CN213761797U - 制备三氧化二砷的高效还原装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于湿法处理含砷烟尘生产三氧化二砷技术领域。一种制备三氧化二砷的高效还原装置，包括反应槽体、搅拌部、循环物料单元和温控单元，所述反应槽体的顶部设置有加料口，所述反应槽体的底部设置有放料口；搅拌部设置在所述反应槽体内；所述反应槽体的底部设置有循环出料口，所述反应槽体上部设置有喷淋管，所述循环物料单元设置在所述循环出料口和所述喷淋管之间；温控单元设置在所述反应槽体上；所述反应槽体顶部设置有排气口，所述反应槽体的底部设置有多个进气口，所述进气口连接有进气单元。本申请能够实现还原反应充分彻底、反应温度可控、气体管道耐腐蚀，进一步缩短还原反应周期，提高生产效率。

Description

制备三氧化二砷的高效还原装置

技术领域

本实用新型属于湿法处理含砷烟尘生产三氧化二砷技术领域，具体涉及一种制备三氧化二砷的高效还原装置。

背景技术

目前主要还原装置是采用气体管道直接深入到反应槽溶液中，存在还原反应不均匀、不彻底、气体管道腐蚀导致寿命短、反应温度波动大及温控装置腐蚀等问题。

为了将湿法处理含砷烟尘过程氧化反应工序产生的五价砷通过还原装置生成三价砷，便于后续生产白砷，需要进行新的设备的结构设计，使得其能够满足相应的工艺特点和工艺要求。目前主要用于铜冶炼系统电收尘产生的高砷烟灰湿法处理系统，存在着诸多的问题。

实用新型内容

本实用新型目的是针对上述存在的问题和不足，提供一种制备三氧化二砷的高效还原装置，其结构设计合理，能够实现还原反应充分彻底、反应温度可控、气体管道耐腐蚀，进一步缩短还原反应周期，提高生产效率。

为实现上述目的，所采取的技术方案是：

一种制备三氧化二砷的高效还原装置，包括：

反应槽体，所述反应槽体的顶部设置有加料口，所述反应槽体的底部设置有放料口；

搅拌部，其设置在所述反应槽体内；

循环物料单元，所述反应槽体的底部设置有循环出料口，所述反应槽体上部设置有喷淋管，所述循环物料单元设置在所述循环出料口和所述喷淋管之间；以及

温控单元，其设置在所述反应槽体上；

所述反应槽体顶部设置有排气口，所述反应槽体的底部设置有多个进气口，所述进气口连接有进气单元。

根据本实用新型制备三氧化二砷的高效还原装置，优选地，所述进气单元为风机，所述风机的进风口连接有空气管道和还原性气体管道，在所述空气管道和所述还原性气体管道上均设置有控制阀。

根据本实用新型制备三氧化二砷的高效还原装置，优选地，所述反应槽体包括外壳体和内胆，所述外壳体和内胆之间形成温控腔，所述温控腔的底部设置有循环水进口，所述温控腔的顶部设置有循环水出口；所述温控单元为冷凝器，所述冷凝器与所述循环水进口和循环水出口连接。

根据本实用新型制备三氧化二砷的高效还原装置，优选地，所述温控腔内设置有引流螺旋；

或所述温控腔内布设有换热盘管，在换热盘管外侧的温控腔内充填有换热介质，所述换热盘管与循环水进口和循环水出口连通。

根据本实用新型制备三氧化二砷的高效还原装置，优选地，所述内胆为复合钛材质或所述内胆上涂有耐腐蚀层。

根据本实用新型制备三氧化二砷的高效还原装置，优选地，所述反应槽体包括呈圆柱形的上壳体和呈锥台形的下壳体；所述反应槽体的外壁上设置有多个支撑座。

根据本实用新型制备三氧化二砷的高效还原装置，优选地，所述搅拌部包括：

驱动电机，其设置在所述反应槽体的顶部；

搅拌轴，其设置反应槽体内，且所述搅拌轴与所述驱动电机传动连接；以及

搅拌桨，多组所述搅拌桨设置在所述搅拌轴上。

根据本实用新型制备三氧化二砷的高效还原装置，优选地，所述搅拌桨采用双曲面结构，所述搅拌桨和搅拌轴均采用复合钛材质、或在所述搅拌轴和搅拌桨上涂有耐腐蚀层。

根据本实用新型制备三氧化二砷的高效还原装置，优选地，所述反应槽体的内壁上设置有多组扰流板，所述扰流板呈双曲面结构。

根据本实用新型制备三氧化二砷的高效还原装置，优选地，所述喷淋管为平行设置的多根或所述喷淋管呈环状，在所述喷淋管上均布开设有多个喷淋孔。

采用上述技术方案，所取得的有益效果是：

本申请通过搅拌及喷淋的相互作用，提供一套还原反应充分彻底、反应温度可控、气体管道耐腐蚀的高效装置，进一步缩短还原反应周期，提高生产效率。在使用时，将反应槽底部放料阀关闭，打开搅拌器，物料通过进料口加料至反应槽3/4高度，打开循环水系统保证物料反应温度，打开循环泵物料开始喷淋，同时打开供气风机进入还原性气体，通过4个进气口均匀进气，与喷淋颗粒均匀接触反应，待还原反应结束之后，供气风机切换至压缩空气，按照上述原理，将物料中多余还原性气体吹扫完毕，关闭循环泵及供气风机，打开反应槽底放料阀，将物料输送至下道工序继续处理。

本申请的搅拌结构还能够实现扰流，充分打散气体，形成微小的气泡，从而能够增加反应面积，提高反应效率，使得反应更为彻底有效。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下文中将对本实用新型实施例的附图进行简单介绍。其中，附图仅仅用于展示本实用新型的一些实施例，而非将本实用新型的全部实施例限制于此。

图1为根据本实用新型实施例的制备三氧化二砷的高效还原装置结构示意图之一。

图2为根据本实用新型实施例的制备三氧化二砷的高效还原装置结构示意图之二。

图中序号：

1为反应槽体、1.1为内胆、1.2为支撑座、1.3为外壳体、1.4为放料阀、1.5为加料口、1.6为放料口；

2为搅拌部、2.1为驱动电机、2.2为搅拌轴、2.3为搅拌桨；

3.1为进料阀门、3.2为循环泵、3.3为出料阀门、3.4为喷淋管、3.5为循环出料口；

4.1为风机、4.2为进气口、4.3为排气口；

5.1为循环水进口、5.2为循环水出口；

6为扰流板。

具体实施方式

下文中将结合本实用新型具体实施例的附图，对本实用新型实施例的示例方案进行清楚、完整地描述。除非另作定义，本实用新型使用的技术术语或者科学术语应当为所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

应注意到，当一个元件与另一元件存在“连接”、“耦合”或者“相连”的表述时，可以意味着其直接连接、耦合或相连，但应当理解的是，二者之间可能存在中间元件；即涵盖了直接连接和间接连接的位置关系。

应当注意到，使用“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

应注意到，“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系的术语，仅用于表示相对位置关系，其是为了便于描述本实用新型，而不是所指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；当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应的改变。

参见图1和图2，本申请公开了一种制备三氧化二砷的高效还原装置，包括反应槽体1、搅拌部2、循环物料单元和温控单元，所述反应槽体1的顶部设置有加料口1.5，所述反应槽体1的底部设置有放料口1.6；搅拌部设置在所述反应槽体1内；所述反应槽体1的底部设置有循环出料口3.5，所述反应槽体1上部设置有喷淋管3.4，所述循环物料单元设置在所述循环出料口3.5和所述喷淋管3.4之间，本实施例的循环物料单元为循环泵3.2；温控单元设置在所述反应槽体1上；所述反应槽体顶部设置有排气口4.3，所述反应槽体1的底部设置有多个进气口4.2，所述进气口4.2连接有进气单元。

所述进气单元为风机4.1，所述风机4.1的进风口连接有空气管道和还原性气体管道，在所述空气管道和所述还原性气体管道上均设置有控制阀。

所述反应槽体1包括外壳体1.3和内胆1.1，所述外壳体和内胆之间形成温控腔，所述温控腔的底部设置有循环水进口5.1，所述温控腔的顶部设置有循环水出口5.2；所述温控单元为冷凝器，所述冷凝器与所述循环水进口5.1和循环水出口5.2连接。

所述温控腔内设置有引流螺旋；

或所述温控腔内布设有换热盘管，在换热盘管外侧的温控腔内充填有换热介质，所述换热盘管与循环水进口和循环水出口连通。

所述内胆1.1为复合钛材质或所述内胆1.1上涂有耐腐蚀层。

所述反应槽体1包括呈圆柱形的上壳体和呈锥台形的下壳体；所述反应槽体1的外壁上设置有多个支撑座1.2。

所述搅拌部包括驱动电机2.1、搅拌轴2.2和搅拌桨2.3，驱动电机2.1设置在所述反应槽体1的顶部；搅拌轴2.2设置反应槽体1内，且所述搅拌轴2.2与所述驱动电机2.1传动连接；多组所述搅拌桨2.3设置在所述搅拌轴2.2上。

所述搅拌桨2.3采用双曲面结构，所述搅拌桨2.3和搅拌轴2.2均采用复合钛材质、或在所述搅拌轴2.2和搅拌桨2.3上涂有耐腐蚀层。

所述反应槽体1的内壁上设置有多组扰流板6，所述扰流板呈双曲面结构。

所述喷淋管3.4为平行设置的多根或所述喷淋管3.4呈环状，在所述喷淋管3.4上均布开设有多个喷淋孔。

针对具体实施过程中的结构，进行进一步的说明：

所述制备三氧化二砷的高效还原装置图1中包括反应槽体1、搅拌器2、喷淋装置3、气体供排装置4等部件组成。

所述反应槽体1包括内胆1.1、支撑座1.2、外壳体1.3、放料阀1.4等部件组成。反应槽体1依靠支撑座1.2采用悬挂支撑，槽底采用锥形结构便于放料，放料阀1.4位于锥形底部中心，反应槽体上设置有加料口、循环水进口及循环水出口。内胆1.1和外壳体1.3之间注入循环水，采用低进高出，有效保证反应温度恒温且可控。内胆1.1采用复合钛材料，保证还原反应槽不腐蚀。

所述搅拌部2包括驱动电机2.1、搅拌轴2.2、搅拌桨2.3。主要目的是固液混合均匀，还原反应充分。搅拌轴2.2和搅拌桨2.3采用钛材料，延长使用寿命，搅拌桨2.3采用双曲面结构，驱动电机2.1功率可减少50%，节约电耗。

所述循环物料单元包括进料阀门3.1、循环泵3.2、出料阀门3.3、喷淋管3.4等部件组成。目的是通过喷淋增加反应溶液表面积，与气体充分的反应，提高还原反应效率。

所述进气单元包括风机4.1、进气口4.2、排气口4.3等部件组成。此装置实现还原性气体和压缩空气分别阶段供气，进气口4.2和排气口4.3焊接在反应槽体1上，在反应槽体1一周均匀分布4个进气口4.1，保证进气均匀，槽体顶部设置1个排气口。

该装置通过搅拌及喷淋相互作用，提供一套高效还原反应充分彻底、反应温度可控不腐蚀、气体管道耐腐蚀的高效装置，进一步缩短还原反应周期，提高生产效率。在使用时，将反应槽体1底部放料阀1.4关闭，打开搅拌部2，物料通过进料口加料至反应槽体3/4高度，打开循环水系统保证物料反应温度，打开循环泵3.2物料开始喷淋，同时打开供气风机4.1进入还原性气体，通过4个进气口4.2均匀进气，与喷淋颗粒均匀接触反应，待还原反应结束之后，供气风机4.1切换至压缩空气，按照上述原理，将物料中多余还原性气体吹扫完毕，关闭循环泵3.2及供气风机4.1，打开反应槽体1底放料阀4.2，将物料输送至下道工序继续处理。

上文已详细描述了用于实现本实用新型的较佳实施例，但应理解，这些实施例的作用仅在于举例，而不在于以任何方式限制本实用新型的范围、适用或构造。本实用新型的保护范围由所附权利要求及其等同方式限定。所属领域的普通技术人员可以在本实用新型的教导下对前述各实施例作出诸多改变，这些改变均落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种制备三氧化二砷的高效还原装置，其特征在于，包括：

反应槽体，所述反应槽体的顶部设置有加料口，所述反应槽体的底部设置有放料口；

搅拌部，其设置在所述反应槽体内，用于物料的搅拌；

循环物料单元，所述反应槽体的底部设置有循环出料口，所述反应槽体上部设置有喷淋管，所述循环物料单元设置在所述循环出料口和所述喷淋管之间，所述循环物料单元用于物料的循环泵送；以及

温控单元，其设置在所述反应槽体上；

所述反应槽体顶部设置有排气口，所述反应槽体的底部设置有多个进气口，所述进气口连接有进气单元。

2.根据权利要求1所述的制备三氧化二砷的高效还原装置，其特征在于，所述进气单元为风机，所述风机的进风口连接有空气管道和还原性气体管道，在所述空气管道和所述还原性气体管道上均设置有控制阀。

3.根据权利要求1所述的制备三氧化二砷的高效还原装置，其特征在于，所述反应槽体包括外壳体和内胆，所述外壳体和内胆之间形成温控腔，所述温控腔的底部设置有循环水进口，所述温控腔的顶部设置有循环水出口；所述温控单元为冷凝器，所述冷凝器与所述循环水进口和循环水出口连接。

4.根据权利要求3所述的制备三氧化二砷的高效还原装置，其特征在于，所述温控腔内设置有引流螺旋；

或所述温控腔内布设有换热盘管，在换热盘管外侧的温控腔内充填有换热介质，所述换热盘管与循环水进口和循环水出口连通。

5.根据权利要求3所述的制备三氧化二砷的高效还原装置，其特征在于，所述内胆为复合钛材质或所述内胆上涂有耐腐蚀层。

6.根据权利要求1所述的制备三氧化二砷的高效还原装置，其特征在于，所述反应槽体包括呈圆柱形的上壳体和呈锥台形的下壳体；所述反应槽体的外壁上设置有多个支撑座。

7.根据权利要求1所述的制备三氧化二砷的高效还原装置，其特征在于，所述搅拌部包括：

驱动电机，其设置在所述反应槽体的顶部；

搅拌轴，其设置反应槽体内，且所述搅拌轴与所述驱动电机传动连接；以及

搅拌桨，多组所述搅拌桨设置在所述搅拌轴上。

8.根据权利要求7所述的制备三氧化二砷的高效还原装置，其特征在于，所述搅拌桨采用双曲面结构，所述搅拌桨和搅拌轴均采用复合钛材质、或在所述搅拌轴和搅拌桨上涂有耐腐蚀层。

9.根据权利要求7所述的制备三氧化二砷的高效还原装置，其特征在于，所述反应槽体的内壁上设置有多组扰流板，所述扰流板呈双曲面结构。

10.根据权利要求1所述的制备三氧化二砷的高效还原装置，其特征在于，所述喷淋管为平行设置的多根或所述喷淋管呈环状，在所述喷淋管上均布开设有多个喷淋孔。

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