CN220918192U - 一种利用氯化铝反应余热提纯氯化铝的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及化工设备技术领域，具体涉及一种利用氯化铝反应余热提纯氯化铝的装置，包括氯化铝反应炉和升华管，升华管通过收集罩与氯化铝反应炉的内腔相连通，还包括氯化铝二次升华腔，氯化铝二次升华腔与氯化铝反应炉相接触或通过管道连通，氯化铝反应炉用于进行氯气和熔融铝反应生产氯化铝并为氯化铝二次升华腔提供热源，氯化铝二次升华腔上设有二次升华管。本实用新型利用氯化铝反应炉为氯化铝二次升华腔提供热源，并将氯化铝二次升华腔与二次升华管相连通，利用生产氯化铝的余热对升华得到的氯化铝再次升华，提高了氯化铝的纯度。
Description
技术领域
本实用新型涉及化工设备技术领域，具体涉及一种利用氯化铝反应余热提纯氯化铝的装置。
背景技术
氯化铝是一种熔点、沸点都很低，且会升华的重要化工原料，主要用于制造洗涤剂的烷基化剂、合成药物、合成染料、合成橡胶、洗涤剂、塑料、香料以及催化费瑞德-克莱福特反应。氯化铝的制备工艺主要包括铝锭法、氧化铝法、含铝资源氯化法，其中铝锭法因生产工艺流程简单、使用设备与单位产品投资少等优势得到广泛应用。铝锭法又称金属铝法，即将氯气直接通入熔融的金属铝中，两者直接接触反应生成无水氯化铝，该反应在进行过程中放出的大量热量足以维持反应炉的温度持续熔化铝锭，以至于反应炉附近的温度也能达到500℃左右，反应炉散出的余热得不到充分利用。
申请号为202221750828.5的专利提供了一种可充分利用余热的氯化铝反应炉，通过使用气管连接反应炉的氯化铝反应炉上端与余热循环箱上端，将反应炉中的热空气通过气管送入余热循环箱的内部，利用热空气加热余热循环箱内部的水。该专利虽然在一定程度上利用了氯化铝反应炉的余热，但是因为空气的导热性不佳、比热容较小，并且热空气经由气管送入余热循环箱的过程中会产生热量损失，该专利对余热的利用率低。
实用新型内容
针对现有技术存在的氯化铝反应炉余热利用率低的问题，本实用新型提供一种利用氯化铝反应余热提纯氯化铝的装置，利用氯化铝反应炉为氯化铝二次升华腔提供热源，并将氯化铝二次升华腔与二次升华管相连通，利用生产氯化铝的余热对升华得到的氯化铝再次升华，提高了氯化铝的纯度。
本实用新型提供一种利用氯化铝反应余热提纯氯化铝的装置，包括氯化铝反应炉和升华管，升华管通过收集罩与氯化铝反应炉的内腔相连通，还包括氯化铝二次升华腔，氯化铝二次升华腔与氯化铝反应炉相接触或通过管道连通，氯化铝反应炉用于进行氯气和熔融铝反应生产氯化铝并为氯化铝二次升华腔提供热源，氯化铝二次升华腔上设有二次升华管。
进一步的，升华管的上端与捕集器相连通。
进一步的，氯化铝反应炉的顶部或侧面与氯化铝二次升华腔相接触，氯化铝反应炉与氯化铝二次升华腔相接触的部分为导热材料。氯化铝反应炉优选平整度高且面积大的顶部或侧面与氯化铝二次升华腔相接触，以提高热传递速率。将氯化铝二次升华腔与氯化铝反应炉相接触的部分设计为导热材料，有利于充分利用氯化铝反应余热，导热材料优选耐腐蚀且具有较高强度的单一金属或合金，优选铝合金。
进一步的，氯化铝二次升华腔的顶部设置投料口，氯化铝二次升华腔不与氯化铝反应炉相接触的侧面设置清理口。氯化铝二次升华腔为长方体结构，长方体结构的内部设置空腔，待提纯的氯化铝可通过投料口进入空腔内部升华提纯，空腔内部留存的杂质可通过清理口定期清理。
进一步的，投料口的外侧设有可开闭的投料口盖板，清理口的外侧设有可开闭的清理口盖板。闭合投料口盖板和/或清理口盖板可实现投料口和/或清理口的密封。
进一步的，二次升华管的上端与二次捕集器相连通。氯化铝二次升华腔内部空腔中的氯化铝升华后经由二次升华管进入二次捕集器中，在二次捕集器中结晶，得到纯度更高的氯化铝。
进一步的，二次捕集器与负压装置相连接。负压装置优选引风机，引风机有助于将气态氯化铝引流至二次捕集器中。
进一步的，二次升华管的材质为绝热材料，绝热材料优选陶瓷。本实用新型使用绝热材料制作二次升华管，可减少氯化铝在升华进入二次捕集器的途中散出的热量，提高氯化铝在二次捕集器中的结晶率。
进一步的，氯化铝二次升华腔与二次升华管之间、二次升华管与二次捕集器之间均为密封连接。
进一步的，氯化铝二次升华腔安装加强筋。加强筋安装在氯化铝二次升华腔的外部，以提高氯化铝二次升华腔的强度与承重能力。
本实用新型的有益效果在于：
本实用新型提供的利用氯化铝反应余热提纯氯化铝的装置利用氯化铝反应炉的顶部或侧面与氯化铝二次升华腔之间的热传递加热待提纯的氯化铝，使待提纯的氯化铝在氯化铝二次升华腔中再次升华，在提高氯化铝反应余热利用率的同时也提高了氯化铝的纯度。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例1中利用氯化铝反应余热提纯氯化铝的装置结构示意图。
图中，1-氯化铝反应炉，2-氯化铝二次升华腔，3-二次升华管，4-升华管，5-收集罩。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
实施例1
一种利用氯化铝反应余热提纯氯化铝的装置，如图1所示，包括氯化铝反应炉1，氯化铝反应炉1的顶部设置收集罩5和升华管4，升华管4的下端通过收集罩5与氯化铝反应炉1的内腔相连通，升华管4的上端与捕集器相连通。
还包括氯化铝二次升华腔2，氯化铝二次升华腔2的下表面与氯化铝反应炉1的顶部紧密贴合，氯化铝二次升华腔2与氯化铝反应炉1的内部不连通，氯化铝反应炉1的顶部与氯化铝二次升华腔2相接触的部分设有导热层。氯化铝二次升华腔2为铝合金长方体，承重不低于200kg，顶部设置投料口，侧面设置清理口，投料口的外侧设有可开闭的投料口盖板，清理口的外侧设有可开闭的清理口盖板；氯化铝二次升华腔2的外部安装加强筋，内部为空腔，空腔与内径为100mm的陶瓷材质的二次升华管3相连通，二次升华管3的上端与二次捕集器相连通，二次捕集器与引风机相连接。氯化铝二次升华腔2与二次升华管3之间、二次升华管3与二次捕集器之间均使用耐火土密封连接。
本实用新型在正常生产时，铝锭与氯气在氯化铝反应炉1中反应生成的氯化铝在加热后升华，通过收集罩5进入升华管4中，随后进入捕集器结晶，得到纯度在98.5%以上的氯化铝初级产品。当需要对氯化铝初级产品进一步提纯时，可将氯化铝初级产品通过投料口加入到氯化铝二次升华腔2的内腔中。由于铝锭法生产氯化铝可产生大量热量，氯化铝反应炉1内的温度可达到800℃左右，氯化铝反应炉1依靠辐射和对流向外散热，因为氯化铝二次升华腔2的下表面与氯化铝反应炉1的顶部紧密贴合，且材质为铝合金导热材料，氯化铝反应炉1顶部散出的热量可快速、高效地传递至氯化铝二次升华腔2的空腔内，使空腔内的温度达到180℃以上，空腔内待提纯的氯化铝受热升华，在引风机提供的负压环境下，经由二次升华管3进入捕集器中结晶，得到纯度在99.9%以上的氯化铝，待提纯的氯化铝中的杂质则留存在氯化铝二次升华腔2的空腔内，杂质可通过清理口定期清理。
实施例2
在实施例1的基础上，将氯化铝二次升华腔2设置在氯化铝反应炉1的侧面，氯化铝二次升华腔2与氯化铝反应炉1通过管道连通。
尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本实用新型进行了详细描述，但本实用新型并不限于此。在不脱离本实用新型的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本实用新型的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本实用新型的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种利用氯化铝反应余热提纯氯化铝的装置，包括氯化铝反应炉和升华管，升华管通过收集罩与氯化铝反应炉的内腔相连通，其特征在于，还包括氯化铝二次升华腔，氯化铝二次升华腔与氯化铝反应炉相接触或通过管道连通，氯化铝反应炉用于进行氯气和熔融铝反应生产氯化铝并为氯化铝二次升华腔提供热源，氯化铝二次升华腔上设有二次升华管。
2.如权利要求1所述的一种利用氯化铝反应余热提纯氯化铝的装置，其特征在于，升华管的上端与捕集器相连通。
3.如权利要求1所述的一种利用氯化铝反应余热提纯氯化铝的装置，其特征在于，氯化铝反应炉的顶部或侧面与氯化铝二次升华腔相接触，氯化铝反应炉与氯化铝二次升华腔相接触的部分为导热材料。
4.如权利要求1或3所述的一种利用氯化铝反应余热提纯氯化铝的装置，其特征在于，氯化铝二次升华腔的顶部设置投料口，氯化铝二次升华腔不与氯化铝反应炉相接触的侧面设置清理口。
5.如权利要求4所述的一种利用氯化铝反应余热提纯氯化铝的装置，其特征在于，投料口的外侧设有可开闭的投料口盖板，清理口的外侧设有可开闭的清理口盖板。
6.如权利要求1所述的一种利用氯化铝反应余热提纯氯化铝的装置，其特征在于，二次升华管的上端与二次捕集器相连通。
7.如权利要求6所述的一种利用氯化铝反应余热提纯氯化铝的装置，其特征在于，二次捕集器与负压装置相连接。
8.如权利要求1或6所述的一种利用氯化铝反应余热提纯氯化铝的装置，其特征在于，二次升华管的材质为绝热材料。
9.如权利要求6所述的一种利用氯化铝反应余热提纯氯化铝的装置，其特征在于，氯化铝二次升华腔与二次升华管之间、二次升华管与二次捕集器之间均为密封连接。
10.如权利要求1所述的一种利用氯化铝反应余热提纯氯化铝的装置，其特征在于，氯化铝二次升华腔安装加强筋。
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