CN212457874U - 一种高纯镁真空升华蓄热式加热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于高纯镁冶炼领域，具体涉及一种高纯镁真空升华蓄热式加热装置。解决了目前高纯镁的真空升华过程中燃气加热不均匀、温度不稳定的技术问题。一种高纯镁真空升华蓄热式加热装置，包括炉室，炉室顶部开口且由开口向炉室内延伸固定有一个坩埚，坩埚内置一个升华罐且升华罐与坩埚内壁不接触；炉室侧壁上安装有一对蓄热式烧嘴；所述蓄热式烧嘴的轴线与水平面呈30度且向下倾斜；一对蓄热式烧嘴的轴线延长线位于坩埚的两侧且一对蓄热式烧嘴的火焰方向均与坩埚外壁相切。蓄热式烧嘴采用合理的布局及角度设计，使火焰与坩埚不直接接触，形成的高温烟气在炉室内沿圆周方向流动，对坩埚体进行均匀加热，热效率较高。

Description

一种高纯镁真空升华蓄热式加热装置

技术领域

本实用新型属于高纯镁冶炼领域，具体涉及一种高纯镁真空升华蓄热式加热装置。

背景技术

目前高纯镁真空二次升华提纯制取，普遍采用电阻加热炉对升华罐进行直接加热，使罐内的金属镁在恒定温度及真空条件下升华，低沸点及高饱和蒸汽压的镁元素升华后进一步冷凝，得到高纯镁，但在升华过程中存在加热速度慢且电耗高达4000Kw.h/t,生产成本高、生产效率低。

采用燃气加热具有加热温度高、速度快的优势，所以改变加热方式成为高纯镁生产的必然趋势，但燃气加热过程由于火焰的直接加热，加热温度的均匀性无法保证，严重影响了高纯镁升华的产品质量控制；因此需要针对高纯镁的提纯研发一种确保加热均匀性并提高生产效率的加热设备。

发明内容

本实用新型为解决目前高纯镁的真空升华过程中加热不均匀、温度不稳定的技术问题，提供一种高纯镁真空升华蓄热式加热装置。

本实用新型是采用如下技术方案实现的：一种高纯镁真空升华蓄热式加热装置，包括炉室，炉室顶部开口且由开口向炉室内延伸固定有一个坩埚，坩埚内置一个升华罐且升华罐与坩埚内壁不接触；炉室侧壁上安装有一对蓄热式烧嘴，一对蓄热式烧嘴朝向同一方向且相互平行；所述蓄热式烧嘴的轴线与水平面呈30-45度且向下倾斜；一对蓄热式烧嘴的轴线延长线位于坩埚的两侧且一对蓄热式烧嘴的火焰方向均与坩埚外壁相切。

采用蓄热式煤气炉代替传统电阻加热炉，加热能力及效率得以提升，单罐产量由100Kg提升到200Kg，提高了生产效率和成本单耗。

两个蓄热式烧嘴采用合理的布局及角度设计，两烧嘴火焰方向与坩埚外壁相切，且烧嘴下倾角度为30-45°，使火焰与坩埚不直接接触，形成的高温烟气在炉室下部沿圆周螺旋向上方向流动，对坩埚体进行均匀加热。

燃烧室内放置有坩埚，高温火焰及热气与升华罐无接触，间接通过坩埚对升华罐加热，避免了升华罐出现受热不均匀现象，确保整个蒸馏过程的温度均匀稳定。

升华罐不与高温火焰及热烟气接触，烟气不会对升华罐产生腐蚀，延长了升华罐使用寿命，降低了生产成本。

进一步的，炉室侧壁上安装有伸入炉室内部的炉气测温热电偶；炉室顶部安装有伸入坩埚与升华罐之间的坩埚室测温热电偶。

炉气测温热电偶和坩埚室测温热电偶用于检测炉室以及坩埚室内部的温度，便于根据工艺需要调节蓄热式烧嘴的火焰大小以及工作时间。

优选的，所述炉室、坩埚和升华罐横截面均为圆形，蓄热式烧嘴的轴线与水平面呈30度，一对蓄热式烧嘴的火焰方向均与坩埚的下缘外侧壁相切。

上述炉体、坩埚的结构以及烧嘴角度的设定，可以进一步促进烟气在炉室下部沿圆周螺旋向上方向流动，对坩埚体的加热更加均匀。

本实用新型采用蓄热式燃（煤）气炉代替传统电阻加热炉，为高纯镁真空升华过程提供稳定而均衡的热源；两个蓄热式烧嘴采用合理的布局及角度设计，使火焰与坩埚不直接接触，形成的高温烟气在炉室内沿圆周方向流动，对坩埚体进行均匀加热，再通过坩埚体的辐射，对高纯镁升华罐进行均匀加热；加热过程中产生的烟气不与升华罐接触，避免了高温烟气直接对升华罐的腐蚀，提高了升华罐的使用寿命；采用本实用新型所述装置，热效率较高，单罐产量提升1倍，提高了生产效率，降低了能源消耗。

附图说明

图1本实用新型主视（剖面）结构示意图。

图2 本实用新型俯视结构示意图。

1-炉室，2-坩埚，3-升华罐，4-炉气测温热电偶，5-坩埚室测温热电偶，6-1#烧嘴，7-2#烧嘴。

具体实施方式

本实用新型设计了一套燃（煤）气蓄热式加热炉设备，设备包括：两个蓄热式烧嘴、坩埚、升华罐、炉气测温热电偶及坩埚测温热电偶等。

一种高纯镁真空升华蓄热式加热装置，包括炉室1，炉室1顶部开口且由开口向炉室1内延伸固定有一个坩埚2，坩埚2内置一个升华罐3且升华罐3与坩埚2内壁不接触；炉室1侧壁上安装有一对蓄热式烧嘴，一对蓄热式烧嘴朝向同一方向且相互平行；所述蓄热式烧嘴的轴线与水平面呈30-45度且向下倾斜；一对蓄热式烧嘴的轴线延长线位于坩埚2的两侧且一对蓄热式烧嘴的火焰方向均与坩埚2外壁相切；如图2所示，火焰刚好与坩埚的外壁相切且不接触，可以理解为烧嘴的纵截面沿着烧嘴的轴线延伸后，刚好与坩埚的下缘外壁相切。

炉室1侧壁上安装有伸入炉室内部的炉气测温热电偶4；炉室顶部安装有伸入坩埚2与升华罐3之间的坩埚室测温热电偶5。

所述炉室1、坩埚2和升华罐3横截面均为圆形。

蓄热式烧嘴的轴线与水平面呈30-45度，一对蓄热式烧嘴的火焰方向均与坩埚2的下缘外侧壁相切。

炉室1顶部开口处安装有支架，所述升华罐3通过支架悬挂在坩埚2内部且不与坩埚2内壁接触。

一对蓄热式烧嘴的燃气及助燃排烟管道上均设有电磁流量阀；电磁流量阀通过一台PLC控制器控制燃气及助燃空气流量，进而控制炉室内的温度。

一对烧嘴位于炉室的同一侧，且两个烧嘴的轴线延长线平行且位于坩埚的两侧。

以下结合附图1、2进一步进行说明。

如附图2所示，蓄热式加热炉侧壁平行安装有两个蓄热式烧嘴，两个烧嘴交替工作，当一个烧嘴燃烧时，另一个烧嘴进行排烟，800-1000℃的高温烟气通过蓄热箱，加热蓄热介质，排出100-200℃的烟气进入除尘系统；烧嘴切换后，助燃空气通过蓄热箱被蓄热介质预热，预热后的空气与助燃煤气充分燃烧，从而提高炉子的热效率。

蓄热式烧嘴包含烧嘴、蓄热箱及点火系统，与炉体、温度控制系统、炉压控制系统、助燃/排烟系统、电气控制系统等组成完整炉组，可实现烧嘴热负荷调节控制、点火控制、吹扫控制、烧嘴换向切换控制、炉压自动控制、温度自动控制，该结构是现有技术。

升华罐上方安装有结晶器、循环水套及抽真空管路等，用于高纯镁的结晶提纯，这是现有工艺的常规设置。

如图1、2所示，1#、2#烧嘴火焰出口方向与坩埚外壁相切，且向下倾角30-45度，燃烧时火焰在坩埚下缘外侧，与坩埚没有直接接触；形成的烟气沿圆周螺旋向上流动，对坩埚进行均匀加热；燃烧室内安装有炉气测温热电偶，通过温控系统（PLC控制器）自动调整火焰大小，将燃烧室内温度控制在850-900℃。

通过加热坩埚，由坩埚对升华罐进行辐射、对流的方式间接加热，坩埚内安装有测温热电偶，真空升华过程的温度控制在575-600℃，升华罐受热均匀，保证真空升华工艺的顺利进行。

高温烟气不与升华罐接触，不会对升华罐产生腐蚀，升华罐使用寿命延长了3倍，降低了生产成本。

在以上实施例中，未及叙述的涉及实施的其他必要技术等采用现有技术，不再依次列举详述。

Claims (7)

1.一种高纯镁真空升华蓄热式加热装置，包括炉室（1），其特征在于，炉室（1）顶部开口且由开口向炉室（1）内延伸固定有一个坩埚（2），坩埚（2）内置一个升华罐（3）且升华罐（3）与坩埚（2）内壁不接触；炉室（1）侧壁上安装有一对蓄热式烧嘴，一对蓄热式烧嘴朝向同一方向且相互平行；所述蓄热式烧嘴的轴线与水平面呈30-45度且向下倾斜；一对蓄热式烧嘴的轴线延长线位于坩埚（2）的两侧且一对蓄热式烧嘴的火焰方向均与坩埚（2）外壁相切。

2.如权利要求1所述的一种高纯镁真空升华蓄热式加热装置，其特征在于，炉室（1）侧壁上安装有伸入炉室（1）内部的炉气测温热电偶（4）；炉室（1）顶部安装有伸入坩埚（2）与升华罐（3）之间的坩埚室测温热电偶（5）。

3.如权利要求1或2所述的一种高纯镁真空升华蓄热式加热装置，其特征在于，所述炉室（1）、坩埚（2）和升华罐（3）横截面均为圆形。

4.如权利要求3所述的一种高纯镁真空升华蓄热式加热装置，其特征在于，蓄热式烧嘴的轴线与水平面呈30度，一对蓄热式烧嘴的火焰方向均与坩埚（2）的下缘外侧壁相切。

5.如权利要求1或2所述的一种高纯镁真空升华蓄热式加热装置，其特征在于，炉室（1）顶部开口处安装有支架，所述升华罐（3）通过支架悬挂在坩埚（2）内部且不与坩埚（2）内壁接触。

6.如权利要求4所述的一种高纯镁真空升华蓄热式加热装置，其特征在于，炉室（1）顶部开口处安装有支架，所述升华罐（3）通过支架悬挂在坩埚（2）内部且不与坩埚（2）内壁接触。

7.如权利要求1或2所述的一种高纯镁真空升华蓄热式加热装置，其特征在于，一对蓄热式烧嘴的燃气及助燃排烟管道上均设有电磁流量阀；电磁流量阀通过一台PLC控制器控制燃气及助燃空气流量。

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