[发明专利]用于生产锌粉的旋流冷凝装置

说明书

本发明属于金属粉末制造领域，尤其是从气体材料开始制造金属粉末的专用设备。

图7展示了蒸发——冷凝法生产锌粉技术的设备配置，它使用的冷凝装置由喷咀13和方形的冷凝器14构成。在此实现由锌蒸气向锌粉颗粒的转化。氮气喷咀13的结构如图8、图9所示：圆筒形的氮气分布箱21上焊接一根或数根冷却介质氮气喷管22，套装于锌蒸气导管23(即图7所示的12)上，与图7所示的冷凝器14相通。冷凝装置的作用从图7可见：蒸发炉或还原挥发炉11中，金属锌被蒸发或含锌物料中的锌被还原挥发；经锌蒸气导管12，进入冷凝装置，在冷凝器14的冷凝结晶区内，被循环返回氮气稀释、冷却形成锌粉颗粒。由此可见，冷凝装置的结构是影响锌粉粒度及其分布的重要因素。在冷凝装置中生成的锌粉，大部分沉降到冷凝器14的集灰斗内，其余部分被氮气带走，进入其后由沉尘冷却器15、16，旋风收尘器17，布袋收尘器18，氮气循环风机19及相应的联接管道构成的冷却收尘系统。

在现行技术中，由于冷凝装置的循环冷却介质氮气喷管22为直管，循环返回的氮气只能简单地从数根甚至单根风管中喷出，以致与锌蒸气混合效果不良，不能对其实现急速、均一的稀释、冷却，造成生成的锌粉粒度粗，呈宽粒级分布，从小于1微米至数百微米不等。此外，冷凝器14一般设计为方形，因此在冷凝结晶区造成死角，使生成的锌粉不能全部迅速离开结晶区，而有部分滞留和返混发生，从而进一步长大，造成锌粉颗粒粗，粒度分布不匀。欲得到平均粒径2～3微米，窄粒径分布，适用于钢铁防腐涂料等生产的锌粉产品，尚需对产品进行筛分或气流分级，致使生产流程长、效率低、成本高。

本发明的目的在于：解决蒸发——冷凝法生产锌粉技术中，冷却介质氮气与锌蒸气的快速、均匀混合问题，使锌蒸气被急速地稀释、冷却，以达到生成颗粒细小，粒度均匀的锌粉的目的，以满足生产钢铁防腐涂料等方面的要求。

本发明为达到上述目的，设计制造了一种适宜于蒸发——冷凝法生产锌粉技术的旋流冷凝装置。本装置由循环冷却介质氮气喷咀41与冷凝器42通过法兰用螺栓连接为一整体而构成，如图1、图2所示。旋流冷凝装置中的冷却介质氮气喷咀41，其结构示意图如图3、图4所示，它的构成是循环冷却介质氮气导流器2与内管5通过石棉垫片6处的螺栓与氮气分布箱1连接为一整体，套装在锌蒸气导管3上。本旋流冷凝装置的特征在于：循环冷却介质氮气分布箱1为一蜗壳体，其内沿为圆形，外沿呈阿基米德螺旋线形；氮气导流器2呈伞齿轮形结构，如图5、图6所示，每一齿槽即为一冷却介质氮气喷出通道，每一通道均偏离中心线5～10°；锌蒸气导管3与循环冷却介质氮气分布蜗壳1之间设置保温层4；冷凝器42的冷凝结晶区设计为圆锥形，主体设计为圆筒形。

本发明旋流冷凝装置克服了已有技术在蒸发——冷凝法生产锌粉技术中的缺陷，实现了冷却介质氮气与锌蒸气的快速均匀混合，并迅速脱离冷凝结晶区，而无锌粉的滞溜及返混现象发生，从而达到了生产颗粒细小，粒度分布均匀的锌粉，满足了直接用于钢铁防腐涂料生产。这种显著的效果在于：

1.循环冷却介质氮气分布箱1采用阿基米循螺旋形蜗壳体，使进入循环冷却介质氮气导流器2的每一氮气喷出通道的气流量一致，实现了均匀的混合；

2.循环冷却介质氮气导流器2的氮气喷出通道采取偏心设置，使循环冷却介质氮气向前喷出的同时产出侧向速度分量，造成强烈的旋流，保证循环冷却介质氮气与锌蒸气的混合，不但均匀，而且快速，迅速载走热量，减少了锌凝结堵塞通道；

3.冷凝器结晶区采用圆锥结构，冷凝器42主体采用圆筒形结构，保证了旋流的实现，克服了气流紊乱，造成锌粉尘的滞留和夹带锌粉尘气流返混的缺陷；

4.锌蒸气导管3与氮气分布蜗壳1之间设置保温层4，它防止了锌气凝结阻塞通道，还解决了锌蒸气的腐蚀问题。

本发明旋流冷凝装置生产的锌粉产品粒度细且可调，粒径分布窄，无需另作筛分分级，可直接用于钢铁防腐涂料的生产，缩短了生产流程，提高了生产效率，降低了生产成本。

下面结合附图作进一步的描述：

图1为发明旋流冷凝装置整体结构示意图；

图2为图1的右视图；

图3为发明的旋流冷凝装置之氮气喷咀整体结构示意图剖视图；

图4为图3的右视图；

图5为发明的旋流冷凝装置中氮气导流器的结构示意剖视图；

图6为图5的右视图；

图7为蒸发——冷凝法生产锌粉技术设备配置示意图；

图8为现行冷凝装置氮气喷咀结构示意剖视图；

图9为图8的右视图；