一种具有烟气式冷凝系统的真空炉装置制造方法及图纸

本发明专利技术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。

Vacuum furnace device with flue gas type condensing system

The invention provides a device for vacuum furnace with flue gas condensing system, including combustion system, reaction system, condensing system and vacuum system, wherein, the combustion system includes a combustion chamber and the regenerator, the regenerator and the combustion chamber is connected; the reaction system includes a reaction chamber and AlCl3 distillation tank around, the reaction chamber is arranged around the combustion chamber, the flue gas outlet of AlCl3 tank and the sublimation of the regenerator is connected; the condensing system comprises a metal aluminum condensate tank and AlCl3 condensation tank, the metallic aluminum condensation tank and the reaction product of entrance chamber, AlCl3 condensation tank product with the entrance of the metal aluminum products export condensate tank connected to the metal aluminum condensate tank with the regenerator is connected; the vacuum system and the AlCl3 product is connected with an outlet of condensate tank. Therefore, the device reduces the energy consumption consumed by the reaction process by adopting a regenerative gas heating device, thereby reducing the cost of preparing the metal aluminum by the vacuum carbothermal reduction.

【技术实现步骤摘要】
一种具有烟气式冷凝系统的真空炉装置
本专利技术属于制备金属铝的装置领域，尤其涉及一种具有烟气式冷凝系统的真空炉装置及系统。
技术介绍
目前，金属铝的工业生产方法主要采用冰晶石-氧化铝熔盐电解法，以氧化铝作溶质、冰晶石作溶剂、炭素材料作电极，通入电流，进行电解而得到原铝。但是，该电解法生产铝存在以下缺陷：制备过程中需要消耗大量的昂贵原料，导致电解铝的成本较其它金属高；铝电解过程中不仅会排放大量温室气体，还会产生大量含氟烟气，阳极糊烧结产生的沥青也会挥发，对周围环境及人体健康造成损害；该电解法每生产吨铝约耗电13000-15000千瓦•时，成本高。最近数十年，炼铝新方法主要有常压碳热还原法、真空碳热还原法（包括直接碳热还原法、真空碳热还原-硫化法以及真空碳热还原-卤化法）、离子液体电沉积法等。但是，上述炼铝新方法生产铝存在以下缺陷：常压碳热还原法还原温度高达2000℃以上，需要在高温的条件下进行，能耗非常高；离子液体电沉积法采用的原料成本高；直接碳热还原法得到的产物在高温下相互熔解，难以与渣相分离，几乎得不到金属铝，造成产率低下。因此，如何设计出一种能耗低、金属铝的收率和纯度高的炼铝装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
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...

【技术特征摘要】
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；所述烟气管道的另一端分别与所述金属铝冷凝罐和所述AlCl3升华罐连接，用于将蓄热室回收热量后的烟气一部分通入所述金属铝冷凝罐作为冷却介质对其进行冷却处理，另一部分通入所述AlCl3升华罐作为热源对其进行加热处理。7.如权利要求6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，所述燃烧系统还包括燃气三通换向阀和/或助燃风三通换向阀，其中，所述燃气三通换向阀分别与燃气管道、烟气...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋敏洁，杨玉地，王东方，郭科宏，侯傲，吴道洪，
申请(专利权)人：神雾科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11