CN86103797A - 锌蒸气的冷凝 - Google Patents
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Abstract
本发明介绍一种从气体中冷凝出锌蒸气的方法和装置。产生一种基本上粘连在一起的冷却金属幕(25)，含锌蒸气的气体向着粘连在一起的冷却金属幕运动。组合混合物先在膨胀区(21a)内膨胀，然后在压缩区(21b)得到加速，因此保证引入的所有气体同冷却金属接触。于是以气体经过冷却金属熔池(28)表面的方法把气体中的微粒和液滴分离掉。
Description
本发明介绍一种使含锌蒸气气体和冷却金属相接触来冷凝锌蒸汽的方法和装置。
现行冷凝含锌蒸气气体的工业法采用熔析方法，利用液体铅把锌同铅分离开。含锌蒸气气体通过一个冷凝器，用叶轮装置把铅弄成滴状喷射到冷凝器内。于是冷凝出来的锌溶入铅滴。
在上述方法中也业已采用液体锌作为冷却介质。
石墨叶轮通常在保持500℃左右的金属熔池内进行操作。因高温熔融金属的磨蚀和腐蚀引起的叶轮磨损是一个很严重的问题。设计出令人满意的叶轮也是很困难的，这种叶轮不仅产生充分细的金属液滴并且使得在冷凝区均匀地分布液滴，于是对整个冷凝器室金属蒸气提供了有效的冷却和冷凝。就已知装置而言，另一个问题是在气体离开冷凝器时夹带金属液滴。
现也业已发现，当含有锌蒸气的气体同飞溅液滴接触时往往会得到不能令人满意的冷却效果即冷却金属的蒸气压增加，而锌蒸气没有充分冷凝出来。
在采用叶轮的情况下，出现的另一个现象是气相冷凝。这可使到达金属熔池表面的液滴具有很大的表面张力，是不可穿透的。这导致锌动能的损失，可是气体离开的温度仍然是低的。
因此，本发明的一个目的是获得高效冷凝锌蒸气的方法，同时气体完全不夹带微粒或液滴。
本发明的第二个目的是实现一种给每个单位体积的气体提供大量金属和保证气体同金属充分混合的装置，但是在金属熔池这种装置内不能含有任何危险的可移动的部件。
采用根据本发明的方法是容易达到上述两个目的的，本发明的方法包括：产生一种基本上粘连在一起的冷却金属的薄膜或幕，这种薄膜或幕基本上覆盖住使含锌蒸气气体通过的整个横截面;使气体通过上述薄膜或幕;使组合混合物至少有一个膨胀步骤，完成充分混合;其后使混合物加速到达冷却金属熔池的表面上，从而分离气体中存在的任何金属微粒或金属液滴。给冷却金属以薄膜或幕状，可使掺到气体中的金属数量比以前一些已知的方法要多，因此降低了蒸气压。由于气体膨胀，而产生一个紊流，该紊流有效地使冷却金属达到雾化，因而基本上所有的气体将与冷却金属接触。另一个较大的优点是，气体同不含杂质的纯冷却剂接触。
根据本发明方法的一个实施例，用铅做冷却金属。
根据本发明方法的另一个实施例，用锌做冷却金属。
根据本发明方法的又一个实施例，气体混合物在第一个步骤中被加速以后，在它被加速到冷却金属熔池的表面上以前至少再一次使气体混合物膨胀。这进一步提高了锌蒸气被冷凝的效率。
根据本发明方法的再一个实施例，气体在碰到冷却金属熔池的表面以后，使气体膨胀，这是为了基本上完全分离任何可以和气体同时发生的液滴。
根据本发明方法的又再一个实施例，如果采用铅作为冷却金属，则冷凝的锌被冷却和分离后，冷却金属铅可以再重复使用，如果采用锌作为冷却金属则可回收一部分循环流动的锌，为了防止在冷却金属的供给装置中产生渣滓，把冷却金属的温度提高若干度。
在冷却金属和新进的含锌蒸气的热气体之间，和/或在进入的冷却金属和离开装置的冷却金属之间发生的热交换可使冷却金属的温度提高。
实施本发明方法的装置包括：冷凝部分、分离部分、气体出口部分、冷却金属处理部分和冷却金属的再循环部分，其特征在于：冷凝部分至少由一个包含一个膨胀区的室组成，把冷却金属的供给装置和膨胀区以及在膨胀区下面的加速区连在一起。
根据本发明装置的一个实施例，冷凝部分包括一个在第一室下面垂直设置的第二室，并且该室由一个膨胀区和一个加速区组成。
根据本发明装置的第二个实施例，冷凝部分装有一个与分离部分连通的出口，于是气体混合物被引入同分离部分中的冷却金属熔池接触。
根据本发明装置的另一个实施例，气体出口部分的直径比分离部分中冷凝部分的出口直径大得多。
根据本发明装置的又一个实施例，冷凝部分的室在其底部装有一个滴流边。
根据本发明装置的再又一个实施例，在冷凝部分的冷却金属供给装置的周围分布一些喷咀，以使产生一个基本上粘连在一起的冷却金属薄膜或幕，其基本上覆盖住新进来的含锌蒸气气体将通过的整个横截面。
附图所示的本发明一个实施例在如下详细描述中，将揭示本发明一些附加优点和特点，其附图有：
图1，示出根据本发明装置的上述一个实施例的示意图;
图2，示出根据图1装置沿Ⅱ-Ⅱ线的剖面图。
图1表示一个根据本发明方法实施的上述冷凝锌设备的示意图，用锌作冷却金属。如用铅作冷却金属，那末锌将被溶入铅金属内。然而，在这两种情况下，以同样的方法把锌从含锌气体中冷凝出。
因此，冷凝含锌蒸气气体的设备包括具有冷凝部分（2）和气体出口部分（3）的冷凝器室（1）。该设备还包括一个渣滓室（4），冷却器（5）和泵池（6）。
冷凝器室装有燃烧咀（7）、（8）和（9），这是为了保持它的温度。渣滓室的冷却损失用电来补偿，如电阻线圈（10）所示。冷却室的温度用冷却环（11）来控制。当然，可以用油燃烧咀或类似的其他装置来补偿渣滓室的热损失。
通过一根导管或槽（13）把渣滓室同冷却室连通的设计，只是为了让锌能通过，而渣滓通过一个出口（14）被排出去。
一定数量的液体锌通过出口（15）从冷却室排出，而剩余锌通过一个连接件（16）流到泵池用作冷却剂。泵池的热损失可用浸没式电加热器来补偿。
如果铅是冷却金属，那末渣滓去除后铅将流过冷却槽，而熔析后在冷却槽端处把锌金属取走。
泵池中的泵（17）和（18）通过导管（19）和（20）把液态锌抽到安装在冷凝部分（2）内的供给装置。参照图（2）较详细地描摸述这些装置。
为了消除在管道和喷咀内形成固体锌的危险，从泵池到供给装置间的管道内最好安排一个正的温度梯度。这是可以达到的，例如把管道安装到上述装置上，由新进的热气体和/或安排同离开的锌发生的热交换使上述装置至少受到部分加热。在所有情况下，应将管道绝热，以防止过多的温度损失。
如果冷却金属是铅，则热交换可安排在新进来的铅和新进来的气体和/或在锌分离之后离开冷凝器的铅之间进行，相反，在锌没有分离的情况下，铅将被锌饱和，如果不预先加热，那末在铅能够溶解更多的锌之前，饱和铅的锌可以引起一定的滞后。
图2表示根据图1设备沿图1的Ⅱ-Ⅱ线的剖面图。如实施例所示，冷凝部分由两个室组成。然而，一般仅用一个室就可达到充分的效果。
室（21）和（22）的布置是一个室安装在另一个室上面，室（21）上部分通过喷咀（23）和（24）提供冷却锌，以形成一种基本上粘连在一起的液体冷却金属薄膜或幕（25）。如箭头（26）所表示，使引进的气体通过上述的液体冷却金属幕，然后混合物向下流到室（21）的膨胀区（21a）。由于这里强有力的扰动，冷却金属被粉碎成极细的液滴，并使所有的气体与冷却金属接触。冷却金属的液滴和冷凝的锌一起沉积在向下收缩的加速区（21b）室壁上，并且滴进下面冷却金属的熔池（28）内，如果有滴流边，就取道滴流边（27）。
气体在室（21）的加速区（21b）内压缩后，它将在室（22）的膨胀区（22a）内再次膨胀。于是达到进一步的混合，并且气体在此停留的时间较长。在大多数的情况下，为了达到气体中锌蒸气的完全冷凝，这个步骤并非必需。
经过上述冷凝步骤后，气体通过冷凝器室往下流，并且倾斜地对着锌熔池（28）的表面。因此气体中的液滴基本上被完金分离掉。气体继续向上通过出口部分（3），该出口部分的形状为重直的通筒（29），它的直径比冷凝器室的出口（30）大得多。所以气体中的任何残余的液滴可分离掉，并且气体通过出口（31）离开设备时，既没有锌蒸气，也不夹带金属液滴。
在冷凝器室中安装一个挡板（32），从而使锌液从挡板底下流进渣滓室（4）。采用适当的装置如螺旋送料器而附图所示采用炉耙（33）间歇地或连续地把大部分渣滓从冷凝器室中去掉。
Claims (13)
1、一种使气体和冷却金属相接触来冷凝锌蒸气的方法包括这些步骤：产生一种基本上粘连在一起的冷却金属的薄膜，该金属薄膜基本上覆盖住使含锌蒸气气体通过的整个横截面；使气体通过上述薄膜；使组合混合物至少在一个步骤中膨胀，完成充分的混合；其后使混合物加速到达冷却金属熔池的表面上，从而分离气体中存在的任何金属微粒或液滴。
2、根据权利要求1所述的一种方法，其特征在于：使用的冷却金属是铅。
3、根据权利要求1所述的一种方法，其特征在于：所使用的冷却金属是锌。
4、根据权利要求1-3所述的一种方法，其特征在于：气体混合物加速以后，在其被加速到冷却金属熔池表面上以前，要使气体混合物至少再一次膨胀，这是为了进一步提高冷凝锌蒸气的效率。
5、根据权利要求1-4所述的一种方法，其特征在于：在气体碰到冷却金属熔池面之后，使气体膨胀，这是为了基本上完全分离去任何微粒和/或气体夹带的液滴。
6、根据权利要求2所述的一种方法，其特征在于：冷却金属在冷却和冷凝锌的分离以后，冷却金属可再循环使用，并且为了防止在冷却金属的供给装置中产生渣滓，把冷却金属的温度略微提高几度。
7、根据权利要求3所述的一种方法，其特征在于：冷却金属冷却和回收部分循环流动的锌以后，冷却金属可再循环使用，并且为了防止在冷却金属的供给装置中产生渣滓，把冷却金属的温度略微提高几度。
8、一种根据权利要求1所述方法实施的装置包括：冷凝部分、分离部分、气体出口部分、冷却金属的处理部分和冷却金属的再循环部分，其特征在于：冷凝部分（2）至少由一个室（21）组成，该室含有一个膨胀区（21a）;安装在膨胀区上面的用来产生冷却金属薄膜的供给装置（23）和（24）以及一个在膨胀区（21a）下面的加速区（21b）。
9、根据权利要求8所述的一种装置，其进一步的特征在于：冷凝部分（2）包括一个第二室（22），该室垂直安装在第一室的下面，并且它由一个膨胀区（22a）和一加速区（22b）组成。
10、根据权利要求8-9所述的一种装置，其进一步的特征在于：冷凝部分（2）装有一个与分离部分（1）连通的出口（30），该出口把气体混合物引入同分离部分中的冷却金属熔池接触。
11、根据权利要求8-10所述的一种装置，其进一步的特征在于：气体出口部分（3）的直径比冷凝部分的出口（30）直径大得多。
12、根据权利要求8-11所述的一种装置，其进一步的特征在于：冷凝部分（2）的室（21）或室（21）、（22）装有一个低部的滴流边（27）。
13、根据权利要求8-12所述的一种装置，其进一步的特征在于：在冷凝部分（2）的冷却金属供给装置的周围分布一些喷咀，以便产生一个基本上粘连在一起的冷却金属薄膜或幕，其基本上覆盖住新进来的含锌蒸气气体将通过的整个横截面。
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |