[发明专利]多功能高温反应炉

说明书

技术领域

本发明涉及一种高温反应炉，特别涉及一种用于硫化铈及类似的工艺过程的多功能高温反应炉。

背景技术

在倍半硫化铈的研制中，中国专利文献CN1248545A提出了一种新的红颜料用倍半硫化铈的制备方法，该法的优点已在专利号为CN1422908A中作了较全面的叙述，并就更新的专利思想在CN1422908A中作了论述。在CN1422908A专利中，其硫化炉为炉管旋转型。因硫化反应是在高温且有腐蚀性气体的气氛中进行的，所以要求其材质耐高温(1400℃)，在硫化氢气氛下高温仍是稳定的，一般只能选用刚玉管。为能达到生产要求，对炉管必须加长，一般采用不锈钢管，采用软石墨密封环将刚玉管两端延长到需要尺寸。这对实验室可以实现，但在工业生产上大型化就不实用。首先，整个旋转体变得很大，加上物料本身也很重，炉管在运行过程中要受到很大的扭力。又由于反应物料中有碳酸钠，在高温下，材质为三氧化二铝的刚玉管与碳酸钠反应生成低强度的铝酸钠，这不仅导致炉管强度下降，再加之重量超重，在扭力作用下极易断裂。另外，内表面由于铝酸钠的脱落造成产品倍半硫化铈的污染，同时使表面变得粗糙，块状物料经高温翻转，会有极细的物料出现，这些物料极易在粗糙的炉管中结疤导致连续运行的困难。另外，该专利中对尾气采用碱液将二氧化硫及硫化氢吸收掉，氢气采用燃烧法烧掉。在硫化过程中反应生成物为倍半氧化铈、二氧化硫、水。剩余的氢气和未反应的硫化氢，为了加速反应的进行，避免水重新将硫化铈氧化掉，必须加大气体流量，这样大量的未反应气体采用上述方法处理掉，也是一个极大的浪费。再有该专利设备中没有合适的气体缓冲装置，很难控制系统中的气体压力，专利中所说的缓冲釜是不实用的。这种缓冲釜是一种形状和体积都固定的缓冲釜，所能缓冲的压力范围很小。当系统的压力大了或小了，会出现反应气体外泄或者吸进空气，这样会导致泄出气体对环境污染或者空气中的氧使生成的硫化铈重新氧化，降低反应速率。该专利中，其特点之一是高温刚玉管为旋转式运行，旋转的炉管与加热炉之间必须留出足够的缝隙。又因为保证物料在翻转的过程中沿炉管轴向方向进行，以便物料不断更新前进。炉管与水平面至少要保持1°的倾角，由于有缝隙和倾角，为气流的热对流提供了条件，一个炉温在1400℃以上运行的炉子，其加热功率必然要大幅增加，另外，因热对流的影响，炉温很难控制(因为气流对流受外界的温度及空气流动状态影响)。再有炉内的等温区也变短，使烧结效率下降。

因此，针对上述不足提出一种多功能高温反应炉，以解决各种不同烧结需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种反应效率高的多功能高温反应炉。

本发明的上述目的是通过以下技术方案达到的：

一种多功能高温反应炉，其特征在于：包括真空系统，储料和出料系统，烧结炉系统以及气路系统；所述真空系统与所述储料和出料系统相连接；所述储料和出料系统与所述烧结炉系统相连接；所述气路系统位于所述烧结炉系统上方并分别与所述储料和出料系统以及烧结炉系统相连接。

一种优选技术方案，其特征在于：所述真空系统通过三通阀与储料和出料系统相通，所述真空系统包括真空泵，气体干燥装置以及碱吸收装置，所述气体干燥装置位于所述真空泵与三通阀之间，所述真空泵的出口处装有碱吸收装置，在所述真空泵和储料和出料系统的连通管道上设有三通阀。

一种优选技术方案，其特征在于：所述储料和出料系统包括储料部分和出料部分；所述储料部分包括升降杆传动器，与之相连的升降杆，位于其上的储料仓，储料仓的外侧中部设有料仓密封盖，储料仓的上部设有闸板阀，上部内侧设有平衡阀；所述出料部分包括升降杆传动器，与之相连的升降杆，位于其上的出料仓，出料仓的外侧中部设有料仓密封盖，出料仓的上部设有闸板阀，上部内侧设有平衡阀与三通阀相连接。

一种优选技术方案，其特征在于：所述烧结炉系统包括不锈钢管，位于不锈钢管右端的窥视镜，缠绕于不锈钢管外侧的冷却水套以及石墨封闭环，位于不锈钢管内侧的刚玉炉管以及反应炉，位于不锈钢管上方的控温热电偶；位于不锈钢管左端的旋转推进杆以及旋转推进传动机构，位于刚玉炉管内的装有物料的石墨旋转舟。

一种优选技术方案，其特征在于：所述气路系统包括硫化氢发生炉，硫化氢发生炉的出口通过三通分别与氢气瓶和干燥器相连，并进一步通过干燥器与烧结炉系统相连；所述气路系统的主气路中通过二通阀门与主气路相连的碱吸收系统，串联在气路中的提供动力的隔膜泵以及与隔膜泵并联的二通阀，通过二通阀门与主气路相连的氮气瓶，通过二通阀门与主气路相连的缓冲胶袋。

一种优选技术方案，其特征在于，所述隔膜泵为塑料泵。