一种混合气氛下冷凝金属蒸气的实验设备制造技术

本实用新型专利技术涉及一种混合气氛下冷凝金属蒸气的实验设备，有色金属冶炼及材料制备技术领域。该设备包括箱体、卧式管式炉体、石英管、温度控制器、气体输送管道、真空泵，卧式管式炉体设置在箱体顶端，石英管水平设置在卧式管式炉体内的环状电热丝套内；环状电热丝套内均匀设置有若干热电偶；石英管的进料端设置有密封塞，密封塞内设置有推料杆，推料杆可延伸至石英管的另一端；箱体内壁水平设置有隔板，温度控制器设置在隔板上，环状电热丝套、热电偶与温度控制器连接，气体输送管道设置在隔板下方且穿过箱体的侧壁且与石英管的进气端连通，真空泵设置在箱体的底部，石英管的出气端通过管道Ⅱ与真空泵连通。本实用新型专利技术可进行金属蒸气的高效冷凝。

【技术实现步骤摘要】
一种混合气氛下冷凝金属蒸气的实验设备
本技术涉及一种混合气氛下冷凝金属蒸气的实验设备，有色金属冶炼及材料制备

技术介绍
随着现代化工、农业和科学技术的突飞猛进，有色金属在人类发展中的地位愈来愈重要。它不仅是世界上重要的战略物资，重要的生产资料，而且也是人类生活中不可缺少的消费资料的重要材料。随着金属成品的需求量越来越大，在冶炼生产金属的过程中，部分金属因生产方法及自身的性质等原因，会遇到金属蒸气冷却并安全、高效收集的问题。以真空下碳热还原法生产金属镁为例，该法还原过程中产生的镁蒸气，在降温过程中受到非凝结性气体（如CO、CO2）的影响，发生非凝结性气体与镁蒸气的反应生成氧化镁和碳，收集镁蒸气时会造成冷凝产物结晶形核受阻、成分不均匀，进而降低冷凝器的收集效率，使获得的冷凝镁成粉状，不仅会污染设备且易发生爆炸等安全隐患。
技术实现思路
本技术针对现有技术存在的问题，提供一种混合气氛下冷凝金属蒸气的实验设备，本技术可混合气氛下冷凝金属蒸气，提高金属蒸气冷凝的效率，减少复杂工序，降低污染，提高金属收集安全性，节省投资。本技术为解决其技术问题而采用的技术方案是：一种混合气氛下冷凝金属蒸气的实验设备，包括箱体、卧式管式炉体2、石英管1、温度控制器6、气体输送管道8、真空泵5，卧式管式炉体2设置在箱体顶端，卧式管式炉体2内水平设置有环状电热丝套9，石英管1水平设置在卧式管式炉体2内且位于环状电热丝套9内；环状电热丝套9内均匀设置有若干热电偶3且热电偶3与石英管1的外壁接触；石英管1的进料端设置有密封塞，密封塞内设置有推料杆10，推料杆10可延伸至石英管1的另一端；箱体的侧壁设置有可开式箱门，箱体内壁水平设置有隔板，温度控制器6设置在隔板上，环状电热丝套9、热电偶3与温度控制器6连接，气体输送管道8设置在隔板下方且穿过箱体的侧壁，气体输送管道8的进气口、出气口分别设置在箱体的两侧且气体输送管道8的出气口位于石英管1的进气端下方，气体输送管道8的出气口通过管道Ⅰ与石英管1的进气端连通，石英管1的进气端与进料端同侧，真空泵5设置在箱体的底部，石英管1的出气端通过管道Ⅱ与真空泵5连通，真空泵5的排气管延伸至箱体外，管道Ⅱ上设置有真空计4；进一步地，所述气体输送管道8上设置有流量计7。本技术的有益效果：（1）本技术的设备设置了反应系统（卧式管式炉体2、石英管1），温度检测系统（热电偶），真空系统（真空泵、真空计），温控系统（温度控制器）和通气系统（气体输送管道、流量计），运用本技术的设备可以对混合气氛下金属蒸气的冷凝过程进行实验，通过分析卧式管式炉的轴向温度变化下得到的不同冷凝产物的物相性质及形貌特征，分析得出不同温度、不同气氛、不同反应速率下金属蒸气的冷凝规律，对比可知该金属蒸气安全高效冷凝的温度及压力条件，从而为工业生产中金属蒸气的安全有效收集提供有力的实验依据；（2）本技术的设备可实现简单、快速确定混合气氛下金属蒸气的有效冷凝条件，既能提高冷凝效率，又能简化工业生产的程序，并降低污染，提高生产线能力。附图说明图1为实施例混合气氛下冷凝金属蒸气的实验设备的结构示意图；图中：1-石英管、2-卧式管式炉体、3-热电偶、4-真空计、5-真空泵、6-温度控制器、7-流量计、8-气体输送管道、9-环状电热丝套、10-推料杆。具体实施方式下面结合具体实施方式，对本技术作进一步说明。实施例1：如图1所示，一种混合气氛下冷凝金属蒸气的实验设备，包括箱体、卧式管式炉体2、石英管1、温度控制器6、气体输送管道8、真空泵5，卧式管式炉体2设置在箱体顶端，卧式管式炉体2内水平设置有环状电热丝套9，石英管1水平设置在卧式管式炉体2内且位于环状电热丝套9内；环状电热丝套9内均匀设置有若干热电偶3且热电偶3与石英管1的外壁接触；石英管1的进料端设置有密封塞，密封塞内设置有推料杆10，推料杆10可延伸至石英管1的另一端；箱体的侧壁设置有可开式箱门，箱体内壁水平设置有隔板，温度控制器6设置在隔板上，环状电热丝套9、热电偶3与温度控制器6连接，气体输送管道8设置在隔板下方且穿过箱体的侧壁，气体输送管道8的进气口、出气口分别设置在箱体的两侧且气体输送管道8的出气口位于石英管1的进气端下方，气体输送管道8的出气口通过管道Ⅰ与石英管1的进气端连通，石英管1的进气端与进料端同侧，真空泵5设置在箱体的底部，石英管1的出气端通过管道Ⅱ与真空泵5连通，真空泵5的排气管延伸至箱体外，管道Ⅱ上设置有真空计4；气体输送管道8上设置有流量计7。本技术的使用方法：在进行金属的蒸气冷凝时，石英管的内壁内衬石墨纸，使用推杆将金属样品从石英管的进料端推置管式炉的加热区，开启真空泵使体系达到真空条件；温度控制器控制环状电热丝套对石英管一侧进行加热，热电偶将温度信号传递给温度控制器，实现温度的监控和自动调控；保温使得金属样品挥发，金属蒸气会在石英管另一侧低温区冷凝，待样品完全挥发后，温度控制器控制环状电热丝套停止加热并进行降温；设备冷却至室温后取出石墨纸，将石墨纸上的冷凝产物送样分析，调整加热温度和保温时间进行实验，对比不同实验得到的轴向距离上不同冷凝温度下的冷凝产物的分析结果，得出金属蒸气的安全有效冷凝条件。在进行混合气氛下金属蒸气的冷凝时，石英管的内壁内衬石墨纸，将金属制样后置于石英管的进料端，开启真空泵抽真空使体系压强达到真空要求，温度控制器控制环状电热丝套对石英管进行加热至预设温度并进行保温，使用推料杆将金属样品推至加热区，由之前的金属蒸气挥发冷凝实验可得出金属达到完全挥发的保温时间，待金属完全挥发后，按一定速率通入气体与金属蒸气充分接触，保温结束后，温度控制器控制环状电热丝套停止加热并进行降温；待设备冷却至室温后取出石墨纸，对冷凝产物进行称重并送样分析，可调整加热温度和保温时间；对照不同冷凝温度下产物的分析结果，可得出该金属蒸气处于混合气氛下的安全有效冷凝条件。上面结合附图对本技术的具体实施例作了详细说明，但是本技术并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本技术宗旨的前提下作出各种变化。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混合气氛下冷凝金属蒸气的实验设备，其特征在于：包括箱体、卧式管式炉体（2）、石英管（1）、温度控制器（6）、气体输送管道（8）、真空泵（5），卧式管式炉体（2）设置在箱体顶端，卧式管式炉体（2）内水平设置有环状电热丝套（9），石英管（1）水平设置在卧式管式炉体（2）内且位于环状电热丝套（9）内；环状电热丝套（9）内均匀设置有若干热电偶（3）且热电偶（3）与石英管（1）的外壁接触；石英管（1）的进料端设置有密封塞，密封塞内设置有推料杆（10），推料杆（10）可延伸至石英管（1）的另一端；箱体的侧壁设置有可开式箱门，箱体内壁水平设置有隔板，温度控制器（6）设置在隔板上，环状电热丝套（9）、热电偶（3）与温度控制器（6）连接，气体输送管道（8）设置在隔板下方且穿过箱体的侧壁，气体输送管道（8）的进气口、出气口分别设置在箱体的两侧且气体输送管道（8）的出气口位于石英管（1）的进气端下方，气体输送管道（8）的出气口通过管道Ⅰ与石英管（1）的进气端连通，石英管（1）的进气端与进料端同侧，真空泵（5）设置在箱体的底部，石英管（1）的出气端通过管道Ⅱ与真空泵（5）连通，真空泵（5）的排气管延伸至箱体外，管道Ⅱ上设置有真空计（4）。...

【技术特征摘要】
1.一种混合气氛下冷凝金属蒸气的实验设备，其特征在于：包括箱体、卧式管式炉体（2）、石英管（1）、温度控制器（6）、气体输送管道（8）、真空泵（5），卧式管式炉体（2）设置在箱体顶端，卧式管式炉体（2）内水平设置有环状电热丝套（9），石英管（1）水平设置在卧式管式炉体（2）内且位于环状电热丝套（9）内；环状电热丝套（9）内均匀设置有若干热电偶（3）且热电偶（3）与石英管（1）的外壁接触；石英管（1）的进料端设置有密封塞，密封塞内设置有推料杆（10），推料杆（10）可延伸至石英管（1）的另一端；箱体的侧壁设置有可开式箱门，箱体内壁水平设置有隔板，温度控制器（6）设置在...

【专利技术属性】
技术研发人员：田阳，熊能，杨斌，徐宝强，刘大春，蒲正浩，陈秀敏，邓勇，王飞，曲涛，李一夫，蒋文龙，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：新型
国别省市：云南,53