[发明专利]一种多级物料反应蒸馏分离装置

说明书

本发明涉及一种多级物料反应蒸馏分离装置，包括反应炉、蒸馏炉、物料冷却炉和反应储料冷却仓，反应炉设有物料进口和出口，出口设置在反应炉下部，反应炉顶部设有气体出口，气体出口通过管道三与反应储料冷却仓连通，蒸馏炉下部设有蒸馏进口，反应炉底部出口通过管道一与蒸馏炉蒸馏进口连接，蒸馏炉顶部开口，开口通过管道二与物料冷却炉的进口连通。本发明多级物料反应蒸馏分离装置首先在反应炉中进行反应，反应产物中的液态或者气态产物通过管道进入蒸馏炉中，管道一中的过滤装置和蒸馏炉中的过滤板可确保固体产物不会进入物料冷却炉，保证物料提纯率，提高产物收得率。

技术领域

本发明属于冶金设备领域，更具体的，涉及一种多级物料反应蒸馏分离装置，本装置尤其适用于液态、气态和固态三相同时存在或存在固态和液态两相的反应产物的蒸馏分离。

背景技术

物料反应和蒸馏是在冶金设备内先后进行物质之间的物理化学反应和物质(金属)挥发、冷凝的还原冶炼方法。这个过程包括金属氧化物的还原和还原后金属的挥发与冷凝几个步骤。还原蒸馏是一种独特的冶金方法，是以被还原金属在高温下能大量挥发为前提。固体或液体金属在一定温度下有一定蒸气压，且金属的蒸气压随温度的升高而增大。在高温下将金属的氧化物还原成金属状态后，便可得到金属的蒸气。金属蒸气从冶金反应器挥发出来，与炉料中的高沸点杂质如脉石等分离，经冷凝便得到金属。这种冶金过程还原后的金属以气态挥发出来，因而一般不需要产出熔融炉渣，所产出的固态残渣自蒸馏罐中排出。

但是有些还原反应过程中产生一氧化碳或二氧化碳等气体，当主产物为气态时与一氧化碳或二氧化碳等气体混合后难以分离，采用常规的真空蒸馏设备无法制备。如中国发明专利CN201711278762.8一种小型还原蒸馏装置，该还原蒸馏装置主要用于实验室研究，或小批量易挥发金属及氧化物的制备，但是该蒸馏装置反应室和蒸馏室相通，反应进行过程中，通过控制温度可以对产物进行分离提纯，但现实由于温度过高或者受热不均，造成熔点较低和熔点相近杂质的挥发从而引入杂质，增加物质提纯难度；同时，当反应产物包括固、液态两相或固、气、液三相时，该装置也增加了物质提纯难度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种多级物料反应蒸馏分离装置。

为实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种多级物料反应蒸馏分离装置，包括反应炉、蒸馏炉、物料冷却炉和反应储料冷却仓，所述反应炉设有物料进口和出口，所述出口设置在反应炉下部，所述反应炉顶部设有气体出口，所述气体出口通过管道三与反应储料冷却仓连通；所述蒸馏炉下部设有蒸馏进口，所述反应炉底部出口通过管道一与蒸馏炉蒸馏进口连接，蒸馏炉顶部开口，所述开口通过管道二与物料冷却炉的进口连通，其中：

所述反应炉内壁设有发热组件一，所述反应炉下部出口处设有过滤装置一；

所述反应储料仓设有通风孔一，所述通风孔一内有过滤装置三；

所述蒸馏炉内壁设有发热组件二，所述蒸馏炉蒸馏进口与顶部开口之间的炉体内设置有过滤层，所述过滤层为蒸馏炉内横向设置的不少于1块过滤隔板；

所述物料冷却炉设有通风孔二，所述通风孔二内有过滤装置二。

本发明多级物料反应蒸馏分离装置主要用于在反应过程中主产物为易挥发金属或化合物，或生成大量气体的反应，或存在液体产物。本装置反应炉中在反应过程中产生气体、固体或者液体，气体通过反应炉顶部气体出口进入反应储料冷却仓，液体产物可通过反应炉出口进入蒸馏炉，然后在蒸馏炉中进行蒸馏从而进一步分离。

优选地，所述反应炉内设有搅拌装置。

优选地，所述蒸馏炉过滤层中过滤隔板为圆弧状，朝蒸馏炉顶部开口方向凸起。

优选地，所述过滤隔板孔隙密度为10～60ppi。