CN214861300U - 锗提纯用冷凝器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种锗提纯用冷凝器，通过在冷凝管内设置多级导流冷凝板，并在各导流冷凝板内埋设循环冷却水管，通过循环冷却水管对与导流冷凝板接触的挥发蒸汽进行有效冷凝，实现对不同冷凝温度下物质的有效分离，提高冷却水对蒸汽团雾内部蒸汽的热交换效率，提高对氯化锗的回收利用率，同时通过在各导流冷凝板的迎流面上设置温度传感器，并与设置于冷凝管外壁上的显示器电连接，将所获取的温度数据实时显示在显示器上，从而便于操作人员根据导流冷凝板的迎流面温度，调节循环水流速、循环冷却水温度，保证对氯化锗的有效冷凝回流，减少氯化锗气体直排量，提高氯化锗回收效率。

Description

锗提纯用冷凝器

技术领域

本申请涉及锗金属提纯技术领域，特别是一种锗提纯用冷凝器。

背景技术

现有含锗原料中均含有大量其他金属物质，初步溶解为金属盐溶液后，其中含有大量杂质离子，现有处理方法多通过蒸馏实现对不同沸点物质的分离，以提高四氯化锗初溶液中锗离子的浓度，减少杂质含量。

现有蒸馏后产生蒸汽主要直接通入冷凝管内，并与冷凝循环水进行热交换实现对不同沸点物质的分离，但由于冷凝装置结构简单，冷凝后物料无法直接分离。

冷凝水进能在夹层内循环，与蒸汽团雾中部蒸汽无法接触，导致现有冷凝器对蒸汽中所含锗元素回收效率较低，造成物料的浪费的同时，还降低了冷凝效率。

实用新型内容

本申请提供了一种用于解决上述技术问题的锗提纯用冷凝器。

本申请提供了一种锗提纯用冷凝器，包括：冷凝筒、冷凝水储罐、冷凝阀、第二温度传感器、冷凝水泵、尾气管、盐酸处理池、显示器、多级导流冷凝板、冷凝夹层、第一温度传感器、多级排液管，

所述冷凝筒的一端为进气端，冷凝筒的另一端顶面上设置尾气管，尾气管的排气端伸入盐酸处理池液面以下设置；

所述冷凝筒侧壁内设有冷凝夹层；冷凝夹层与冷凝水储罐管路连通，冷凝水在冷凝夹层与冷凝水储罐内循环流动；冷凝水泵、冷凝阀设置于冷凝水储罐与冷凝夹层相连通的管路上；第二温度传感器设置于冷凝水储罐侧壁上；

所述显示器设置于冷凝筒侧壁上；冷凝筒内相互间隔设置多级导流冷凝板；导流冷凝板与冷凝夹层相连通；导流冷凝板垂直冷凝筒内壁向冷凝筒内腔延伸设置；第一温度传感器分别设置于各级导流冷凝板的迎流面上；

各级排液管设置于冷凝筒下底面上，并与冷凝筒内腔相连通；

所述显示器分别与第一温度传感器、第二温度传感器电连接。

优选的，所述导流冷凝板包括：垂直段、倾斜段、中空回流腔、插接头，垂直段的第一端上设置插接头；所述插接头插入冷凝夹层中设置；

所述倾斜段设置于垂直段的第二端上，倾斜段朝向各级排液管与冷凝筒相接处延伸设置；

所述垂直段、倾斜段内设置相互连通的中空回流腔；

所述中空回流腔与冷凝夹层相连通。

优选的，所述导流冷凝板包括：第一导流冷凝板、第二导流冷凝板，第一导流冷凝板靠近冷凝筒的第一端设置；第二导流冷凝板靠近冷凝筒的第二端设置；

所述第一导流冷凝板的一端与冷凝筒的顶面相连接并向冷凝筒内腔延伸设置；

所述第二导流冷凝板的一端与冷凝筒的底面相连接并向冷凝筒内腔延伸设置。

优选的，所述排液管包括：第一排液管、第二排液管，第一排液管设置于冷凝筒底面上，并设置于第一导流冷凝板与冷凝筒第一端面之间；

所述第二排液管设置于冷凝筒底面上，并设置于第二导流冷凝板与冷凝筒第二端面之间。

优选的，包括：第一接液罐、第二接液罐，所述第一接液罐与第一排液管管路连通；所述第二接液罐与第二排液管管路连通。

优选的，所述冷凝筒包括：挥发气体进气口，所述挥发气体进气口设置于冷凝筒第一端面上；挥发蒸汽通过挥发气体进气口进入冷凝筒内。

优选的，包括：PLC控制模块，PLC控制模块分别与第一温度传感器、第二温度传感器、冷凝水泵电连接。

本申请能产生的有益效果包括：

1)本申请所提供的锗提纯用冷凝器，通过在冷凝管内设置多级导流冷凝板，并在各导流冷凝板内埋设循环冷却水管，通过循环冷却水管对与导流冷凝板接触的挥发蒸汽进行有效冷凝，实现对不同冷凝温度下物质的有效分离，提高冷却水对蒸汽团雾内部蒸汽的热交换效率，提高对氯化锗的回收利用率，同时通过在各导流冷凝板的迎流面上设置温度传感器，并与设置于冷凝管外壁上的显示器电连接，将所获取的温度数据实时显示在显示器上，从而便于操作人员根据导流冷凝板的迎流面温度，调节循环水流速、循环冷却水温度，保证对氯化锗的有效冷凝回流，减少氯化锗气体直排量，提高氯化锗回收效率。

附图说明

图1为本申请提供的锗提纯用冷凝器主视结构示意图；

图2为本申请提供的蒸汽换热器俯视结构示意图；

图3为本申请提供的导流冷凝板主视剖视结构示意图；

图4为本申请提供的蒸汽换热管主视剖视结构示意图；

图5为本申请提供的锗提纯用冷凝器与蒸馏段管路连通状态示意图；

图例说明：

10、四氯化锗储罐；11、蒸馏筒；111、进料口；112、挥发气体出气口；113、挥发气体进气口；12、蒸汽换热管；121、传热凸壁；122、管体；123、法兰盘；124、连接螺栓；20、冷凝筒；22、冷凝水储罐；221、冷凝阀；222、第二温度传感器；223、冷凝水泵；23、尾气管；231、盐酸处理池；201、显示器；202、第一导流冷凝板；203、第二导流冷凝板；211、垂直段；212、倾斜段；213、冷凝夹层；214、中空回流腔；215、插接头；243、第一温度传感器；244、第一排液管；245、第二排液管；246、第一接液罐；247、第二接液罐；31、蒸汽发生器；311、蒸汽循环管。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的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，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参见图1～4，本申请提供的锗提纯用冷凝器，包括：冷凝筒20、冷凝水储罐22、冷凝阀221、第二温度传感器222、冷凝水泵223、尾气管23、盐酸处理池231、显示器201、多级导流冷凝板、冷凝夹层213、第一温度传感器243、多级排液管，

冷凝筒20的一端为进气端，冷凝筒20的另一端顶面上设置尾气管23，尾气管23的排气端伸入盐酸处理池231液面以下设置；

冷凝筒20侧壁内设有冷凝夹层213；冷凝夹层213与冷凝水储罐22管路连通，冷凝水在冷凝夹层213与冷凝水储罐22内循环流动；冷凝水泵223、冷凝阀221设置于冷凝水储罐22与冷凝夹层213相连通的管路上；第二温度传感器222设置于冷凝水储罐22侧壁上；

显示器201设置于冷凝筒20侧壁上；冷凝筒20内相互间隔设置多级导流冷凝板；导流冷凝板与冷凝夹层213相连通；导流冷凝板垂直冷凝筒20内壁向冷凝筒20内腔延伸设置；第一温度传感器243分别设置于各级导流冷凝板的迎流面上；

各级排液管设置于冷凝筒20下底面上，并与冷凝筒20内腔相连通；

显示器201分别与第一温度传感器243、第二温度传感器222电连接。

通过在冷凝筒20内间隔设置多级导流冷凝板，并在导流冷凝板内通入冷凝水，实现对进入冷凝筒20内蒸汽的逐级冷凝，导流冷凝板向冷凝筒20内延伸并将冷凝筒20内腔分隔为多各区域，实现对不同冷凝温度的物质进行分流，实现对四氯化锗的初步有效分流。同时伸入冷凝筒20内设置的导流冷凝板能将通入冷凝筒20内的蒸汽团分隔，同时增加蒸汽与导流冷凝板的接触面积，提高对四氯化锗的冷凝效率。

通过在冷凝筒20尾气管23处设置盐酸处理池231，能实现对尾气中所含四氯化锗蒸汽进行回收利用，使其在此形成金属烟，避免直接排空造成金属元素的浪费。

同时通过在冷凝筒20外壁上设置显示器201并与设置于导流冷凝板上的第一温度传感器243、冷凝水储罐22上设置的第二温度传感器222电连接，实现对冷凝水各阶段温度的准确监控，根据所需分离四氯化锗冷凝温度调节冷凝水循环流速及水温，实现对四氯化锗的有效分离。

由于四氯化锗的挥发温度为82～90℃左右，形成的蒸汽进入冷凝筒20后，首先在第一级导流冷凝板处降温，此时流出的液体中以四氯化锗为主，之后蒸汽进行在冷凝筒20内移动，并经过第二级导流冷凝板冷却后析出液体，此时四氯化锗含量降低，保护其他杂质和水分。

参见图3，优选的，导流冷凝板包括：垂直段211、倾斜段212、中空回流腔214、插接头215，垂直段211的第一端上设置插接头215；插接头215插入冷凝夹层213中设置；倾斜段212设置于垂直段211的第二端上，倾斜段212朝向各级排液管与冷凝筒20相接处延伸设置；垂直段211、倾斜段212内设置相互连通的中空回流腔214；中空回流腔214与冷凝夹层213相连通。

按此设置能利用伸入冷凝筒20内的导流板，对冲击导流板的蒸汽中所含对应温度冷凝的四氯化锗进行分离，避免不在该温度冷凝物质的污染，从而提高冷凝回收所得溶液中锗元素的含量。

优选的，导流冷凝板包括：第一导流冷凝板202、第二导流冷凝板203，第一导流冷凝板202的一端与冷凝筒20的顶面相连接并向冷凝筒20内腔延伸设置；

所述第二导流冷凝板203的一端与冷凝筒20的底面相连接并向冷凝筒20内腔延伸设置。

按此设置能将冷凝筒20分隔为多个区域，增强挥发蒸汽与冷凝水的接触面积，提高冷凝后液体析出效率。

优选的，排液管包括：第一排液管244、第二排液管245，第一排液管244设置于冷凝筒20底面上，并设置于第一导流冷凝板202与冷凝筒20第一端面之间；第二排液管245设置于冷凝筒20底面上，并设置于第二导流冷凝板203与冷凝筒20第二端面之间。

优选的，包括：第一接液罐246、第二接液罐247，第一接液罐246与第一排液管244管路连通；第二接液罐247与第二排液管245管路连通。分别设置接液罐，实现对不同冷凝温度的物质回收利用。

优选的，；冷凝筒20包括：挥发气体进气口113，挥发气体进气口113设置于冷凝筒20第一端面上；挥发蒸汽通过挥发气体进气口113进入冷凝筒20内。

优选的，包括：PLC控制模块，PLC控制模块分别与第一温度传感器243、第二温度传感器222、冷凝水泵223电连接。

通过设置PLC控制模块，能根据第一、第二温度传感器测量温度，调节冷却水在冷凝筒20各区域的循环速度，从而提高热量传递效率，实现对冷凝各区域的有效控制。

优选的，包括：法兰盘123、多个连接螺栓124，第一安装盘外壁周缘上设置法兰盘123；第一安装盘通过多个连接螺栓124与蒸馏筒11相连接；第二安装盘外壁周缘上设置法兰盘123；第二安装盘通过多个连接螺栓124与蒸馏筒11相连接。按此设置能实现对阵列设置蒸汽换热管12的有效安装固定。

参见图5，为了实现与蒸馏段的连接，获得较好的蒸馏效果，还可以包括：四氯化锗储罐10、蒸馏筒11、蒸汽发生器31、多根蒸汽换热管12、四氯化锗储罐10与蒸馏筒11上部侧壁上开设的进料口111管路连通；蒸馏筒11的上部另一侧壁上开设挥发气体出气口112，蒸馏筒11的挥发气体出气口112与冷凝筒20的一端管路连通；蒸馏筒11的两端设有敞口；多根蒸汽换热管12的两端分别插设于第一安装盘和第二安装盘内；第一安装盘封闭安装于蒸馏筒11的第一端面上；第二安装盘封闭安装于蒸馏筒11的第二端面上；

蒸汽换热管12包括：传热凸壁121、管体122，管体122的外壁上相互间隔设置多个传热凸壁121；传热凸壁121向罐体外突出设置并与管体122内腔相连通；

蒸汽发生器31的排气端与蒸汽换热管12的进气端管路连通；蒸汽发生器31的进气端与蒸汽换热管12的出气端管路连通；蒸汽在蒸汽换热管12内循环运动。

在蒸馏筒11内设置多根蒸汽换热管12，并在各蒸汽换热管12外壁上设置多个传热凸壁121，传热凸壁121向相邻蒸汽换热管12凸起设置，能提高蒸汽与四氯化锗溶液的接触深度，提高热传导效率。

优选的，蒸汽换热管12阵列排布设置于第一安装盘和第二安装盘之间。按此设置能提高热量在溶液中传递深度和均匀性，避免局部受热不均导致的挥发不均匀问题。

优选的，相邻蒸汽换热管12上设置的传热凸壁121对齐设置。按此设置能缩短相邻蒸汽换热管12传热间距，实现对相邻管体122间液体的双侧加热效果，从而提高加热效率。

优选的，包括：蒸汽循环管311，多根蒸汽换热管12分别与蒸汽发生器31通过蒸汽循环管311相连通。按此设置能实现蒸汽在蒸汽换热管12内的有效循环。

尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种锗提纯用冷凝器，其特征在于，包括：冷凝筒（20）、冷凝水储罐（22）、冷凝阀（221）、第二温度传感器（222）、冷凝水泵（223）、尾气管（23）、盐酸处理池（231）、显示器（201）、多级导流冷凝板、冷凝夹层（213）、第一温度传感器（243）、多级排液管，

所述冷凝筒（20）的一端为进气端，冷凝筒（20）的另一端顶面上设置尾气管（23），尾气管（23）的排气端伸入盐酸处理池（231）液面以下设置；

所述冷凝筒（20）侧壁内设有冷凝夹层（213）；冷凝夹层（213）与冷凝水储罐（22）管路连通，冷凝水在冷凝夹层（213）与冷凝水储罐（22）内循环流动；冷凝水泵（223）、冷凝阀（221）设置于冷凝水储罐（22）与冷凝夹层（213）相连通的管路上；第二温度传感器（222）设置于冷凝水储罐（22）侧壁上；

所述显示器（201）设置于冷凝筒（20）侧壁上；冷凝筒（20）内相互间隔设置多级导流冷凝板；导流冷凝板与冷凝夹层（213）相连通；导流冷凝板垂直冷凝筒（20）内壁向冷凝筒（20）内腔延伸设置；第一温度传感器（243）分别设置于各级导流冷凝板的迎流面上；

各级排液管设置于冷凝筒（20）下底面上，并与冷凝筒（20）内腔相连通；

所述显示器（201）分别与第一温度传感器（243）、第二温度传感器（222）电连接。

2.根据权利要求1所述的锗提纯用冷凝器，其特征在于，所述导流冷凝板包括：垂直段（211）、倾斜段（212）、中空回流腔（214）、插接头（215），垂直段（211）的第一端上设置插接头（215）；所述插接头（215）插入冷凝夹层（213）中设置；

所述倾斜段（212）设置于垂直段（211）的第二端上，倾斜段（212）朝向各级排液管与冷凝筒（20）相接处延伸设置；

所述垂直段（211）、倾斜段（212）内设置相互连通的中空回流腔（214）；

所述中空回流腔（214）与冷凝夹层（213）相连通。

3.根据权利要求1所述的锗提纯用冷凝器，其特征在于，所述导流冷凝板包括：第一导流冷凝板（202）、第二导流冷凝板（203），第一导流冷凝板（202）靠近冷凝筒（20）的第一端设置；第二导流冷凝板（203）靠近冷凝筒（20）的第二端设置；

所述第一导流冷凝板（202）的一端与冷凝筒（20）的顶面相连接并向冷凝筒（20）内腔延伸设置；

所述第二导流冷凝板（203）的一端与冷凝筒（20）的底面相连接并向冷凝筒（20）内腔延伸设置。

4.根据权利要求1所述的锗提纯用冷凝器，其特征在于，所述排液管包括：第一排液管（244）、第二排液管（245），第一排液管（244）设置于冷凝筒（20）底面上，并设置于第一导流冷凝板（202）与冷凝筒（20）第一端面之间；

所述第二排液管（245）设置于冷凝筒（20）底面上，并设置于第二导流冷凝板（203）与冷凝筒（20）第二端面之间。

5.根据权利要求4所述的锗提纯用冷凝器，其特征在于，包括：第一接液罐（246）、第二接液罐（247），所述第一接液罐（246）与第一排液管（244）管路连通；所述第二接液罐（247）与第二排液管（245）管路连通。

6.根据权利要求1所述的锗提纯用冷凝器，其特征在于，所述冷凝筒（20）包括：挥发气体进气口（113），所述挥发气体进气口（113）设置于冷凝筒（20）第一端面上；挥发蒸汽通过挥发气体进气口（113）进入冷凝筒（20）内。

7.根据权利要求1所述的锗提纯用冷凝器，其特征在于，包括：PLC控制模块，PLC控制模块分别与第一温度传感器（243）、第二温度传感器（222）、冷凝水泵（223）电连接。

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