CN202415191U

CN202415191U - 连续式镍粒溶解反应器

Info

Publication number: CN202415191U
Application number: CN 201220022501
Authority: CN
Inventors: 姜纯; 柳永乾; 陈士军
Original assignee: JINKE NON-FERROUS METALS CO LTD
Current assignee: JINKE NON-FERROUS METALS CO LTD
Priority date: 2012-01-18
Filing date: 2012-01-18
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2022-01-18

Abstract

本实用新型涉及一种连续式镍粒溶解反应器，新增加了由玻璃纤维增强塑料材质制作的混合罐，与反应器筒体的中上部相连，溶液及酸液加入混合罐中与反应器内循环的溶液混合，进入石墨换热器被加热后，从反应器底部入口进入反应器内的镍床，溶液中的酸与镍反应后，一部分溶液从反应器筒体上端的溢流口流出，溶液中的大部分进入混合罐中再次进入石墨换热器，由此建立内循环，石墨换热器的蒸汽由蒸汽入口通入，加热溶液后蒸汽冷凝水由排出口排出。本结构通过石墨换热器加热溶液，建立了溶液的内循环，加大了溶液与镍粒的接触面积，提高了氢离子和镍离子的扩散速度，从而加快了镍粒溶解的反应速度，同时可以连续、稳定地获得产品溶液。

Description

连续式镍粒溶解反应器

技术领域

本实用新型涉及一种连续式溶解反应设备，尤其是涉及一种镍粒高效溶解的连续式镍粒溶解反应器。

背景技术

镍粒溶解反应器是一种由固、液、气相均参与的反应器；通常在一容器内加入过量的镍粒和适量的酸，通过直通蒸汽或蒸汽盘管加热，使得镍与酸反应，得到镍盐溶液，同时产生氢气，直到到溶液中的酸度降到预期的数值，则可视为一批反应完成。此反应由于镍粒沉在反应器的底部，酸液加入反应容器内与镍粒接触面积很小，且溶液难以实现搅拌，溶液中的镍离子和氢离子扩散缓慢，致使反应速度很慢；另外由于反应器是敞口的，反应过程中热量损失也很大，致使溶解单位重量镍的能耗增加。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种连续式镍粒溶解反应器，建立了溶液的内循环，加大了溶液与镍粒的接触面积，提高了氢离子和镍离子的扩散速度，从而加快了镍粒溶解的反应速度，同时可以连续、稳定地获得产品溶液；另外该装置还易于实现自动化，提高过程质量控制水平，减少人力资本的投入。

本实用新型解决其技术问题的所采用的技术方案是：一种连续式镍粒溶解反应器，包括由玻璃纤维增强塑料材质制作的反应器筒体，在所述反应器筒体一侧的中上部设有一混合罐，所述反应器筒体一侧的下部设有石墨换热器，所述反应器筒体的一侧面中上部开设有流出口，在反应器筒体的一侧面底部开设有底部入口；所述混合罐的上部开设有加酸口和第二加溶液口，在混合罐的底部开设有出口；所述石墨换热器的上部开设有顶部出口，所述石墨换热器的侧面上、下部分别开设有蒸汽入口和排出口，所述石墨换热器的底部开设有入口；其中，所述流出口通过管道连接混合罐，所述出口通过循环管连接到入口，所述顶部出口通过管道连接底部入口。

进一步的，所述反应器筒体的内部设有反应器内胆，该反应器内胆的上端与反应器筒体间通过环行帽封住，所述反应器内胆的底部通过耐酸砖支撑固定在反应器筒体内的底部。

为了保证溶液在底部混合均匀，所述耐酸砖的个数至少为四个，其相邻两耐酸砖的间距较大。

更进一步，所述耐酸砖的个数为八个。

为了检测溶液酸度，依次调整进酸流量，所述连接出口和入口的循环管上开设有取样口。

在反应器筒体上部是酸气、水蒸气及反应所产生的氢气聚集区，为了扩大空间，对反应高峰所产生的气体起到缓冲作用，实现气体的稳态排放；在反应器筒体底部空间为溶液区，为了扩大空间，有利于经反应器内部镍床反应的溶液通过耐酸砖空隙在此混合均匀，分别的，所述反应器筒体的上部呈正喇叭状，所述反应器筒体的下部呈倒喇叭状。

进一步的，为了控制反应器筒体内部的气压，所述反应器筒体的上端还开设有应急排气口。

进一步，为了在反应器产生故障时进行维修或停产时溶液的排放，所述反应器筒体的一侧最底部开设有底部排放口

本实用新型的有益效果是：本结构设计合理，通过石墨换热器加热溶液，建立了溶液的内循环，加大了溶液与镍粒的接触面积，提高了氢离子和镍离子的扩散速度，从而加快了镍粒溶解的反应速度，同时可以连续、稳定地获得产品溶液；另外该装置还易于实现自动化，提高过程质量控制水平，减少人力资本的投入。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中：1、正常排气口 2、镍管口 3、第一加溶液口 4、应急排气口 5、密封盖 6、溢流口 7、流出口 8、加酸口 9、第二加溶液口 10、溢流管视镜 11、混合罐 12、出口 13、底部入口 14、底部排放口 15、顶部出口 16、蒸汽入口 17、石墨换热器 18、排气口 19、入口 20、取样口 21、耐酸砖 22、镍床 23、反应器内胆 24、环行帽 25、反应器筒体。

具体实施方式

如图1所示包括玻璃纤维增强塑料材质制作的反应器筒体25，在所述反应器筒体25的上部通过密封盖5密封，该反应器筒体25的上、下形状分别为正喇叭型扩口和倒喇叭型扩口，上喇叭型为液面以上部位，为酸气、水蒸汽及反应所产生的氢气聚集区，空间扩大，对反应高峰所产生的气体起到了缓冲作用，实现气体的稳态排放；下喇叭型为反应器底部区域，底部均匀分布有八块耐酸砖21，相邻两耐酸砖之间存在有较大的空隙，由玻璃纤维增强塑料材质制作反应器内胆23就架于耐酸砖21上，反应器内胆23与反应器筒体25间用玻璃纤维增强塑料材质的环行帽24封住，反应器筒体25底部喇叭型的空间为溶液区，该空间较大，有利于经反应器镍床22反应的溶液通过耐酸砖21空隙在此混合均匀，镍粒由反应器筒体25顶部加镍管口2加入，在反应器内胆23内形成镍床22，并且保持这一镍床22高度，然后由反应器筒体25顶部的第一加溶液口3加入热水或稀溶液至溢流管视镜10中有液滴为止，该溢出的溶液是经由溢流口6进入到溢流管视镜10内的。

在进行溶液循环时，开始向石墨换热器17的蒸汽入口16通入蒸汽，蒸汽冷凝水排出口18排出，由于石墨换热器17上下端产生温差，致使换热器内的溶液形成热虹吸，溶液由反应器筒体25中上部的流出口7流出，进入溶液混合罐11，再由出口12流入石墨换热器17底部的入口19，加热后由换热器顶部出口15流出，由反应器的底部入口13进入反应器筒体25内，然后通过镍床22，再次进入混合罐11，由此建立了反应器的内循环。

待反应器内溶液温度升到设定值时，开始在混合罐11上部的加酸口8加入一定流量的酸，在第二加溶液口9加入一定流量的稀溶液，所加的酸和稀溶液由石墨换热器17加热后经过镍床22与镍反应，得到低酸度、高镍浓度的富液，由反应器上方的富液溢流口的管子溢出，富液的溢出量与加入的稀溶液和酸的量平衡。在此过程中，酸和稀溶液的流量，温度、蒸汽流量等可实现自动控制。

同时，在反应过程中，不断有酸气、水蒸汽及氢气产生，这些气体积聚到液面上方，由反应器筒体25上方的正常排气口1排出，如果所产生的气体量大，压力高时，可由应急排气口4一道排出；溶液循环管上的取样口20取样分析酸度，据此可调整加酸流量。同时，在反应器底部25一侧的最底部开设底部排放口14，是用来反应器故障维修或停产时溶液的排放口。

Claims

1.一种连续式镍粒溶解反应器，包括由玻璃纤维增强塑料材质制作的反应器筒体（25），其特征在于：在所述反应器筒体（25）一侧的中上部设有一混合罐（11），所述反应器筒体（25）一侧的下部设有石墨换热器（17），所述反应器筒体（25）的一侧面中上部开设有流出口（7），在反应器筒体（25）的一侧面底部开设有底部入口（23）；所述混合罐（11）的上部开设有加酸口（8）和第二加溶液口（9），在混合罐（11）的底部开设有出口（12）；所述石墨换热器（17）的上部开设有顶部出口（15），所述石墨换热器（17）的侧面上、下部分别开设有蒸汽入口（16）和排出口（18），所述石墨换热器（17）的底部开设有入口（19）；其中，所述流出口（7）通过管道连接混合罐（11），所述出口（12）通过循环管连接到入口（19），所述顶部出口（15）通过管道连接底部入口（13）。

2.根据权利要求1所述的连续式镍粒溶解反应器，其特征在于：所述反应器筒体（25）的内部设有反应器内胆（23），该反应器内胆（23）的上端与反应器筒体（25）间通过环行帽（24）封住，所述反应器内胆（23）的底部通过耐酸砖（21）支撑固定在反应器筒体（25）内的底部。

3.根据权利要求2所述的连续式镍粒溶解反应器，其特征在于：所述耐酸砖（21）的个数至少为四个，其相邻两耐酸砖（21）的间距较大。

4.根据权利要求3所述的连续式镍粒溶解反应器，其特征在于：所述耐酸砖（21）的个数为八个。

5.根据权利要求1所述的连续式镍粒溶解反应器，其特征在于：所述连接出口（12）和入口（19）的循环管上开设有取样口（20）。

6.根据权利要求1或2所述的连续式镍粒溶解反应器，其特征在于：所述反应器筒体（25）的上部呈正喇叭状，所述反应器筒体（25）的下部呈倒喇叭状。

7.根据其权利要求1或2所述的连续式镍粒溶解反应器，其特征在于：所述反应器筒体（25）的上端还开设有应急排气口（4）。

8.根据权利要求1或2所述的连续式镍粒溶解反应器，其特征在于：所述反应器筒体（25）的一侧最底部开设有底部排放口（14）。