[發(fā)明專利]帶氣幕保護的反應塔及其進氣方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310183212.3
• 申請日: 2013-05-17
• 公開（公告）號: CN103278008A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高玉忠;屈瑤;董明
• 申請（專利權(quán)）人: 恒正科技（蘇州）有限公司
• 主分類號: F27B5/04
• 分類號: F27B5/04;F27B5/16
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 范晴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及反應塔，具體涉及一種帶氣幕保護的反應塔及其進氣方法，應用于物料熱處理或材料高溫合成。

背景技術(shù)

氣氛爐的特點是在一定溫度下向爐內(nèi)通入一定的保護氣體，在爐內(nèi)形成保護氣氛。保持氣氛爐內(nèi)合適的氣氛是實現(xiàn)預期熱處理效果的關(guān)鍵。常規(guī)的氣氛爐的爐管都采用一端進氣，一端出氣的辦法，使保護氣體在爐管內(nèi)產(chǎn)生微正壓以達到形成保護氣氛的目的。而在這過程中由于爐管形狀的差異、進出氣口的位置差異及爐管內(nèi)部結(jié)構(gòu)死角等導致爐管內(nèi)存在局部氣氛不均問題。

對于反應塔而言一般在低溫處理條件下物料容易粘接在塔壁上，造成回收困難，物料浪費，影響塔體連續(xù)運行，降低生產(chǎn)效率；在高溫合成條件下，生成的高活性物質(zhì)與塔壁（爐壁）直接接觸可能形成低共熔點化合物，產(chǎn)生雜質(zhì)，造成塔壁（爐壁）的腐蝕、破壞，嚴重的會造成爐體泄露。

例如噴霧干燥設(shè)備運行初期在噴霧和干燥氣流的作用下，部分物料和干燥塔內(nèi)壁接觸，因物料特性和塔壁溫度的不同使得部分物料粘附在塔壁內(nèi)表面，不能及時清除并逐漸積累成料塊，在重力和氣錘等外力作用下脫落進入塔底的通風管道，影響干燥氣流造成產(chǎn)品成分不均，甚至造成干燥過程被迫中斷。同時，在一定的溫度與氣氛作用下，部分粘壁物料會與干燥塔內(nèi)壁材質(zhì)發(fā)生副反應，影響干燥物料的純度，降低產(chǎn)品質(zhì)量。現(xiàn)有噴霧干燥中通常采用塔內(nèi)壁拋光、夾壁干燥塔、塔壁旋氣片切向引入二次空氣冷卻塔壁或塔內(nèi)安裝氣掃裝置等辦法來減輕粘壁，但都不能有效解決粘壁問題。

再例如納米碳管的生產(chǎn)需要納米碳管形成所需的金屬催化劑在惰性環(huán)境中分解形成高活性金屬原子，金屬原子與金屬爐壁直接接觸可能形成低共熔點化合物，產(chǎn)生雜質(zhì)，造成爐壁的腐蝕、破壞，嚴重的會造成爐體泄露；業(yè)內(nèi)多采用陶瓷或石墨內(nèi)膽被動保護金屬爐體，但陶瓷、石墨內(nèi)膽自身密封性較差，不能根本杜絕高活性金屬原子與金屬爐體接觸，給產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)留下嚴重安全隱患。本發(fā)明由此而來。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的第一方面的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的反應塔內(nèi)物料容易和塔內(nèi)壁接觸造成粘壁或腐蝕情況，提供一種既具有塔體內(nèi)均勻保護氣氛又可防止物料與塔壁直接接觸的帶氣幕保護的反應塔。

本發(fā)明所要解決的第二方面的技術(shù)問題是提供上述的帶氣幕保護的反應塔進氣方法。

為了解決上述的第一方面的技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：一種帶氣幕保護的反應塔，所述反應塔包括塔體，其特征在于，在所述的塔體內(nèi)安裝有由氣管連通成管網(wǎng)構(gòu)成的環(huán)壁保護氣體噴射系統(tǒng)，在所述氣管上分布著復數(shù)個噴嘴。

優(yōu)選的，所述環(huán)壁保護氣體噴射系統(tǒng)包括由氣管連通成的頂部管網(wǎng)、中部管網(wǎng)和底部管網(wǎng)組成；所述頂部管網(wǎng)位于塔體內(nèi)的上段，且與頂部塔壁平行；所述底部管網(wǎng)位于塔體內(nèi)的下段，且與底部塔壁平行；所述中部管網(wǎng)位于塔體內(nèi)中段，且與中部塔壁平行，其氣管上下兩端分別連接頂部管網(wǎng)和底部管網(wǎng)。

優(yōu)選的，所述頂部管網(wǎng)的氣管以物料進口為中心，根據(jù)頂部塔壁的形狀，以平面或倒錐面輻射狀等間距分布；所述底部管網(wǎng)的氣管以物料出口為中心，根據(jù)底部塔壁的形狀，呈錐面或平面輻射狀等間距分布。

優(yōu)選的，所述中部管網(wǎng)在塔體內(nèi)的橫切面布置形狀為正多邊形，且氣管與中部塔壁的垂直間距相等。所述正多邊形的邊數(shù)≥5，優(yōu)選為正六、正八、正十二邊形等形狀。

優(yōu)選的，所述噴嘴在氣管上分布的位置及開口方向，能使相鄰氣管上的噴嘴噴出的氣流共同形成環(huán)壁保護的氣幕。

優(yōu)選的，所述氣管為陶瓷管、石墨管或石英管等這些比較耐高溫管。

優(yōu)選的，所述頂部管網(wǎng)連接一根延伸至塔體外的第一氣體輸送管道；所述底部管網(wǎng)連接一根延伸至塔體外的第二氣體輸送管道。

優(yōu)選的，通過所述第一氣體輸送管道和第二氣體輸送管道輸送的保護氣為氫氣、氮氣、氬氣中的一種或多種氣體組合；且第一氣體輸送管道輸送的保護氣和第二氣體輸送管道輸送的保護氣為相同或不同種類的保護氣體，藉此可形成不同壓力梯度、濃度梯度的保護氣幕。

優(yōu)選的，所述塔體包括設(shè)在塔體頂端的物料進口和排氣口，和設(shè)在塔體底部的物料出口。且塔體具有平面或倒錐狀頂部塔壁、柱狀中部塔壁和平面或錐狀底部塔壁。

上述的氣管彼此間部分連通或全部連通組成管網(wǎng)，保護氣體通過環(huán)壁保護氣體噴射系統(tǒng)在塔內(nèi)形成保護氣幕。