CN209923449U - 一种镍电解净化除钴高效混合反应装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种镍电解净化除钴高效混合反应装置，属于镍电解净化领域，以解决生产过程中存在的氯气反应效率低，反应器易结渣的问题。一种镍电解净化除钴高效混合反应装置，包括除钴反应器管体、喷嘴，喷嘴位于除钴反应器管体的溶液进口处，除钴反应器管体上靠近喷嘴位置的管壁上对称设有氯气进口。本实用新型结构简单，紧凑，重量轻，耐腐蚀，使用寿命长。降低了液碱消耗成本，经过五个月的生产验证，氯气的利用率提高了15%，降低了氯气使用量，大幅节约了后续液碱消耗，管壁结渣的现象也得到了减缓，从而降低钴渣含镍，提高体系镍直收率。
Description
技术领域
本实用新型属于镍电解净化领域，具体涉及一种镍电解净化除钴高效混合反应装置。
背景技术
镍电解净化工序中，除钴工艺为气液混合反应装置+螺旋管式反应器+长距离反应管道，使氯气和溶液经过三道反应器进行充分混合，以提高氯气的利用率。该工艺的优点是管式反应器为全密闭操作，氯气进入系统为密闭负压操作，提高了安全性；缺点是氯气的利用率维持在85%左右的水平，还有待提高；另外，气液混合反应装置使用9-10个月后，局部就会结渣，管径变小，影响了反应效果，降低了生产能力。为了取得良好的除钴效率和电解液净化能力，通常需要通入过量的氯气，一方面造成吸收过量氯气需要的液碱消耗量增大。另一方面造成岗位操作环境状况较差。
让氯气和溶液通过混合器混合后，氯气与电解液进行气液两相的充分接触，再经过喷嘴扩散后雾化了溶液，使得气液两相接触面积大幅度提高，气液碰撞反应的几率也得到了加强，反应效率比较高。但经过长期的生产实践验证，反应效率还有提升空间，氯气利用率还达不到90%，特别是在使用一个周期后，管壁容易结渣，严重影响了生产效率的提高。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种镍电解净化除钴高效混合反应装置，以解决生产过程中存在的氯气反应效率低，反应器易结渣的问题。
本实用新型技术方案如下：一种镍电解净化除钴高效混合反应装置，包括除钴反应器管体、喷嘴，喷嘴位于除钴反应器管体的溶液进口处，除钴反应器管体上靠近喷嘴位置的管壁上对称设有氯气进口。
作为本实用新型的进一步改进，所述喷嘴呈锥形，喷嘴出口为收缩端，其锥形口径为DN150。
作为本实用新型的进一步改进，除钴反应器管体靠近混合物出口端处的管体内壁为流线型锥形，其管口渐渐增大呈扩散型。
作为本实用新型的进一步改进，氯气进口的管径为DN50。
作为本实用新型的进一步改进，除钴反应器管体的反应器进口管的管径为DN250。
本实用新型旨在改进除钴工艺的气液混合反应装置的结构，提高氯气利用率，改善作业岗位和厂区低空环境、降低液碱消耗成本。
本实用新型的混合高效反应器提供了一种在硫酸—氯根体系下气液混合反应的一种高效反应装置。除钴反应器管体内壁采用新型流线型锥形设计，使气液混合物随着流速的变换发生扩散，扩大了气液接触面，有效提高了反应效率，同时，光滑防腐耐磨的内壁结构，有效克服了物料的积存挂壁现象。氯气进口由原来的一个口径改为对称的两个，管径减少了30%，便于氯气快速进入反应器。喷嘴为聚四氟乙烯整体模压制作，锥形喷嘴的口径缩小了13%，为了减少进口快速反应后产生大量渣堵塞反应器，减少结渣。除钴反应器管体的进口管管径增加38%，为了提高负压量，确保混合效率。两个氯气通入口对称方向加入，使气液反应更加均衡，氯气除钴可实现趋于零当量的目标。除钴反应器混合进口管管径增加50%，提高气液比，减少混合器堵塞问题。
本实用新型结构简单，紧凑，重量轻，耐腐蚀，使用寿命长。降低了液碱消耗成本，经过五个月的生产验证，氯气的利用率提高了15%，降低了氯气使用量，大幅节约了后续液碱消耗，管壁结渣的现象也得到了减缓，从而降低钴渣含镍，提高体系镍直收率。已经成为除钴系统固化了的除钴高效反应装置，实现了企业“环保一流、降本增效”的理念。可以在湿法冶金气液反应中广泛应用。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是图1中A-A视图。
附图标记含义如下：N1-溶液进口，混合物出口端（N2）；氯气进口（N3）；除钴反应器管体（1）；喷嘴（2）；喷嘴出口（21）；反应器进口管（3）。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
如图所示，一种镍电解净化除钴高效混合反应装置，包括除钴反应器管体1、喷嘴2，喷嘴2位于除钴反应器管体1的溶液进口N1处，除钴反应器管体1上靠近喷嘴2位置的管壁上对称设有氯气进口N3。
实施例1
喷嘴2呈锥形，喷嘴出口21为收缩端，其锥形口径为DN150。除钴反应器管体1靠近混合物出口端N2处的管体内壁为流线型锥形，其管口渐渐增大呈扩散型。氯气进口N3的管径为DN50。除钴反应器管体1的反应器进口管3的管径为DN250。
除钴反应器管体外壳的材质为碳钢，内壁紧衬模压的聚四氟乙烯，形成扩散形状的反应通道，最初的是衬胶的。内衬材料厚度和形状根据文丘里流体原理计算得到，剖面为一定锥角的锥形结构。喷嘴用螺栓固定在除钴反应器管体的进口端。
溶液进口N1流入的是需要除杂的溶液，除杂后再送到电解工序使用，主要是含杂质的硫酸镍溶液，弱酸性。
工作时，镍电解液由泵送入混合器的进液口4，氯气管道连接到氯气进口N3，电解液射流形成的负压将氯气吸入到混合器中，两个氯气通入口对称方向加入，使气液反应更加均衡，氯气除钴可实现趋于零当量的目标。电解液与氯气在混合器的反应区进行充分混合、反应，未反应完全的氯气及电解液进入后续140m螺旋管式反应器进行进一步的深度反应。
Claims (5)
1.一种镍电解净化除钴高效混合反应装置，其特征在于：包括除钴反应器管体（1）、喷嘴（2），喷嘴（2）位于除钴反应器管体（1）的溶液进口（N1）处，除钴反应器管体（1）上靠近喷嘴（2）位置的管壁上对称设有氯气进口（N3）。
2.根据权利要求1所述的一种镍电解净化除钴高效混合反应装置，其特征在于：
所述喷嘴（2）呈锥形，喷嘴出口（21）为收缩端，其锥形口径为DN150。
3.根据权利要求1或2所述的一种镍电解净化除钴高效混合反应装置，其特征在于：除钴反应器管体（1）靠近混合物出口端（N2）处的管体内壁为流线型锥形，其管口渐渐增大呈扩散型。
4.根据权利要求3所述的一种镍电解净化除钴高效混合反应装置，其特征在于：氯气进口（N3）的管径为DN50。
5.根据权利要求4所述的一种镍电解净化除钴高效混合反应装置，其特征在于：除钴反应器管体（1）的反应器进口管（3）的管径为DN250。
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