CN220990779U - 一种蒸发提纯系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及金属提纯技术领域，具体公开了一种蒸发提纯系统，包括：反应釜、冷凝器、收集瓶；所述反应釜上设置有出气口；所述出气口连接所述冷凝器的进气口，以使所述反应釜内的蒸汽进入所述冷凝器冷凝；所述收集瓶连接所述冷凝器的出液口，以收集所述冷凝器冷凝后的冷凝液。本方案通过冷凝器将反应釜的蒸汽冷凝，并通过收集瓶对蒸汽冷凝后的冷凝液进行收集，可以避免冷凝液回流到反应釜中，从而避免设备被腐蚀和避免环境被污染，有效解决现有的提纯系统中带酸蒸汽易回流到反应釜中的问题。

Description

一种蒸发提纯系统

技术领域

本申请涉及金属提纯技术领域，尤其涉及一种蒸发提纯系统。

背景技术

在对金属进行提纯的过程中，需要将金属掺杂的水分去除；例如提纯金属铋的过程中，需要对铋进行搅拌和加热，以去除其包含的水分。

对金属的提纯系统中，一般通过反应釜对金属进行加热蒸发，之后产生的蒸汽中，部分蒸汽冷凝后会回流到反应釜中；由于这部分蒸汽带有酸性，因此所形成的冷凝液容易对反应釜等装置的壁面造成腐蚀。

实用新型内容

有鉴于此，本申请的目的是提供一种蒸发提纯系统，用于解决现有的提纯系统中带酸蒸汽易回流到反应釜中的问题。

为达到上述技术目的，本申请提供一种蒸发提纯系统，包括：反应釜、冷凝器、收集瓶；

所述反应釜上设置有出气口；

所述出气口连接所述冷凝器的进气口，以使所述反应釜内的蒸汽进入所述冷凝器冷凝；

所述收集瓶连接所述冷凝器的出液口，以收集所述冷凝器冷凝后的冷凝液。

进一步地，还包括：三通管；

所述冷凝器上设置有通口；

所述通口为所述冷凝器的进气口和所述冷凝器的出液口；

所述三通管的第一通口连接所述出气口；

所述三通管的第二通口连接所述冷凝器；

所述三通管的第三通口连接所述收集瓶。

进一步地，所述冷凝器相对于竖直面倾斜设置；

所述通口设置于所述冷凝器底部；

所述三通管的第三通口与所述三通管的第二通口竖直贯通；

所述三通管的第一通口位于所述三通管的第二通口的侧下方。

进一步地，所述反应釜内部设置有搅拌桨。

进一步地，所述反应釜的壁面内设置有供热水流入的热水夹层。

进一步地，所述反应釜的底部设置有连通所述热水夹层的进水口；

所述反应釜的顶部设置有连通所述热水夹层的出水口。

进一步地，还包括：热水循环组件；

所述热水循环组件包括：换热器、热水储罐与入水泵；

所述热水储罐的供水口通过所述入水泵连通所述热水夹层的进水口；

所述热水储罐的回水口连通所述热水夹层的出水口；

所述换热器连接所述热水储罐，用于为所述热水储罐加热。

进一步地，还包括：测温管；

所述测温管伸入所述反应釜内，用于测量所述反应釜内的温度。

进一步地，还包括：真空泵；

所述真空泵连接所述反应釜内部。

进一步地，还包括：溶解釜与入料隔膜泵；

所述溶解釜通过所述入料隔膜泵连通所述反应釜的入料口。

进一步地，还包括：下料阀、下料隔膜泵与离心机；

所述下料阀设置于所述反应釜的出料口上；

所述反应釜的出料口通过所述下料隔膜泵连接所述离心机。

从以上技术方案可以看出，本申请提供一种蒸发提纯系统，包括：反应釜、冷凝器、收集瓶；所述反应釜上设置有出气口；所述出气口连接所述冷凝器的进气口，以使所述反应釜内的蒸汽进入所述冷凝器冷凝；所述收集瓶连接所述冷凝器的出液口，以收集所述冷凝器冷凝后的冷凝液。本方案通过冷凝器将反应釜的蒸汽冷凝，并通过收集瓶对蒸汽冷凝后的冷凝液进行收集，可以避免冷凝液回流到反应釜中，从而避免设备被腐蚀和避免环境被污染，有效解决现有的提纯系统中带酸蒸汽易回流到反应釜中的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请实施例提供的一种蒸发提纯系统的整体结构示意图；

图中：

1、反应釜；2、冷凝器；3、收集瓶；4、三通管；5、热水循环组件；6、真空泵；7、溶解釜；8、入料隔膜泵；9、下料阀；10、下料隔膜泵；11、离心机；12、测温管；

21、通口；41、第一通口；42、第二通口；43、第三通口；51、换热器；52、热水储罐；53、入水泵；54、回水泵；

101、出气口；102、热水夹层；103、搅拌桨；104、进水口；105、出水口；106、出料口；107、入料口；108、伺服电机。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请说明书中的实施例，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，都属于本申请所请求保护的范围。

在本申请实施例的描述中，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，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，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申请实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可更换连接，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，可依具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

请参阅图1，本申请实施例中提供的一种蒸发提纯系统，包括：反应釜1、冷凝器2、收集瓶3。

反应釜1可以为双层夹套玻璃反应釜，用于对物料进行加热；反应釜1上设置有出气口101、入料口107与出料口106，分别用于出气、入料和出料。

出气口101连接冷凝器2的进气口，以使反应釜1内的蒸汽进入冷凝器2冷凝；其中，出气口101可以设置于反应釜1的顶部，使得反应釜1内加热产生的蒸汽可以通过出气口101导出至冷凝器2内。

收集瓶3连接冷凝器2的出液口，以收集冷凝器2冷凝后的冷凝液；其中，冷凝器2的进气口和出液口可以分别位于冷凝器2的两端，且冷凝器2的出液口位于冷凝器2的底部。

通过收集瓶3，可以对反应釜1内产生蒸汽后的蒸汽冷凝液进行收集，避免蒸汽冷凝液回流到反应釜1内，从而避免了在反应釜1用于金属提纯时，所产生的蒸汽附带酸性而对反应釜1造成腐蚀。

在一个实施例中，还包括：三通管4；冷凝器2上设置有通口21；通口21为冷凝器2的进气口和冷凝器2的出液口；三通管4的第一通口41连接出气口101；三通管4的第二通口42连接冷凝器2；三通管4的第三通口43连接收集瓶3。

也即在本实施例中，冷凝器2的进气口与出液口为同一个，均为通口21；通过三通管4，可以提高整体系统结构的紧凑性。

在应用过程中，反应釜1内加热物料所产生的蒸汽依次通过出气口101和第一通口41进入到三通管4内，之后通过第二通口42和通口21进入到冷凝器2内进行冷凝，冷凝后产生的冷凝液回流到通口21，通过第二通口42进入到三通管4内，之后通过第三通口43流入收集瓶3中被收集。

为了便于冷凝器2中的冷凝液回流到通口21，冷凝器2可以设置为相对于竖直面倾斜设置，且通口21设置于冷凝器2底部；冷凝器2可以为螺旋冷凝器。

作为进一步地改进，为了便于冷凝液从第二通口42流道第三通口43，第三通口43与第二通口42竖直贯通；三通管4的第一通口41位于三通管4的第二通口42的侧下方，避免冷凝液流至第一通口41的位置。

具体来说，在实际应用中，三通管4也可以设置为其他形状，具体使得从第一通口41的蒸汽可以导出至第二通口42，并且由第二通口42流入的冷凝液可以流至第三通孔43而不流入第一通口41即可。

在一个实施例中，反应釜1内部设置有搅拌桨103。

以反应釜1内的物料为金属铋为例，在反应过程中，搅拌桨103可以对粉状的金属铋进行搅拌，从而更好的将金属铋内掺杂的水分蒸发出。

需要说明的是，反应釜1可以设置于纯钛移动式框架13上；纯钛移动式框架13上设置有伺服电机108；伺服电机108的输出端连接搅拌桨103，用于带动搅拌桨103转动。

进一步地，还包括：真空泵6；真空泵6连接反应釜1内部。在应用中，真空泵6用于将反应釜1抽真空至0.092-0.096Mpa，有助于水分蒸发。

在一个实施例中，反应釜1的壁面内设置有供热水流入的热水夹层102。

热水夹层102内流入热水后，可以为反应釜1内进行加热，实现将物料的水分蒸发。

在更具体的实施例中，反应釜1的底部设置有连通热水夹层102的进水口104；反应釜1的顶部设置有连通热水夹层102的出水口105。

也即在本实施例中，热水从热水夹层102的底部进入后，从其顶部流出；通过低进高出的液流能够更好的将热量传导至反应釜1内。

进一步地，还包括：热水循环组件5；热水循环组件5包括：换热器51、热水储罐52与入水泵53；热水储罐52的供水口通过入水泵53连通热水夹层102的进水口104；热水储罐52的回水口连通热水夹层102的出水口105；换热器51连接热水储罐52，用于为热水储罐52加热。

其中，换热器51可以为板式换热器，通过蒸汽进行加热后将蒸汽的热量传导给热水储罐52中的水。

具体来说，热水储罐52可以设置有循环出口和循环入口；循环出口连接的管路穿过换热器51后连接回水泵54，再之后连接循环入口；从而在回水泵54启动时，热水储罐52内的水可以通过循环出口和循环入口而经换热器51循环流动，实现持续加热。

作为进一步地改进，还包括：测温管12；测温管12伸入反应釜1内，用于测量反应釜1内的温度。

其中，测温管12可以为PT100电子测温管。换热器51将热水储罐52内的水加热到90-95℃；测温管12测试到反应釜1内的温度达到90℃以上则开始自动计时，以确保精确计算搅拌桨103对物料搅拌充分时间和蒸汽收集时间。

在另一个实施例中，还包括：溶解釜7与入料隔膜泵8；溶解釜7通过入料隔膜泵8连通反应釜1的入料口107。

也即溶解釜7通过入料隔膜泵8向反应釜1提供物料。

进一步地，还包括：下料阀9、下料隔膜泵10与离心机11；下料阀9设置于反应釜1的出料口106上；反应釜1的出料口通过下料隔膜泵10连接离心机11。

在通过测温管12确认反应釜1在足够温度条件下反应充分时间后，开启下料阀9，即可通过下料隔膜泵10将物料送至离心机11进行下一道工序。

需要说明的是，反应釜1的材质可以使用G3.3高硼硅玻璃，与普遍玻璃相比，具有无毒副作用，热稳定性能强，抗水、抗碱、抗酸性能高的优点。搅拌桨103的材质可以选用聚四氟乙烯材料，具有摩擦系数小、不粘性、耐腐蚀性能高、耐老化、无害性等优点，可以保证物料的纯度。

并且，搅拌桨103可以包括呈上下分布的两个，并且两个搅拌桨103的螺旋叶的长度不同，二者的高度相对位置根据物料的多少来调整，使物料在釜内产生扩散、剪切等复合运动。

冷凝器2材质同样使用G3.3高硼硅玻璃；冷凝器2可以与真空泵6连接，使得蒸汽更好的被引流至冷凝器2内。冷凝器2采用三层盘管冷凝高效，当工序开始时，真空泵6不停抽气，实现蒸汽经过冷凝管冷凝成水滴流向收集瓶3收集，因为蒸汽带有微酸性，通过收集瓶3收集后不会流向真空泵6，可以保证蒸汽不会腐蚀真空泵6以及被真空泵6排出而污染环境。

反应釜1的主体可以为两头圆柱型，反应釜1的桶盖加厚以承受抽真空的正压或负压，同时可以减少物料残留便于清理。

本申请实施例提供的蒸发提纯系统中，测温管12、伺服电机108、下料阀9等部件可以均连接至PLC自动控制系统，从而操作人员可以通过PLC自动控制系统操作站设置好伺服电机108的工作模式、搅拌桨103的速率、下料阀9的卸料速度、真空泵6的工作功率、换热器51的升温速率及预设温度，投料后即可启动进行自动化生产。

本系统自动化程度高，操作便捷，可以降低人员的劳动强度，减少了环境污染风险和产品污染风险，进行合理化的真空高温蒸发生产，提高了生产安全系数和产品品质，操作容易且灵活性高，不仅生产效率高，还能按工艺要求生产出高纯铋，所有数据集中显示并储存在PLC系统操作站方便调整工艺及查看生产参数。

整个生产过程可通过PLC控制操作站进行实时观察反应釜1和换热器51内温度，搅拌桨103旋转转速，真空泵6运行状态，入料口107和下料阀9运行状态以及操作，自动化程度高，操作便捷，降低了人员的劳动强度，减少了环境污染风险和产品污染风险，进行合理化的高温蒸发生产，提高了生产安全系数和产品品质，操作容易且灵活性高，不仅生产效率高，能够按工艺要求生产出高纯铋物料。

以上为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照实例对本申请进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实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，但是凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种蒸发提纯系统，其特征在于，包括：反应釜(1)、冷凝器(2)、收集瓶(3)与三通管(4)；

所述反应釜(1)上设置有出气口(101)；

所述出气口(101)连接所述冷凝器(2)的进气口，以使所述反应釜(1)内的蒸汽进入所述冷凝器(2)冷凝；

所述收集瓶(3)连接所述冷凝器(2)的出液口，以收集所述冷凝器(2)冷凝后的冷凝液；

所述冷凝器(2)上设置有通口(21)；

所述通口(21)为所述冷凝器(2)的进气口和所述冷凝器(2)的出液口；

所述三通管(4)的第一通口(41)连接所述出气口(101)；

所述三通管(4)的第二通口(42)连接所述冷凝器(2)；

所述三通管(4)的第三通口(43)连接所述收集瓶(3)。

2.根据权利要求1所述的蒸发提纯系统，其特征在于，所述冷凝器(2)相对于竖直面倾斜设置；

所述通口(21)设置于所述冷凝器(2)底部；

所述三通管(4)的第三通口(43)与所述三通管(4)的第二通口(42)竖直贯通；

所述三通管(4)的第一通口(41)位于所述三通管(4)的第二通口(42)的侧下方。

3.根据权利要求1所述的蒸发提纯系统，其特征在于，还包括：真空泵(6)；

所述反应釜(1)内部设置有搅拌桨(103)；

所述真空泵(6)连接所述反应釜(1)内部。

4.根据权利要求1所述的蒸发提纯系统，其特征在于，所述反应釜(1)的壁面内设置有供热水流入的热水夹层(102)。

5.根据权利要求4所述的蒸发提纯系统，其特征在于，所述反应釜(1)的底部设置有连通所述热水夹层(102)的进水口(104)；

所述反应釜(1)的顶部设置有连通所述热水夹层(102)的出水口(105)。

6.根据权利要求5所述的蒸发提纯系统，其特征在于，还包括：热水循环组件(5)；

所述热水循环组件(5)包括：换热器(51)、热水储罐(52)与入水泵(53)；

所述热水储罐(52)的供水口通过所述入水泵(53)连通所述热水夹层(102)的进水口(104)；

所述热水储罐(52)的回水口连通所述热水夹层(102)的出水口(105)；

所述换热器(51)连接所述热水储罐(52)，用于为所述热水储罐(52)加热。

7.根据权利要求6所述的蒸发提纯系统，其特征在于，还包括：测温管(12)；

所述测温管(12)伸入所述反应釜(1)内，用于测量所述反应釜(1)内的温度。

8.根据权利要求1所述的蒸发提纯系统，其特征在于，还包括：溶解釜(7)与入料隔膜泵(8)；

所述溶解釜(7)通过所述入料隔膜泵(8)连通所述反应釜(1)的入料口(107)。

9.根据权利要求1所述的蒸发提纯系统，其特征在于，还包括：下料阀(9)、下料隔膜泵(10)与离心机(11)；

所述下料阀(9)设置于所述反应釜(1)的出料口(106)上；

所述反应釜(1)的出料口通过所述下料隔膜泵(10)连接所述离心机(11)。