CN218321167U - 一种制备大结晶电熔镁砂的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种制备大结晶电熔镁砂的装置，包括下腔体、中间筒体和上盖板，所述下腔体设置有石墨坩埚，其中放置由原料与添加剂压制而成的料球；将料球进行高温煅烧，然后分阶段冷却降温，得到大结晶电熔镁砂。采用本实用新型的制备装置，煅烧过程中无需填料和转移原料，煅烧时间缩短，能源消耗减小，大结晶电熔镁砂的品质提高。

Description

一种制备大结晶电熔镁砂的装置

技术领域

本实用新型涉及耐火材料技术领域，尤其是涉及一种用于制备大结晶电熔镁砂的装置。

背景技术

菱镁矿在不同温度下锻烧、熔融后可以生成主成分为氧化镁的轻烧镁、重烧镁和电熔镁砂。这三种产品除因锻烧温度、菱镁矿杂质含量不同造成氧化镁含量不同外，基本化学成分相同，但在许多物理化学性质上存在明显差异。

轻烧镁主要用于动物饲料和农作物肥料、建筑材料和装饰材料、塑料、油漆与粘合剂等等。重烧镁主要作冶金工业耐火材料，用于制造镁砖、镁铬砖、镁铝砖及硅镁砖、冶金砂、冶金粉等。电熔镁砂是稳定的碱性镁质耐火材料，又是一种优良的高温电气绝缘材料，同时也是制作高档镁砖，镁碳砖及不定形耐火材料的重要原料，被广泛地应用于冶金、建材、玻璃、石化、水泥、国防等领域。

目前，轻烧镁在700度到1100度左右煅烧一步制得，重烧镁在1650度到1800度左右煅烧一步制得。而电熔镁砂制备工艺包括两步煅烧，具体包括首先将菱镁矿进行轻烧，得到轻烧镁，然后将轻烧镁在电弧炉中经冶炼、熔化再结晶后形成电熔镁砂。

由此可见，电熔镁砂在两次煅烧过程中会造成原料的浪费、能源的大量消耗、以及工艺时间长的缺陷。因此亟需一种节约成本、工艺流程短、且产品具有良好品质的制备方法。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种用于制备大结晶电熔镁砂的装置，包括下腔体、中间筒体和上盖板，所述下腔体设置有石墨坩埚，其中放置由原料与添加剂压制而成的料球，将料球进行高温煅烧，然后分阶段冷却降温。采用本实用新型的制备装置，煅烧过程中无需填料和转移原料，煅烧时间缩短，能源消耗减小，电熔镁砂的品质提高。

因此，本实用新型提供一种制备大结晶电熔镁砂的装置，所述装置包括下腔体、中间筒体和上盖板，其中：

所述中间筒体的底部与所述下腔体的顶部连接，

所述下腔体设置有石墨坩埚以及位于石墨坩埚底部的底护板，优选地，所述底护板的表面具有凸起结构。

所述中间筒体内设置隔热笼，包括起支撑作用的钢架和设置在钢架内部的隔热层，石墨坩埚位于隔热笼的内部。

所述上盖板的底部与所述中间筒体的顶部连接，上盖板上设置有电极棒、进气口和排气口。

所述下腔体与所述中间筒体采用卡槽或螺栓连接。优选地，隔热笼为分体式隔热笼，其包括上层隔热笼与下层隔热笼，当上下层隔热笼闭合时，下层隔热笼的顶端高于上层隔热笼的底端，优选地，上层隔热笼和下层隔热笼的底端具有向外突出的环形凸起。

所述上层隔热笼固定在上盖板上，下层隔热笼由提升装置连接，下层隔热笼通过提升装置可上下移动。

所述电极棒为三根石墨电极棒，形成三角形。

所述排气口连通排风系统，使得能够实时抽取装置内的气体并排出；优选地，在排风系统的出口处安装回收用除尘袋。

所述中间筒体的外表面和/或支撑板的下部设置有水冷系统，优选包括冷却管道和驱动装置。优选地，所述冷却管道包括多条并联的螺旋盘管，或者冷却管道为竖直管道，包括位于顶部的上环管和位于底部的下环管。

所述中间筒体的外表面铺满温差发电片组件；

优选地，温差发电片组件的冷端涂有导热硅脂。

本实用新型的制备大结晶电熔镁砂的装置，所具有的有益效果包括：

(1)本实用新型提供的装置，能够阶段式通入氮气或惰性气体，会使温度急剧下降，使熔融状态的氧化镁和杂质有效分层，能够提高电熔镁砂的品质；

(2)利用本实用新型提供的装置，无需对筛分出高纯度的菱镁矿，就能够得到高品位的大结晶电熔镁砂，从而增大了菱镁矿的利用率；

(3)本实用新型提供的装置，能够对熔融状态下的氧化镁形成快速的降温梯度，从而提高大结晶电熔镁砂的品质，该装置可以生产不同批量的大结晶电熔镁砂，适用范围广；

(4)本实用新型提供的装置构造简单、保温效果强，使用率高。

附图说明

图1为本实用新型提供的制备大结晶电熔镁砂的装置的结构示意图；

图1中的附图标记如下：

1-下腔体、2-底护板、3-石墨坩埚、4-中间筒体、5-下层隔热笼、6-上层隔热层、7-上盖板、8-进气口、9-排气口、10-提升装置、11-电极棒、12-支撑板。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

目前，电熔镁砂的制备工艺一般包括两步煅烧，首先将菱镁矿在回转煅烧炉或轻烧窑中进行轻烧，得到轻烧镁；然后将轻烧镁再转移至电弧炉中经冶炼、熔化、结晶后形成电熔镁砂。因此可以看出，在转移过程中会造成原料的浪费，同时两次煅烧会造成生产工艺效率低、能量消耗大、环境污染较严重。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种用于制备大结晶电熔镁砂的装置，该装置主要包括下腔体1、中间筒体4和上盖板7，如图1所示。

其中，所述下腔体1，其设置有石墨坩埚3以及在石墨坩埚3底部的底护板2；任选地，还设置有与下腔体1固定连接的支撑板12；

所述中间筒体4，其底部与下腔体1的顶部连接，中间筒体4内设置隔热笼，石墨坩埚3位于隔热笼的内部；以及

所述上盖板7，其底部与所述中间筒体4的顶部连接，上盖板7上设置有电极棒11、进气口8和排气口9。

在本实用新型中，石墨坩埚3用于一次性填充料球，无需在煅烧过程中继续进行填料，因此可以根据实际所要生产电熔镁砂的量确定石墨坩埚的规格(石墨坩埚的规格在1#～2500#不等，不同规格的石墨坩埚可以市购或者定制)。为了进一步保护石墨坩埚的安全性，其内部可以构筑一层厚10～20mm本实用新型制备的大结晶电熔镁砂。

在本实用新型中，还可以在料球的最上层铺一层焦炭或炭块，作为引燃剂或助燃剂。

由于石墨的导热率和电阻均受温度影响，如电阻系数在700～900K以下为负值，900K以上为正值，导热率在某一温度达到最大值，其余均会下降，即石墨具有各向异性的良导热，因此本实用新型的底护板2优选为石墨。

在优选实施方式中，底护板2的表面具有凸起结构，凸起结构为圆形或多边形。

在本实用新型中，底护板2的尺寸大于石墨坩埚3的尺寸，且小于支撑板12的尺寸，也就是石墨坩埚3完全放置在底护板2上，底护板2完全放置在支撑板12上。

底护板2设置为凸起结构，优选地，该凸起结构排列不均匀，使得石墨坩埚3与底护板2之间为点接触，更加有利于在冷却过程中对石墨坩埚的快速降温。

例如，凸起为高3～6mm，直径10～15mm的圆柱形。该尺寸的圆柱体既保持石墨坩埚的稳定性的同时，又能够使得氮气或惰性气体的穿插流通，从而实现对石墨坩埚的降温。

在本实用新型中，支撑板12的主要作用是支撑石墨坩埚3和底护板2。支撑板12包括支撑作用的钢架、设置在钢架上的金属板以及金属板上表面的隔热层。该隔热层的厚度为15～30mm的石墨。

在优选实施方式中，下腔体1中还设置有溢流口通道。

设置溢流口通道能够保证装置的安全性，通过溢流口观察是否有液体流出，从而判断石墨坩埚是否完好，保证反应的正常进行。

其中，中间筒体4的底部与下腔体1的顶部连接，中间筒体4内设置隔热笼，石墨坩埚3位于隔热笼的内部。

在优选实施方式中，下腔体1与中间筒体4采用卡槽或螺栓连接，从而保证下腔体1能够与中间筒体4可以分离，从而方便填料和出料。

在优选实施方式中，隔热笼包括支撑作用的钢架和设置在钢架内部的隔热层。

其中，设置隔热笼能够在料球熔融阶段，保持装置内的稳定温度，能够避免先熔化的料球不会因为装置的不断散热降温而冷凝结晶。

优选地，隔热笼为分体式隔热笼，其包括上层隔热笼6与下层隔热笼5，其中，当上下层隔热笼闭合时，下层隔热笼5的顶端高于上层隔热笼6的底端。

优选地，上层隔热笼6和下层隔热笼5的底端具有向外突出的环形凸起。

更优选地，上层隔热笼6的环形凸起外部尺寸等于下层隔热笼5的内部尺寸。这样上下层隔热笼能够很好的接触，保持熔融过程的温度。

更优选地，下层隔热笼5的内部尺寸小于等于底护板2的尺寸。

在本实用新型中，利用下层隔热笼5的环形凸起，可以将下层隔热笼5稳固的安放在底护板2上或与底护板2密封，利用上层隔热笼6的环形凸起，可以将上层隔热笼6容纳在下层隔热笼5内，形成稳定的隔热空间，有助于料球的熔化。

优选地，上层隔热笼6包括至少一层隔热层，下层隔热笼5包括至少两层隔热层。更优选地，上层隔热笼砌筑2层10～20mm的石墨，下层隔热笼砌筑3层10～20mm的石墨。

其中，由于在熔融过程中，无需继续添加料球，即保证石墨坩埚3周围温度的稳定能够使得料球快速熔融，同时保持电流的稳定，避免短路，且上部温度稍低于下部温度，利于气态杂质的向上迁移。

在更优选实施方式中，上层隔热笼6固定在上盖板7上，下层隔热笼5由提升装置10连接。

在本实用新型中，下层隔热笼5可以通过提升装置10上下移动，使得在冷却结晶过程中，将下层隔热笼5通过提升装置10提升，使下层隔热笼5位于上盖板1底部，这样冷却空间为整个装置的内腔，冷却空间变大，更有利于利用氮气或惰性气体对石墨坩埚的降温。

在本实用新型中，中间筒体4外部设置有固定支架，用于固定整个装置。

其中，上盖板7的底部与中间筒体4的顶部连接，上盖板上设置有电极棒11、进气口8和排气口9。

具体地，上盖板7既能够固定电极棒11和下层隔热笼5的提升装置，还能够用于保温隔热，避免热量散失。

在本实用新型中，还包括电极升降装置、变压器及其附件、高压控制、低压控制、大电流线路等结构与设备，根据实际情况可以采取常规方案安装，实现其基本功能即可。

在本实用新型中，电极棒11为三根石墨电极棒。该三根石墨电极棒形成三角形，其中三角形的大小随着石墨坩埚的规格的变化而变化，同时三根石墨电极棒利用电极升降装置上下移动，从而保证三根石墨电极能够插入到石墨坩埚的料球中。

优选地，排气口9连通排风系统，使得能够实时抽取装置内的气体并排出；排风系统将气体抽出后进行回收处理。

更优选地，在排风系统的出口处安装回收用除尘袋，通过除尘袋吸附及回收利用细小的物料颗粒或粉尘，防止其被直接排放到空气中。

更优选地，该废气在进入到除尘袋以前，先接入到水冷系统中，通过水冷系统为气体降温，然后再将气体通入到除尘袋；冷却水在与废气换热后，温度升高，可以用于供暖。

在本实用新型中，下腔体1、中间筒体4和上盖板7上均砌筑有厚10～50mm的内衬，内衬为电熔镁砂(可以为本实用新型制备的大结晶电熔镁砂)制成，这样能够保证装置的安全性。

在优选实施方式中，中间筒体4的外表面铺满温差发电片组件，该温差发电片组件用于将冷却结晶过程中中间筒体4外表面的热量转化成电能。

在该具体实施方式中，温差发电片组件热端和冷端分别与中间筒体4的外表面和外部环境接触具有温度差，从而在温差发电片组件两端形成温差电动势，从而将热能转化为电能，并能够通过导线向外输出电能，向其他电路供电。

更优选地，温差发电片组件的冷端涂有导热硅脂，从而能够缩短冷却时间。

在另一个优选实施方式中，中间筒体4的外表面和/或支撑板12的下部还设置有水冷系统，该水冷系统用于将冷却结晶过程中，缩短冷却时间。

在本实用新型中，水冷系统包括冷却管道和驱动装置。驱动装置用以将冷却水鼓入到冷却管道中，并为冷却水的循环流动提供动力。

例如，冷却管道可以包括多条并联的螺旋盘管，从而减小每条螺旋盘管中冷却水的行程，增大整体的冷却水流量，提高冷却效果。

或者，冷却管道可以为竖直管道，包括位于顶部的上环管和位于底部的下环管；在上环管和下环管之间设置有竖向设置的立管，立管可以彼此平行地设置有多条。

利用本实用新型提供的装置，可以制备大结晶电熔镁砂，所述制备大结晶电熔镁砂的过程为，首先对原料进行筛分，然后将原料与添加剂压制成料球，最后将料球进行高温煅烧，分阶段冷却降温，得到高品位的大结晶电熔镁砂。该方法只需经过一次煅烧，且在煅烧过程中无需填料和转移原料，煅烧时间缩短，能源消耗减小，大结晶电熔镁砂的品质提高。

具体而言，利用本实用新型的装置制备大结晶电熔镁砂的方法，主要包括以下步骤：

步骤1、准备菱镁矿并进行初选，任选进行预处理。

菱镁矿和方解石、白云石等无水碳酸盐矿物结晶构造相似，阳离子半径相近，能形成广泛的类质同象，在物理性质上也有相似性，常密切共生或混杂在一起。

因此，首先将对菱镁矿进行初选，以除去其中杂质，提高菱镁矿的品位。

在本实用新型的一个具体实施方式中，步骤1中，初选氧化镁含量大于43％，和/或

预处理包括筛分和研磨，优选将菱镁矿研磨成粉料。

例如，可以先对菱镁矿进行初选，选择出氧化镁含量大于43％的菱镁矿，优选氧化镁含量大于45％的菱镁矿，更优选氧化镁含量大于46％的菱镁矿，然后对初选后的菱镁矿进行筛分和研磨。

在本实用新型中，对菱镁矿的筛分方法不进行具体的限制。例如可以采用浮选法对菱镁矿进行筛分。该浮选法的主要过程可以为首先利用捕收剂十二胺阳离子，起泡剂2号油(主要成分为萜品醇)进行反浮选，然后利用抑制剂水玻璃和六偏磷酸钠，捕收剂脂肪酸、起泡剂油酸钠进行正浮选，筛分出氧化镁含量为44％-47.5％的菱镁矿。

在本实用新型中，将菱镁矿研磨成3～280目，优选10～150目，的粉料，能够有助于得到更致密、更均匀的料球，从而使菱镁矿更容易煅烧，节省能源。

具体过程为，将菱镁矿经球磨机细磨，分级机分级，粒径为3～280目的粉料由收尘器收集后进入压球系统，粒径不满足的粉料返回球磨机继续研磨，直至粉料粒径在3～280目之间。

步骤2、将步骤1所得到的物料压制成料球。

在本实用新型的一个优选实施方式中，在步骤2中，步骤1所得粉料与添加剂一起进行压制，优选将粉料和添加剂先进行混合，然后压制成料球。

在本实用新型中，料球的直径在10～50mm，优选20～40mm之间，有助于料球的煅烧，并且显著缩短料球的熔融时间。

优选地，添加剂为无机添加剂和/或有机添加剂中的一种或多种，

所述无机添加剂优选为氧化镁、氯化镁和碳中的至少一者，有机添加剂优选为生物基材料、树脂和石蜡中的至少一者。

在本实用新型中，添加剂在高温下分解成为水蒸气和一氧化碳(或二氧化碳)，从而在料球中生成孔洞，防止料球的爆裂；同时在分解过程中吸收空气中的氧气，减少杂质氧化亚铁被氧化，破坏大结晶电熔镁砂的品质(颜色)。

优选地，添加剂与粉料的质量比为(1～20):100。

经研究发现，添加剂与粉料的质量比大于20:100，在料球煅烧时，添加剂分解时，料球易塌陷，从而料球之间会产生黏结，需要更长的煅烧时间，同时产生的水蒸气和一氧化碳(或二氧化碳)会有一定的阻燃作用，导致料球煅烧不彻底。当添加剂与粉料的质量比小于1:100时，其添加剂的作用不明显，因此添加剂与粉料的质量比为(1～20):100，优选为(5～15):100，更优选为(10～15):100，例如12:100。

更优选地，添加剂为生物基材料和树脂的混合物；和/或生物基材料与树脂的质量比为(5～13):1。

生物基材料是指利用可再生生物质，包括农作物、树木和其它植物及其残体和内含物为原料，通过生物、化学以及物理等手段制造的一类新型材料。

在本实用新型中，生物基材料优选为魔芋葡甘聚糖和/或羟乙基纤维素。树脂优选为酚醛树脂和/或二酚基丙烷缩水甘油醚。

经研究发现，当生物基材料和树脂选择上述材料时，能够使得其与粉料很好的黏结，同时在煅烧过程中，又能够保证料球熔融的稳定性，避免局部塌陷。

同时，当生物基材料与树脂的质量比为(5～13):1，优选(6～11):1时，能够容易一次性形成较均匀的料球，并且在煅烧过程中，料球不会局部塌陷。

步骤3、将料球在高温条件下煅烧，冷却结晶得到大结晶电熔镁砂。

在本实用新型中，高温为2200℃以上，优选2500℃以上，优选2600～3400℃，更优选2800～3200℃；煅烧时间为6～15h，优选8～12h，在该反应条件下，料球能够全部熔融，且碳酸镁全部转化成氧化镁。

优选地，料球在高温条件下一次煅烧，无需进行加料以及多次煅烧，从而能够保证温度的稳定性以及料球煅烧的均匀性。

在本实用新型的一个优选实施方式中，在步骤3中，冷却结晶过程中通入氮气或惰性气体。

在目前工艺中，一般为在环境中自然冷却6～8天形成大结晶电熔镁砂。然而该过程冷却时间较长，装置的使用率降低，同时在冷却结晶过程中会接触到环境中的氧气和水蒸气，在较高温度时，氧化亚铁容易被氧化成氧化铁，破坏大结晶电熔镁砂的品质(颜色)。

经研究发现，在冷却结晶过程中通入氮气或惰性气体，能够排除气化的杂质，同时排除氧气，降低氧化亚铁被氧化，从而使大结晶电熔镁砂呈(类)白色。

优选地，阶段式通入氮气或惰性气体；更优选地，各个阶段通入的氮气或惰性气体的时间依次增大。

经研究发现，在冷却结晶过程中，骤降冷却温度得到的大结晶电熔镁砂的纯度、晶体粒径和结构致密性能均会得到极大的提高。

而本实用新型采用阶段式通入氮气或惰性气体，会使温度急剧下降，使熔融状态的氧化镁和杂质有效分层，使氧化镁晶体在杂质的下面快速析出，而杂质在最后阶段析出，从而提高大结晶电熔镁砂的品质。

优选地，第一阶段为连续通入氮气或惰性气体12～18h，优选14～15h后停止，静置10～17h，优选13～15h；第二阶段为连续通入氮气或惰性气体16～20h，优选17～18h后停止，静置16～19h，优选17～18h；第三阶段为连续通入氮气或惰性气体24～36h，优选28～32h后停止，静置至室温。

其中，采用上述阶段通气时间，能够保证为氧化镁晶体提供快速的降温梯度，使得杂质最后散落在大结晶电熔镁砂的晶界上，提高大结晶电熔镁砂的纯度以及品相。

在本实用新型中，步骤3中，将料球放置在所述装置的石墨坩埚3中，进行煅烧和冷却结晶。

根据本实用新型，利用所述装置实施大结晶电熔镁砂的制备过程中，无需对筛分出高纯度的菱镁矿，就能够得到高品位的大结晶电熔镁砂，从而增大了菱镁矿的利用率。

在本实用新型中，利用该装置能够对熔融状态下的氧化镁形成快速的降温梯度，从而提高大结晶电熔镁砂的品质。该装置可以生产不同批量的大结晶电熔镁砂，适用范围广。

为了进一步理解本实用新型，下面结合实施例对本实用新型的技术方案进行描述，本实用新型的保护范围不受以下实施例的限制。

实施例1

以下参照图1，描述本实用新型提供的装置的工作过程：

在开始工作之前首先将下腔体1移出，在石墨坩埚3内装入料球，并将料球压实压密，然后在料球的最上层铺一层焦炭或炭块，其平铺范围在三根石墨电极棒11所形成的三角形范围内，使得起弧后电路形成回路；

接着，利用卡槽或螺栓连接下腔体1和中间筒体4，使两者固定安装。关闭上盖板7的进气口8，打开排气口9，下降三根石墨电极棒11，使三根石墨电极棒11插入到料球中。接着依次进入起弧阶段和熔融阶段；

最后，在冷却阶段中打开进气口8，提升下层隔热笼5，阶段性通入氮气，直至冷却至室温；

利用卡槽或螺栓分离下腔体1和中间筒体4，移出下腔体1，将石墨坩埚3中的镁坨粉碎，得到大结晶电熔镁砂。

实施例2

初选出氧化镁含量为44％-47.5％的菱镁矿300kg；将菱镁矿研磨成10～150目的粉料；

在粉料中加入羟乙基纤维素33kg和酚醛树脂3kg，混合均匀后压制成20～40mm的料球。

将料球放入本实用新型制备用装置的石墨坩埚3(规格400#)中，并将料球压实压密，然后在料球的最上层铺一层焦炭。

利用卡槽连接下腔体1和中间筒体4，使两者固定安装。

关闭上盖板7的进气口8，打开排气口9，下降三根石墨电极棒11，使三根石墨电极棒11插入到料球中。

在3200℃下持续通电煅烧约9h。

煅烧结束后，打开进气口8，提升下层隔热笼5，连续通入氮气约15h后停止，静置约14h；然后连续通入氮气约18h后停止，静置约18h；最后连续通入氮气约32h后停止，静置至室温。

利用卡槽分离下腔体1和中间筒体4，移出下腔体1，将石墨坩埚3中的镁坨粉碎，得到白色的大结晶电熔镁砂，氧化镁晶粒较均匀，其尺寸大致介于10～30mm之间。经测定，所获得的大结晶电熔镁砂中氧化镁含量约98.31％，氧化铁和氧化亚铁含量约0.44％，氧化铝含量约0.10％，二氧化硅含量约0.30％，氧化钙含量约0.80％，灼减约0.05％，其体密为约3.50g/cm³。

以上结合具体实施方式和范例性实例对本实用新型进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本实用新型的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本实用新型精神和范围的情况下，可以对本实用新型技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本实用新型的范围内。

Claims (8)

1.一种制备大结晶电熔镁砂的装置，所述装置包括下腔体(1)、中间筒体(4)和上盖板(7)，其特征在于，

中间筒体(4)的底部与下腔体(1)的顶部连接，

下腔体(1)设置有石墨坩埚(3)以及位于石墨坩埚(3)底部的底护板(2)，

底护板(2)的表面具有凸起结构；

中间筒体(4)内设置隔热笼，包括起支撑作用的钢架和设置在钢架内部的隔热层，石墨坩埚(3)位于隔热笼的内部；

所述上盖板(7)的底部与所述中间筒体(4)的顶部连接，上盖板(7)上设置有电极棒(11)、进气口(8)和排气口(9)；

底护板(2)的尺寸大于石墨坩埚(3)的尺寸；

隔热笼为分体式隔热笼，其包括上层隔热笼(6)与下层隔热笼(5)，当上下层隔热笼闭合时，下层隔热笼(5)的顶端高于上层隔热笼(6)的底端，上层隔热笼(6)和下层隔热笼(5)的底端具有向外突出的环形凸起。

2.根据权利要求1所述的制备装置，其特征在于，下腔体(1)与中间筒体(4)采用卡槽或螺栓连接。

3.根据权利要求2所述的制备装置，其特征在于，上层隔热笼(6)固定在上盖板(7)上，下层隔热笼(5)由提升装置(10)连接，下层隔热笼(5)通过提升装置(10)可上下移动。

4.根据权利要求1至3之一所述的制备装置，其特征在于，电极棒(11)为三根石墨电极棒，该三根石墨电极棒形成三角形。

5.根据权利要求1至3之一所述的制备装置，其特征在于，排气口(9)连通排风系统，使得能够实时抽取装置内的气体并排出；

在排风系统的出口处安装回收用除尘袋。

6.根据权利要求1至3之一所述的制备装置，其特征在于，中间筒体(4)的外表面和/或支撑板(12)的下部设置有水冷系统，包括冷却管道和驱动装置。

7.根据权利要求6所述的制备装置，其特征在于，所述冷却管道包括多条并联的螺旋盘管，或者冷却管道为竖直管道，包括位于顶部的上环管和位于底部的下环管。

8.根据权利要求5所述的制备装置，其特征在于，

所述中间筒体(4)的外表面铺满温差发电片组件；

温差发电片组件的冷端涂有导热硅脂。

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