一种具有烟气式冷凝系统的真空炉装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107151745A(43)申请公布日2017.09.12(21)申请号201710480060.1(22)申请日2017.06.22(71)申请人神雾科技集团股份有限公司地址102200北京市昌平区科技园区昌怀路155号(72)发明人宋敏洁杨玉地王东方郭科宏侯傲吴道洪(74)专利代理机构北京连城创新知识产权代理有限公司11254代理人郝学江(51)Int.Cl.C22B21/02(2006.01)C22B5/10(2006.01)F27D17/00(2006.01)权利要求书3页说明书13页附图1页(54)发明名称一种具有烟气式冷凝系统的真空炉装置(57)摘要本发明提供了一种具有烟气式冷凝系统的真空炉装置，包括燃烧系统、反应系统、冷凝系统和真空系统，其中，所述燃烧系统包括燃烧室和蓄热室，所述蓄热室与所述燃烧室相连；所述反应系统包括反应室和AlCl3升华罐，所述反应室的周围环绕布置有所述燃烧室，所述AlCl3升华罐与所述蓄热室的烟气出口连接；所述冷凝系统包括金属铝冷凝罐和AlCl3冷凝罐，所述金属铝冷凝罐的产物入口与所述反应室连通，AlCl3冷凝罐的产物入口与所述金属铝冷凝罐的产物出口连接，所述金属铝冷凝罐与所述蓄热室连接；所述真空系统与所述AlCl3冷凝罐的产物出口相接。由此，该装置通过采用蓄热式燃气加热装置，降低反应过程所消耗的能耗，进而降低真空碳热还原制备金属铝的成本。CN107151745ACN107151745A权利要求书1/3页1.一种具有烟气式冷凝系统的真空炉装置，其特征在于，包括燃烧系统、反应系统、冷凝系统和真空系统，其中，所述燃烧系统包括燃烧室和蓄热室，并与所述反应系统连接，助燃风与燃气通过蓄热室预热后进入燃烧室进行燃烧，为反应提供热量；所述反应系统包括反应室和AlCl3升华罐，其中，所述反应室的周围环绕布置有所述燃烧室；所述AlCl3升华罐与所述蓄热室的烟气出口连接，用于将燃烧产生的高温烟气经蓄热室回收热量后排出的一部分烟气，作为所述AlCl3升华罐的热源对其加热处理；所述冷凝系统包括金属铝冷凝罐和AlCl3冷凝罐，用于将反应产物金属铝与三氯化铝分别进行收集，其中，所述金属铝冷凝罐的产物入口与所述反应室连通，所述AlCl3冷凝罐的产物入口与所述金属铝冷凝罐的产物出口连接；所述金属铝冷凝罐与所述蓄热室连接，用于将蓄热室内回收热量后的另一部分烟气作为冷却介质对所述金属铝冷凝罐进行冷却处理并维持温度；所述真空系统与所述AlCl3冷凝罐的产物出口相接，用于使所述反应系统及冷凝系统处于真空状态，反应在真空条件下发生。2.如权利要求1所述的一种具有烟气式冷凝系统的真空炉装置，其特征在于，所述AlCl3升华罐采用夹套加热式，所述AlCl3升华罐包括加热通道和反应腔，所述加热通道的烟气入口与所述蓄热室的烟气出口连接，用于将蓄热室进行蓄热处理后的烟气通入到所述AlCl3升华罐的加热通道进行加热处理排出；所述反应腔的出口与所述反应室的入口连接，将AlCl3升华罐中气化得到的气态AlCl3加入到所述反应室进行氯化反应。3.如权利要求2所述的一种具有烟气式冷凝系统的真空炉装置，其特征在于，所述反应室下部设有分布器，用于将AlCl3升华罐中生成的气态AlCl3进行均匀分布后进入所述反应室发生氯化反应。4.如权利要求1所述的一种具有烟气式冷凝系统的真空炉装置，其特征在于，所述金属铝冷凝罐和所述AlCl3冷凝罐都采用间接换热方式，其中，所述金属铝冷凝罐包括冷却通道和腔室，所述金属铝冷凝罐的冷却通道的入口与所述蓄热室的烟气出口连接，用于将蓄热室内回收热量后的另一部分烟气作为冷却介质对所述金属铝冷凝罐进行冷却处理并维持温度；所述AlCl3冷凝罐包括冷却通道和腔室，通过将冷却介质加入到所述AlCl3冷凝罐的冷却通道来进行冷却处理并维持温度。5.如权利要求4所述的一种具有烟气式冷凝系统的真空炉装置，其特征在于，所述金属铝冷凝罐采用掺冷方式，所述金属铝冷凝罐与所述AlCl3冷凝罐之间设有连接总路，所述连接总路上并排设有旁路，所述旁路与所述反应室与所述金属铝冷凝罐之间的连接总路连通，用于将所述金属铝冷凝罐的产物出口排出的冷却气态产物中的一部分回送到所述金属铝冷凝罐的产物入口，通过与所述反应室的产物进行掺和来调节所述金属铝冷凝罐内部的温度。6.如权利要求1所述的一种具有烟气式冷凝系统的真空炉装置，其特征在于，所述燃烧系统为蓄热式燃烧系统，采用单蓄热或者双蓄热的燃烧方式；所述燃烧系统还包括助燃风管道、燃气管道和烟气管道，所述蓄热室的气体入口分别与所述助燃风管道或者燃气管道连接，所述蓄热室的烟气出口与所述烟气管道的一端连接，所述蓄热室的烟气入口与所述燃烧室连接；所述烟气管道的另