CN208161568U - 一种多相大容量微波反应装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种多相大容量微波反应装置，属于微波设备设计与制造领域。该多相大容量微波反应装置，包括从外依次至内的外壳、微波腔体、保温层和内置反应容器，与外壳顶部相配合的釜盖，支撑外壳底部的支座，从釜盖***位于内置反应容器内部的搅拌装置，以及控制***。本装置多个管路通道可实现不同反应体系的切换及反应气氛的控制，气体通入对底部固体的搅动具有促进作用，微波腔体与反应容器既相对独立又有机结合，便于清理和维护，耐酸碱腐蚀材质作为反应容器，尺寸可根据工艺需要设计和调整，反应器内变化可实时观测，反应装置全套***实现自动化控制，装置具备安全联锁功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种多相大容量微波反应装置，属于微波设备设计与制造领域。
背景技术
随着冶金原料的日趋贫化，难处理矿、低品位矿逐渐被开采利用，采用传统浸取方很难将破坏矿物包裹体，使浸出反应受阻。微波加热具有内部加热、快速加热、选择性加热的特点，在微波能与物质作用产生热效应的同时，还表现出化学效应、极化效应和磁效应等使矿粒间产生热应力裂纹和孔隙或与添加物反应，不断更新反应界面，有助于改善浸出效果。
然而，目前开发用于浸出过程的微波反应器多为小型化、间歇式装置，且无法实现多相反应同时进行。
专利申请号为201410516785.8，名称为“一种大功率微波竖式反应器”专利申请公开了一种液体微波加热装置。该大功率微波竖式反应器包括外部微波腔体和内置在外部微波腔体的反应内管，该外部微波腔体从外至内分为微波腔体外罩和两侧通过腔体板肋板与微波腔体外罩连接的腔体板两部分，该外部微波腔体从上至下通过上端槽钢框架、中部连接槽钢框架、下端槽钢框架分为三部分，外部微波腔体上设有微波加热部分、通风部分、循环水部分、蔽波部分。
专利申请号为201510675302.3，名称为“一种反应内胆用于液体加热的微波竖式炉”专利申请公开了用于液体加热的微波竖式炉。该反应内胆用于液体加热的微波竖式炉，包括抑制器套筒、炉体、夹持装置、反应内胆和炉架，所述炉体包裹着反应内胆的中间部分，反应内胆两端部分通过连接法兰连接抑制器套筒，抑制器套筒通过夹持装置连接炉架。
上述微波装置均存在只针对液相这一单一相的物料进行处理，无法实现多相同时进行处理。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题及不足，本实用新型提供一种多相大容量微波反应装置。本装置多个管路通道可实现不同反应体系的切换及反应气氛的控制，气体通入对底部固体的搅动具有促进作用，微波腔体与反应容器既相对独立又有机结合，便于清理和维护，耐酸碱腐蚀材质作为反应容器，尺寸可根据工艺需要设计和调整，反应器内变化可实时观测，反应装置全套***实现自动化控制，装置具备安全联锁功能。本实用新型通过以下技术方案实现。
一种多相大容量微波反应装置，包括从外依次至内的外壳、微波腔体、保温层和内置反应容器，与外壳顶部相配合的釜盖，支撑外壳底部的支座，从釜盖***位于内置反应容器内部的搅拌装置，以及控制***；
所述微波腔体包括腔体、微波发生器、冷却水进口、冷却水出口、微波馈口、微波腔体门和透气孔，腔体上均匀设有微波馈口，微波馈口上设有微波发生器，微波发生器外部设有微波腔体门，微波腔体门表面设有透气孔，腔体底部设有冷却水进口和冷却水出口，与冷却水进口连接的冷却水管道与微波发生器上的冷却装置冷却水入口连接，与冷却水出口连接的循环水管道与微波发生器上的冷却装置循环水出口连接；
所述内置反应容器包括内部中空的反应器、进气口、排料口、反应容器吊耳、密封垫圈凹槽和密封垫圈，内置反应容器内部中空的反应器通过位于微波腔体腔体底部的容器支撑座放置到微波腔体腔体中，中空的反应器顶部设有反应容器吊耳，中空的反应器顶面的密封垫圈凹槽上设有密封垫圈，中空的反应器底部分别设有进气口、排料口，进气口、排料口分别通过进气管法兰、排料口法兰连接进气管道和排料管道，进气管道和排料管道均穿过外壳、微波腔体、容器支撑座底部，进气管道和排料管道分别设有进气阀和排料电磁阀；
所述釜盖表面设有搅拌轴口、清洗孔、固体进料口、进液管口和测温口且均与内置反应容器相通，釜盖通过封闭卡子与外壳安装配合；
所述搅拌装置包括防爆电机、减速器、联轴器、双端面机械密封和搅拌器，防爆电机依次通过减速器、联轴器连接搅拌器，搅拌器从釜盖搅拌轴口***到内置反应容器中，搅拌器与搅拌轴口间设有双端面机械密封，搅拌器包括竖轴、竖轴底部的U型搅拌体以及连接竖轴与U型搅拌体的斜轴；
所述控制***包括外部设有温度计套管的热电偶、控制柜、电源开关，液晶显示屏、电气控制开关、柜门锁、电器散热孔和控制器，热电偶从釜盖顶部的测温口***到内置反应容器中，控制柜内部安装有控制器，控制柜外部设有控制柜门，控制柜门上设有柜门锁，控制柜门上设有液晶显示屏、电气控制开关和电器散热孔，热电偶、电源开关，液晶显示屏均与控制器电连接，控制器通过电气控制开关与微波腔体中的微波发生器电连接。
所述清洗孔、固体进料口、进液管口均设有对应的可拆卸的孔盖。
所述釜盖顶面设有炉体吊耳Ⅰ和炉体吊耳Ⅱ。
所述容器支撑座内填充有钢丝网。
所述内置反应容器内部中空的反应器材质为聚丙烯或聚四氟乙烯透波耐腐蚀材质。
所述内置反应容器内部中空的反应器材质底部以及微波腔体微波腔体门的开关门接触面均设有压力传感器，压力传感器均电连接控制***中的控制器。
上述防爆电机通过电机支架安装在釜盖上。
上述封闭卡子包括螺栓、封闭卡和封闭垫片。
该多相大容量微波反应装置应用在锅炉尘氧化锌中提铟：
首先将10kg氧化锌锅炉尘由固体进料口加入内置反应容器中空的反应器中，将浓度为150g/L硫酸溶液50L从进液管口加入内置反应容器中空的反应器中，控制器控制微波发生器加热到80℃，打开防爆电机带动搅拌器进行转动，反应2h后，打开排料电磁阀进行排料，然后进行液固分离，测定铟的浸出率。和常规相同工艺条件下相比，铟的浸出率可由常规浸出的58%提高到75.0%。
该多相大容量微波反应装置应用在烧结灰中银的提取：
首先将5kg烧结灰水浸渣由固体进料口加入内置反应容器中空的反应器中，将40L浓度为20g/L酸性硫脲溶液从进液管口加入内置反应容器中空的反应器中，打开进气阀从进气口通入空气，控制器控制微波发生器加热到40℃，打开防爆电机带动搅拌器进行转动，搅拌速度为15r/min，反应1h后，打开排料电磁阀进行排料，然后进行液固分离，测定铟的浸出率。获得含银浸出液和浸出渣，经测定银浸出率可到80%以上，相比传统浸出工艺提高十个百分点以上。
该多相大容量微波反应装置中的控制***可实现全自动化控制，当热电偶检测到温度过高，内置反应容器内部中空的反应器材质底部压力传感器中没有压力（即无溶液），微波腔体微波腔体门的开关门接触面压力传感器压力变小（即微波设备炉门意外打开），将信号传递给控制器，控制器通过电气控制开关关闭微波发生器。
本实用新型的有益效果是：
（1）本装置可用于多相反应体系；
（2）本装置设有特殊的搅拌器结构，使反应的各相搅拌更加均匀，增强物料混合效果，因此采用本装置浸出可大幅提高矿物浸出率；
（3）本装置可实现全自动化控制，本装置具备安全联锁功能，即发生超温，反应釜内无溶液，微波设备炉门意外打开等情况下具有紧急关闭微波源以保护设备的功能，实现了规模化生产用的多相大容量微波反应装置的成功研发。
附图说明
图1是本实用新型装置主视示意图；
图2是本实用新型釜盖俯视示意图；
图3是本实用新型搅拌器三维结构示意图；
图4是本实用新型内置反应容器结构示意图；
图5是本实用新型容器支撑座结构示意图；
图6是本实用新型微波腔体结构示意图；
图7是本实用新型控制***结构示意图。
图中：1-防爆电机，2-减速器，3-联轴器，4-双端面机械密封，5-搅拌轴口，6-清洗孔，7-固体进料口，8-炉体吊耳Ⅰ，9-电机支架，10-进液管口，11-测温口，12-排气口，13-炉体吊耳Ⅱ，14-釜盖，15-热电偶，16-温度计套管，17-搅拌器，18-微波发生器，19-封闭卡子，20-保温层，21-内置反应容器，22-外壳，23-支座，24-冷却水进口，25-冷却水出口，26-排料口法兰，27-进气管法兰，28-进气阀，29-排料电磁阀，30-进气口，31-排料口，32-反应容器吊耳，33-密封垫圈凹槽，34-密封垫圈，35-容器支撑座，36-钢丝网，37-微波腔体，38-微波馈口，39-微波腔体门，40-透气孔，41-控制柜，42-电源开关，43-液晶显示屏，44-电气控制开关，45-柜门锁，46-电器散热孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型作进一步说明。
实施例1
如图1至7所示，该多相大容量微波反应装置，包括从外依次至内的外壳22、微波腔体37、保温层20和内置反应容器21，与外壳22顶部相配合的釜盖14，支撑外壳22底部的支座23，从釜盖14***位于内置反应容器21内部的搅拌装置，以及控制***；
所述微波腔体37包括腔体、微波发生器18、冷却水进口24、冷却水出口25、微波馈口38、微波腔体门39和透气孔40，腔体上均匀设有微波馈口38，微波馈口38上设有微波发生器18，微波发生器18外部设有微波腔体门39，微波腔体门39表面设有透气孔40，腔体底部设有冷却水进口24和冷却水出口25，与冷却水进口24连接的冷却水管道与微波发生器18上的冷却装置冷却水入口连接，与冷却水出口25连接的循环水管道与微波发生器18上的冷却装置循环水出口连接；
所述内置反应容器21包括内部中空的反应器、进气口30、排料口31、反应容器吊耳32、密封垫圈凹槽33和密封垫圈34，内置反应容器21内部中空的反应器通过位于微波腔体37腔体底部的容器支撑座35放置到微波腔体37腔体中，中空的反应器顶部设有反应容器吊耳32，中空的反应器顶面的密封垫圈凹槽33上设有密封垫圈34，中空的反应器底部分别设有进气口30、排料口31，进气口30、排料口31分别通过进气管法兰27、排料口法兰26连接进气管道和排料管道，进气管道和排料管道均穿过外壳22、微波腔体37、容器支撑座35底部，进气管道和排料管道分别设有进气阀28和排料电磁阀29；
所述釜盖14表面设有搅拌轴口5、清洗孔6、固体进料口7、进液管口10和测温口11且均与内置反应容器21相通，釜盖14通过封闭卡子19与外壳22安装配合；
所述搅拌装置包括防爆电机1、减速器2、联轴器3、双端面机械密封4和搅拌器17，防爆电机1依次通过减速器2、联轴器3连接搅拌器17，搅拌器17从釜盖14搅拌轴口5***到内置反应容器21中，搅拌器17与搅拌轴口5间设有双端面机械密封4，搅拌器17包括竖轴、竖轴底部的U型搅拌体以及连接竖轴与U型搅拌体的斜轴；
所述控制***包括外部设有温度计套管16的热电偶15、控制柜41、电源开关42，液晶显示屏43、电气控制开关44、柜门锁45、电器散热孔46和控制器，热电偶15从釜盖14顶部的测温口11***到内置反应容器21中，控制柜41内部安装有控制器，控制柜41外部设有控制柜门，控制柜门上设有柜门锁45，控制柜门上设有液晶显示屏43、电气控制开关44和电器散热孔46，热电偶15、电源开关42，液晶显示屏43均与控制器电连接，控制器通过电气控制开关44与微波腔体37中的微波发生器18电连接。
其中清洗孔6、固体进料口7、进液管口10均设有对应的可拆卸的孔盖；釜盖14顶面设有炉体吊耳Ⅰ8和炉体吊耳Ⅱ13；容器支撑座35内填充有钢丝网36；内置反应容器21内部中空的反应器材质为聚丙烯透波耐腐蚀材质；内置反应容器21内部中空的反应器材质底部以及微波腔体37微波腔体门39的开关门接触面均设有压力传感器，压力传感器均电连接控制***中的控制器。防爆电机1通过电机支架9安装在釜盖14上。封闭卡子19包括螺栓、封闭卡和封闭垫片。
实施例2
如图1至7所示，该多相大容量微波反应装置，包括从外依次至内的外壳22、微波腔体37、保温层20和内置反应容器21，与外壳22顶部相配合的釜盖14，支撑外壳22底部的支座23，从釜盖14***位于内置反应容器21内部的搅拌装置，以及控制***；
所述微波腔体37包括腔体、微波发生器18、冷却水进口24、冷却水出口25、微波馈口38、微波腔体门39和透气孔40，腔体上均匀设有微波馈口38，微波馈口38上设有微波发生器18，微波发生器18外部设有微波腔体门39，微波腔体门39表面设有透气孔40，腔体底部设有冷却水进口24和冷却水出口25，与冷却水进口24连接的冷却水管道与微波发生器18上的冷却装置冷却水入口连接，与冷却水出口25连接的循环水管道与微波发生器18上的冷却装置循环水出口连接；
所述内置反应容器21包括内部中空的反应器、进气口30、排料口31、反应容器吊耳32、密封垫圈凹槽33和密封垫圈34，内置反应容器21内部中空的反应器通过位于微波腔体37腔体底部的容器支撑座35放置到微波腔体37腔体中，中空的反应器顶部设有反应容器吊耳32，中空的反应器顶面的密封垫圈凹槽33上设有密封垫圈34，中空的反应器底部分别设有进气口30、排料口31，进气口30、排料口31分别通过进气管法兰27、排料口法兰26连接进气管道和排料管道，进气管道和排料管道均穿过外壳22、微波腔体37、容器支撑座35底部，进气管道和排料管道分别设有进气阀28和排料电磁阀29；
所述釜盖14表面设有搅拌轴口5、清洗孔6、固体进料口7、进液管口10和测温口11且均与内置反应容器21相通，釜盖14通过封闭卡子19与外壳22安装配合；
所述搅拌装置包括防爆电机1、减速器2、联轴器3、双端面机械密封4和搅拌器17，防爆电机1依次通过减速器2、联轴器3连接搅拌器17，搅拌器17从釜盖14搅拌轴口5***到内置反应容器21中，搅拌器17与搅拌轴口5间设有双端面机械密封4，搅拌器17包括竖轴、竖轴底部的U型搅拌体以及连接竖轴与U型搅拌体的斜轴；
所述控制***包括外部设有温度计套管16的热电偶15、控制柜41、电源开关42，液晶显示屏43、电气控制开关44、柜门锁45、电器散热孔46和控制器，热电偶15从釜盖14顶部的测温口11***到内置反应容器21中，控制柜41内部安装有控制器，控制柜41外部设有控制柜门，控制柜门上设有柜门锁45，控制柜门上设有液晶显示屏43、电气控制开关44和电器散热孔46，热电偶15、电源开关42，液晶显示屏43均与控制器电连接，控制器通过电气控制开关44与微波腔体37中的微波发生器18电连接。
其中清洗孔6、固体进料口7、进液管口10均设有对应的可拆卸的孔盖；釜盖14顶面设有炉体吊耳Ⅰ8和炉体吊耳Ⅱ13；容器支撑座35内填充有钢丝网36；内置反应容器21内部中空的反应器材质为聚四氟乙烯透波耐腐蚀材质；内置反应容器21内部中空的反应器材质底部以及微波腔体37微波腔体门39的开关门接触面均设有压力传感器，压力传感器均电连接控制***中的控制器。防爆电机1通过电机支架9安装在釜盖14上。封闭卡子19包括螺栓、封闭卡和封闭垫片。
以上结合附图对本实用新型的具体实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (6)
1.一种多相大容量微波反应装置，其特征在于：包括从外依次至内的外壳（22）、微波腔体（37）、保温层（20）和内置反应容器（21），与外壳（22）顶部相配合的釜盖（14），支撑外壳（22）底部的支座（23），从釜盖（14）***位于内置反应容器（21）内部的搅拌装置，以及控制***；
所述微波腔体（37）包括腔体、微波发生器（18）、冷却水进口（24）、冷却水出口（25）、微波馈口（38）、微波腔体门（39）和透气孔（40），腔体上均匀设有微波馈口（38），微波馈口（38）上设有微波发生器（18），微波发生器（18）外部设有微波腔体门（39），微波腔体门（39）表面设有透气孔（40），腔体底部设有冷却水进口（24）和冷却水出口（25），与冷却水进口（24）连接的冷却水管道与微波发生器（18）上的冷却装置冷却水入口连接，与冷却水出口（25）连接的循环水管道与微波发生器（18）上的冷却装置循环水出口连接；
所述内置反应容器（21）包括内部中空的反应器、进气口（30）、排料口（31）、反应容器吊耳（32）、密封垫圈凹槽（33）和密封垫圈（34），内置反应容器（21）内部中空的反应器通过位于微波腔体（37）腔体底部的容器支撑座（35）放置到微波腔体（37）腔体中，中空的反应器顶部设有反应容器吊耳（32），中空的反应器顶面的密封垫圈凹槽（33）上设有密封垫圈（34），中空的反应器底部分别设有进气口（30）、排料口（31），进气口（30）、排料口（31）分别通过进气管法兰（27）、排料口法兰（26）连接进气管道和排料管道，进气管道和排料管道均穿过外壳（22）、微波腔体（37）、容器支撑座（35）底部，进气管道和排料管道分别设有进气阀（28）和排料电磁阀（29）；
所述釜盖（14）表面设有搅拌轴口（5）、清洗孔（6）、固体进料口（7）、进液管口（10）和测温口（11）且均与内置反应容器（21）相通，釜盖（14）通过封闭卡子（19）与外壳（22）安装配合；
所述搅拌装置包括防爆电机（1）、减速器（2）、联轴器（3）、双端面机械密封（4）和搅拌器（17），防爆电机（1）依次通过减速器（2）、联轴器（3）连接搅拌器（17），搅拌器（17）从釜盖（14）搅拌轴口（5）***到内置反应容器（21）中，搅拌器（17）与搅拌轴口（5）间设有双端面机械密封（4），搅拌器（17）包括竖轴、竖轴底部的U型搅拌体以及连接竖轴与U型搅拌体的斜轴；
所述控制***包括外部设有温度计套管（16）的热电偶（15）、控制柜（41）、电源开关（42），液晶显示屏（43）、电气控制开关（44）、柜门锁（45）、电器散热孔（46）和控制器，热电偶（15）从釜盖（14）顶部的测温口（11）***到内置反应容器（21）中，控制柜（41）内部安装有控制器，控制柜（41）外部设有控制柜门，控制柜门上设有柜门锁（45），控制柜门上设有液晶显示屏（43）、电气控制开关（44）和电器散热孔（46），热电偶（15）、电源开关（42），液晶显示屏（43）均与控制器电连接，控制器通过电气控制开关（44）与微波腔体（37）中的微波发生器（18）电连接。
2.根据权利要求1所述的多相大容量微波反应装置，其特征在于：所述清洗孔（6）、固体进料口（7）、进液管口（10）均设有对应的可拆卸的孔盖。
3.根据权利要求1所述的多相大容量微波反应装置，其特征在于：所述釜盖（14）顶面设有炉体吊耳Ⅰ（8）和炉体吊耳Ⅱ（13）。
4.根据权利要求1所述的多相大容量微波反应装置，其特征在于：所述容器支撑座（35）内填充有钢丝网（36）。
5.根据权利要求1所述的多相大容量微波反应装置，其特征在于：所述内置反应容器（21）内部中空的反应器材质为聚丙烯或聚四氟乙烯透波耐腐蚀材质。
6.根据权利要求1所述的多相大容量微波反应装置，其特征在于：所述内置反应容器（21）内部中空的反应器材质底部以及微波腔体（37）微波腔体门（39）的开关门接触面均设有压力传感器，压力传感器均电连接控制***中的控制器。
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| CN201820497015.7U CN208161568U (zh) | 2018-04-10 | 2018-04-10 | 一种多相大容量微波反应装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN108295785A (zh) * | 2018-04-10 | 2018-07-20 | 铜仁学院 | 一种多相大容量微波反应装置 |
| CN112121743A (zh) * | 2020-09-22 | 2020-12-25 | 重庆化工职业学院 | 一种辐照均匀的聚磷酸铵制备用微波反应器 |
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2018
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