汽保温的流量控制阀和雾化喷头，所述雾化喷头设置在所述冷却釜上部。
进一步的，所述冷却釜内设置有冷煤油和用作保护气的氮气。
进一步的，所述加热盘管中的蒸汽或热水的温度为100℃以上。
进一步的，所述加热釜外表面设置有保温夹套。
进一步的，所述雾化喷头使用的雾化气为100℃以上的氮气。
进一步的，所述冷却釜上部设置有第一氮气循环口，所述加热釜上部设置有第二氮气循环口和氮气放空口，所述第一氮气循环口与第二氮气循环口通过管道连接。
进一步的，所述冷却釜下部出口通过金属软管连接有用于分离钠颗粒和煤油的封闭式离心机。
进一步的，所述冷却釜上部设置有冷煤油入口，所述离心机的液体出口依次经循环泵和水冷器连接至所述冷煤油入口。
进一步的，所述加热釜、冷却釜和离心机为自上而下设置。
利用上述装置制备金属钠颗粒的方法，包括：
步骤1：将块状金属钠置入加热釜中，加热盘管中通入蒸气或热水，使块状金属钠熔融并维持一定高度的液位；
步骤2：冷却釜中通入煤油，向雾化喷头中通入雾化气，打开流量控制阀和雾化喷头，熔融态钠从雾化喷头中喷出，形成小雾滴落入煤油中，经冷却后形成钠颗粒。
步骤3：利用离心机离心分离煤油和钠颗粒。
众所周知，金属钠的熔点是97.81℃，密度是0.97g/cm3。发明人研究发现，可以利用该特点将其熔融后重新成型，可得到想要的理想形状。对于需要小颗粒状的钠粒，通过对熔融液完成喷雾制粒即可。
将块状金属钠置入加热釜中，通过向加热盘管中通入蒸气或热水，使加热釜内温度升高至100℃左右，使块状金属钠处于熔融状态，并维持一定的液位，打开流量控制阀，钠熔融液靠自重和位差流至雾化喷头出，通过雾化气将其分散成较小的雾滴；雾化气回流到加热釜作为保护气使用，放空的雾化气可经加压加热用作雾化喷头中的雾化气。钠熔融雾滴下落至常温的煤油中，冷却、降温、凝固成小颗粒状，并随煤油下落到冷却釜的底部，经金属软管导入离心机内。经离心机分离得到较为均匀的金属钠颗粒，置入有氮气保护的容器内保存、备用。分离出的煤油经循环泵打入水冷器中冷却降至常温后，送入冷却釜内做冷却介质循环使用。这样随着钠块在加热釜的不断加入，就可在离心机得到等量的、生产需要的目标钠颗粒。
本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型中，加热盘管中水蒸气或热水以及雾化器的温度均高于钠的熔点，能够保持钠一直处于熔融状态；此时通过雾化喷头，分散成小雾滴，当雾滴接触到冷却釜中的煤油时，由于煤油的温度低于钠的熔点，故钠雾滴凝固成小颗粒，保存在煤油中。通过离心机的离心作用可以得到粒径较为均匀的钠颗粒。整个过程在氮气保护或封闭的状态，避免副反应发生，钠的品质不受影响，加工过程安全可靠；雾化用的氮气和冷却用的煤油均可循环使用，过程无废液废气排放，加工过程环保文明；通过调整喷头的结构和雾化气流量，可得到不同粒径的金属钠颗粒；利用蒸汽或热水 (～100℃)等低位热源熔融金属钠，可降低加工过程的能耗成本。
附图说明
图1为本实用新型的块状金属钠造粒装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本实用新型提供一种块状金属钠造粒装置，该装置具有结构简单，操作方便等优点，避免块状金属钠造粒过程中副反应的发生。具体实施方式如下。
本实用新型提供一种块状金属钠造粒装置，见图1，包括顺次相连的加热釜1和冷却釜2，其中：
加热釜1用于将金属钠加热为熔融状，加热釜1上部设置有加料口9，加热釜1内部有氮气保护并设置有加热盘管8，加热盘管8中通入循环流动的蒸汽或热水；
加热釜1底部出口设置有蒸汽保温的流量控制阀7和雾化喷头6，雾化喷头6设置在冷却釜2上部。
本实用新型中，加热盘管中蒸气或热水以及雾化气的温度均高于钠的熔点，能够保持钠一直处于熔融状态；此时通过雾化喷头，分散成小雾滴，当雾滴接触到冷却釜中的煤油时，由于煤油的温度低于钠的熔点，故钠雾滴凝固成小颗粒，保存在煤油中。设备结构简单、操作方便同时还能有效避免块状金属钠造粒过程中副反应的发生。
进一步的，冷却釜2内设置有冷煤油和用作保护气的氮气。
进一步的，加热盘管8中的蒸汽或热水的温度为100℃以上，高于金属钠的熔点，使其处于熔融态。
进一步的，加热釜1外表面设置有保温夹套。
进一步的，雾化喷头6使用的雾化气为100℃以上的氮气，防止熔融态钠因喷雾过程温度改变导致熔融态钠凝固，使用的雾化气，要求不能与钠反应。
进一步的，冷却釜2上部设置有第一氮气循环口12，加热釜1上部设置有第二氮气循环口11和氮气放空口10，第一氮气循环口12与第二氮气循环口11通过管道连接，雾化气通过雾化喷头进入冷却釜中，可从第一氮气循环口12中经过管道进入加热釜1中，使加热釜1中处于氮气保护的状态，经氮气放空口10排除的氮气，可经进一步加压加热会用为雾化气，实现了氮气的循环，造粒过程中无废气产生。
进一步的，冷却釜2下部出口通过金属软管连接有用于分离钠颗粒和煤油的封闭式离心机3。
进一步的，冷却釜2上部设置有冷煤油入口13，离心机3的液体出口依次经循环泵4和水冷器5连接至冷煤油入口13，离心过程能够得到粒径较为均匀的钠颗粒。煤油经循环泵4输送至水冷器5中，经冷却后输送至冷煤油入口进入冷却釜2中，实现了煤油的循环使用，过程中无废液产生。
进一步的，加热釜、冷却釜和离心机为自上而下设置。
另一方面，本实用新型还提供一种利用上述装置制备金属钠颗粒的方法，包括：
步骤1：将块状金属钠置入加热釜中，加热盘管中通入蒸气或热水，使块状金属钠熔融并维持一定高度的液位；
步骤2：冷却釜中通入煤油，向雾化喷头中通入雾化气，打开流量控制阀和雾化喷头，熔融态钠从雾化喷头中喷出，形成小雾滴落入煤油中，形成钠颗粒。
步骤3：利用离心机离心分离煤油和钠颗粒。
本实用新型整个过程在氮气保护或封闭的状态，避免副反应发生，钠的品质不受影响，加工过程安全可靠；雾化用的氮气和冷却用的煤油均可循环使用，过程无废液废气排放，加工过程环保文明；通过调整喷头的结构和雾化气流量，可得到不同粒径的金属钠颗粒；利用蒸汽或热水 (～100℃)等低位热源熔融金属钠，可降低加工过程的能耗成本。
以上是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种块状金属钠造粒装置，其特征在于，包括顺次相连的加热釜和冷却釜，其中：
所述加热釜用于将金属钠加热为熔融状，所述加热釜上部设置有加料口，所述加热釜内部有氮气保护并设置有加热盘管，所述加热盘管中通入循环流动的水蒸汽或热水；
所述加热釜底部出口设置有蒸汽保温的流量控制阀和雾化喷头，所述雾化喷头设置在所述冷却釜上部。
2.根据权利要求1所述的块状金属钠造粒装置，其特征在于，所述冷却釜内设置有冷煤油和用作保护气的氮气。
3.根据权利要求1所述的块状金属钠造粒装置，其特征在于，所述加热盘管中的蒸汽或热水的温度为100℃以上。
4.根据权利要求3所述的块状金属钠造粒装置，其特征在于，所述加热釜外表面设置有保温夹套。
5.根据权利要求1所述的块状金属钠造粒装置，其特征在于，所述雾化喷头使用的雾化气为100℃以上的氮气。
6.根据权利要求1所述的块状金属钠造粒装置，其特征在于，所述冷却釜上部设置有第一氮气循环口，所述加热釜上部设置有第二氮气循环口和氮气放空口，所述第一氮气循环口与第二氮气循环口通过管道连接。
7.根据权利要求1-6中任一所述的块状金属钠造粒装置，其特征在于，所述冷却釜下部出口通过金属软管连接有用于分离钠颗粒和煤油的封闭式离心机。
8.根据权利要求7所述的块状金属钠造粒装置，其特征在于，所述冷却釜上部设置有冷煤油入口，所述离心机的液体出口依次经循环泵和水冷器连接至所述冷煤油入口。
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|---|---|---|---|---|
| CN109648087A (zh) * | 2018-12-13 | 2019-04-19 | 郑州翱翔医药科技股份有限公司 | 一种碱金属球的制备方法及其应用 |
| CN110203873A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-09-06 | 中国神华煤制油化工有限公司 | 金属钠储运方法和金属钠储运系统 |
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