[实用新型]带气幕保护的反应塔

说明书

技术领域

本实用新型涉及反应塔，具体涉及一种带气幕保护的反应塔及其进气方法，应用于物料热处理或材料高温合成。

背景技术

气氛炉的特点是在一定温度下向炉内通入一定的保护气体，在炉内形成保护气氛。保持气氛炉内合适的气氛是实现预期热处理效果的关键。常规的气氛炉的炉管都采用一端进气，一端出气的办法，使保护气体在炉管内产生微正压以达到形成保护气氛的目的。而在这过程中由于炉管形状的差异、进出气口的位置差异及炉管内部结构死角等导致炉管内存在局部气氛不均问题。

对于反应塔而言一般在低温处理条件下物料容易粘接在塔壁上，造成回收困难，物料浪费，影响塔体连续运行，降低生产效率；在高温合成条件下，生成的高活性物质与塔壁（炉壁）直接接触可能形成低共熔点化合物，产生杂质，造成塔壁（炉壁）的腐蚀、破坏，严重的会造成炉体泄露。

例如喷雾干燥设备运行初期在喷雾和干燥气流的作用下，部分物料和干燥塔内壁接触，因物料特性和塔壁温度的不同使得部分物料粘附在塔壁内表面，不能及时清除并逐渐积累成料块，在重力和气锤等外力作用下脱落进入塔底的通风管道，影响干燥气流造成产品成分不均，甚至造成干燥过程被迫中断。同时，在一定的温度与气氛作用下，部分粘壁物料会与干燥塔内壁材质发生副反应，影响干燥物料的纯度，降低产品质量。现有喷雾干燥中通常采用塔内壁抛光、夹壁干燥塔、塔壁旋气片切向引入二次空气冷却塔壁或塔内安装气扫装置等办法来减轻粘壁，但都不能有效解决粘壁问题。

再例如纳米碳管的生产需要纳米碳管形成所需的金属催化剂在惰性环境中分解形成高活性金属原子，金属原子与金属炉壁直接接触可能形成低共熔点化合物，产生杂质，造成炉壁的腐蚀、破坏，严重的会造成炉体泄露；业内多采用陶瓷或石墨内胆被动保护金属炉体，但陶瓷、石墨内胆自身密封性较差，不能根本杜绝高活性金属原子与金属炉体接触，给产业化生产留下严重安全隐患。本实用新型由此而来。

发明内容

本实用新型所要解决的第一方面的技术问题是克服现有技术的反应塔内物料容易和塔内壁接触造成粘壁或腐蚀情况，提供一种既具有塔体内均匀保护气氛又可防止物料与塔壁直接接触的带气幕保护的反应塔。

本实用新型所要解决的第二方面的技术问题是提供上述的带气幕保护的反应塔进气方法。

为了解决上述的第一方面的技术问题，本实用新型提供的技术方案是：一种带气幕保护的反应塔，所述反应塔包括塔体，其特征在于，在所述的塔体内安装有由气管连通成管网构成的环壁保护气体喷射系统，在所述气管上分布着复数个喷嘴。

优选的，所述环壁保护气体喷射系统包括由气管连通成的顶部管网、中部管网和底部管网组成；所述顶部管网位于塔体内的上段，且与顶部塔壁平行；所述底部管网位于塔体内的下段，且与底部塔壁平行；所述中部管网位于塔体内中段，且与中部塔壁平行，其气管上下两端分别连接顶部管网和底部管网。

优选的，所述顶部管网的气管以物料进口为中心，根据顶部塔壁的形状，以平面或倒锥面辐射状等间距分布；所述底部管网的气管以物料出口为中心，根据底部塔壁的形状，呈锥面或平面辐射状等间距分布。

优选的，所述中部管网在塔体内的横切面布置形状为正多边形，且气管与中部塔壁的垂直间距相等。所述正多边形的边数≥5，优选为正六、正八、正十二边形等形状。

优选的，所述喷嘴在气管上分布的位置及开口方向，能使相邻气管上的喷嘴喷出的气流共同形成环壁保护的气幕。

优选的，所述气管为陶瓷管、石墨管或石英管等这些比较耐高温管。

优选的，所述顶部管网连接一根延伸至塔体外的第一气体输送管道；所述底部管网连接一根延伸至塔体外的第二气体输送管道。

优选的，通过所述第一气体输送管道和第二气体输送管道输送的保护气为氢气、氮气、氩气中的一种或多种气体组合；且第一气体输送管道输送的保护气和第二气体输送管道输送的保护气为相同或不同种类的保护气体，藉此可形成不同压力梯度、浓度梯度的保护气幕。

优选的，所述塔体包括设在塔体顶端的物料进口和排气口，和设在塔体底部的物料出口。且塔体具有平面或倒锥状顶部塔壁、柱状中部塔壁和平面或锥状底部塔壁。