[发明专利]一种基于高温高压锌粉的硫酸锌净化系统

权利要求书

1.一种基于高温高压锌粉的硫酸锌净化系统，其特征在于，包括锌粉加热装置、锌粉喷射装置和净化容器，所述锌粉加热装置用于将锌粉加热到固定温度，所述锌粉喷射装置用于将高温锌粉组装成高压锌粉弹并将锌粉弹喷射进所述净化容器的硫酸锌溶液中，所述净化容器用于吸收锌粉与硫酸锌溶液反应生成的热量使所述硫酸锌溶液始终保持在固定温度；

所述净化容器内包含容器主体、相变材料内衬和温度调节杆，所述容器主体用于承载硫酸锌液体，所述温度调节杆的两端与所述相变材料内衬连接，所述温度调节杆的非两端部分处于硫酸锌液体中并能快速的吸收锌粉与硫酸锌液体反应产生的热量，吸收的热量传导至所述相变材料内衬中，所述相变材料内衬能够存储大量的热量而使硫酸锌溶液保持在一定的温度范围内；

所述锌粉加热装置包括管体、加热管和计量管，所述加热管位于所述管体的中部偏上，用于对加入的锌粉进行加热，所述计量管位于所述管体的下部，为细长结构，通过控制所述计量管下方开口的时长来控制进入到所述锌粉喷射装置中的锌粉量；

所述锌粉喷射装置包括惰性气体箱、喷射管、装填组件、驱动组件和控制模块，所述惰性气体箱用于提供包裹在锌粉周围以及填充在所述喷射管内的惰性气体，所述装填组件包括一个腔体，用于在锌粉的高压气体外形成一层薄膜并构成一个锌粉弹，所述驱动组件用于提供使所述锌粉弹在所述喷射管内移动以及喷射出喷射管的动力，所述控制模块用于控制每个锌粉弹中的锌粉量以及喷射锌粉弹的时间间隔；

第i次锌粉弹中的锌粉量为：

；

其中，为锌粉弹中包含锌粉的最大体积，n为需要喷射锌粉弹的次数，i的取值范围为1至（n-1）；

第n次锌粉弹中的锌粉量为：

；

其中，为净化硫酸锌溶液需要的锌粉总体积量；

而喷射锌粉量为V的锌粉弹与下一次喷射锌粉弹的时间间隔为：

；

其中，c为锌粉的比热容，为硫酸锌溶液与锌粉的温度差，Q为单位体积的锌粉参与置换反应释放的热量，p为温度调节杆的吸热速率；

所述的最大取值为42.3cm³，所述装填组件根据来设计腔体体积；需要喷射锌粉弹的次数n为：

。

2.如权利要求1所述的一种基于高温高压锌粉的硫酸锌净化系统，其特征在于，所述净化容器还包括热散失保护盖，所述热散失保护盖中心设有喷射入口，所述锌粉喷射装置通过所述喷射入口将锌粉弹喷射进净化容器中，所述热散失保护盖起到防止溅射以及削弱热量传递的作用。

3.如权利要求2所述的一种基于高温高压锌粉的硫酸锌净化系统，其特征在于，所述净化容器内还包括分离隔板，净化完成后产生的杂质会保留在所述分离隔板的上侧无法通过，硫酸锌溶液能够透过所述分离隔板，并通过所述净化容器下方的出液口处进行收集。