一种热分解氢还原多功能高温电炉制造技术

本实用新型专利技术公开了一种热分解氢还原多功能高温电炉，其包括炉头，炉体，炉尾，炉管，烧舟，温控装置，其特征在于，炉头长２２００ｍｍ－３０００ｍｍ，其中部设有进料口，进料口前端设有带球阀的排气稳压导管和机械推舟器；炉体长４０００ｍｍ－４６００ｍｍ，宽１２２０ｍｍ－１４２０ｍｍ，高１５５０ｍｍ－１７５０ｍｍ，双管分５－８段独立加热；所述炉尾长３６００－４４００ｍｍ，设有双层水冷机构，分２－３段独立调节冷却，炉尾前端设有氢气（Ｈ↓［２］）入口及氢气流量计，炉尾尾端设装有气密性好的炉门的出料口及截止阀和微压计。本实用新型专利技术可用于连续批量生产纳米级钴粉和高质量的超微细氧化亚钴粉末及其它盐类化合物的高温热分解和高温氢还原，且耗氢气量少，生产过程稳定，生产效率高，生产成本低。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种热分解氢还原多功能高温电炉，尤其是涉及一种纳米级钴粉和超微细氧化亚钴粉生产用热分解氢还原多功能高温电炉。
技术介绍
纳米级钴粉和超微细氧化亚钴粉末，在电池材料、催化剂等许多
得到广泛应用，特别是用作高能二次电池的活化剂，当钴粉、氧化亚钴粉末颗粒达到或接近纳米尺寸时，其巨大的比表面积、极高的化学性能，在高能电池的电容量、循环寿命等主要质量指标方面，表现出一系列的优异性能，因此制备纳米级电池用粉体材料，就成为当今科技产业界普遍追求的目标。目前，工业上大量使用的钴粉、氧化亚钴粉末材料，是在传统的高温电炉内分别用氢还原或热分解而制得的。这一过程是冶金、化工及应用化学中古老单元过程，由于该过程简单易行，一直被广泛采用。但传统的高温电炉，由于高温带短(3～4段)、冷却带也短(1.5～2.0米)，用于生产超微细钴粉时，不仅耗氢气量大，而且由于这种钴粉有着巨大的比表面积，会因冷却不充分而激烈氧化，甚至燃烧，使生产过程极不稳定或无法连续进行；在生产超微细氧化亚钴时，因热制度不合适和炉内气氛、压力无法调节和控制，会使氧化亚钴氧化或热分解、热化合返复进行，其结果使氧化亚钴产品含钴量不达标、色差严重。因此，利用传统的高温电炉无法连续批量制得纳米级钴粉和高质量的超微细氧化亚钴粉末，生产效率低，生产成本高。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种耗氢气量少，生产过程稳定，可连续批量制得纳米级钴粉和高质量的超微细氧化亚钴粉末的热分解氢还原多功能高温电炉。本技术的目的是通过以下技术方案实现的。其包括炉头，装有温控装置的炉体，设有出料口和氢气入口及氢气流量计的炉尾，炉管，烧舟，其特征在于，所述炉头长度为2200mm-3000mm(优选2400mm-2600mm)，炉头中部设有进料口，进料口前端设带有阀门(最好是球阀)的排气稳压导管和机械推舟器；所述炉体的外形尺寸为长4000mm-4600mm(优选4100mm-4300mm)，宽1220mm-1420mm，高1550mm-1750mm，双管加热机构分5-8段(优选6段)独立设置；所述炉尾长3600-4400mm(优选3900mm-4100mm)，设有双层水冷机构，水冷机构分2-3段独立设置，靠近出料口处装有截止阀和微压计。所述炉体额定加热温度可为700℃-900℃；所述炉尾可用不锈钢制作，炉尾尾端出料口处设气密性好的炉门；所述炉管宜采用耐热、耐腐蚀的不锈钢制作；所述烧舟宜分上、下两层，采用耐高温铸钢制作。本技术既可用于连续批量生产普通钴粉和氧化亚钴产品，又可连续批量制得纳米级钴粉和高质量的超微细氧化亚钴粉末，还可以作为其它盐类化合物的高温热分解炉和高温氢还原炉使用，且耗氢气量少，生产过程稳定，生产效率高，生产成本低。附图说明图1为本技术一实施例的结构示意图。具体实施方式以下结合附图，对本技术作进一步说明。参照附图，其包括炉头，炉体，炉尾，炉管，烧舟，温控装置，所述炉头置于支架11上，长度为2500mm，炉头中部设有进料口1，进料口1前端垂直方向设有带球阀3的排气稳压导管4，水平方向设有机械推舟器2；所述炉体6置于支架12上，其外形尺寸为长4200mm，宽1320mm，高1650mm，双管分6段独立加热，发热元件为Cr20Ni80材料，设计加热功率72kw，额定加热温度为800℃，温控装置的热电偶5装于炉体6上，温控装置为前后开门式温控柜(图中未画出)，设计控制功率90kw，采用可控硅匹配智能数显温度仪表及NiCr-NiSi热电偶，对炉温实行6段显示和自动控制，温度实行PID调节，温度控制精度±2℃；所述炉尾长4000mm，设有双层水冷机构，水冷机构分2段独立设置，用不锈钢制作，由支柱13支撑，靠近炉尾前端处设有氢气(H2)入口及氢气流量计7，炉尾尾端设有装有气密性好的炉门的出料口10，靠近出料口10的顶部装有截止阀8和微压计9；所述炉管(图中未画出)宜采用耐热、耐腐蚀的不锈钢制作；所述烧舟分上、下两层，宜采用耐高温铸钢制作。应用实施例1纳米级钴粉的生产使用本本技术生产纳米级钴粉时，原料CoCO3宜选用中国专利技术专利申请200510031454.6号公开的工艺技术和专用装置生产的CoCO3，其主要化学成份Fe、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn、Ca、Mg等杂质含量均分别≤0.01％；物理指标Co≤50％，H2O≤0.2％，平均粒度0.10～0.15μm。首先将球形阀3打开，截止阀8关闭，将纯氢气经氢气流量计7导入炉管，将炉内空气驱赶干净彻底(1～2小时)，接着对炉子的各带送电加热升温，同时将炉尾的冷却水路开通，当各带温度达到设定值时，将CoCO3料加入双层烧舟，用机械推舟器2按规定的推舟速度将烧舟由进料口1推入炉管，并同时调节氢气流量计7，进入氢还原过程。废气经球形阀3由排气稳压导管4排空。最后，产品由出料口10钩出，对产品迅速进行惰性气体保护，如此进料→推舟→反应→冷却→出料→保护过程循环往复，连续批量进行生产。以所述CoCO3为原料，采用本本技术，通过高温氢还原可以连续批量生产出比表面积≥30m2/g，球形或类球形形貌，平均粒度0.05～0.10μm，含氧量≤0.2％的纳米级高纯钴粉。应用实施例2超微细氧化亚钴粉末的生产使用本技术生产超微细氧化亚钴粉末材料时，其原料CoCO3选用中国专利技术专利申请200510031454.6号公开的工艺和专用装置生产的CoCO3粉末，其主要化学成份Fe、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn、Ca、Mg等杂质含量均分别≤0.01％；物理指标Co≤50％，H2O≤0.2％，平均粒度0.20～0.30μm。首先用CO2气体由截止阀8通入炉管，同时打开球形阀3，以CO2气体驱赶炉管内空气(约1小时)后，对炉子各带通电加热升温，同时将炉尾冷却水路开通。当各带温度达到设定值时，CoCO3装入双层烧舟内，由进料口1送入炉内，用机械推舟器2将烧舟推入炉管，按规定的推舟速度，将烧舟逐步推进高温带进行热分解反应。CO2气、水汽经球形阀3由排气稳压导管4排空。当烧舟推入第三带时，停止通入CO2气，此时仔细调节球形阀3，使微压计9指针处于微正压处，直至稳定，产品由出料口10钩出。当产品正常后，固定球形阀3不再变动。产品迅速用惰性气体保护，如此进料→推舟→反应→冷却→出料→保护过程循环往复，连续批量进行生产。以所述CoCO3为原料，采用本技术，通过高温热分解可以连续批量生产出比表面积≥12m2/g，球形或类球形形貌，松比＞0.3g/cm3，平均粒度0.15～0.35μm的高纯超微细氧化亚钴粉末材料。本本技术也可以用于普通钴粉和氧化亚钴的产品生产。本装置还可以作为其它盐类化合物的高温热分解炉和高温氢还原炉使用。权利要求1.一种热分解氢还原多功能高温电炉，包括炉头，装有温控装置的炉体，设有出料口和氢气入口及氢气流量计的炉尾，炉管，烧舟，其特征在于，所述炉头长度为2200mm-3000mm，炉头中部设有进料口，进料口前端设带有阀门的排气稳压导管和机械推舟器；所述炉体的外形尺寸为长4000mm-4600mm，宽1220mm-1420mm，高1550mm-1750mm，加热机构分5-8段独立设置；所述炉尾长3600-440本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热分解氢还原多功能高温电炉，包括炉头，装有温控装置的炉体，设有出料口和氢气入口及氢气流量计的炉尾，炉管，烧舟，其特征在于，所述炉头长度为２２００ｍｍ－３０００ｍｍ，炉头中部设有进料口，进料口前端设带有阀门的排气稳压导管和机械推舟器；所述炉体的外形尺寸为：长４０００ｍｍ－４６００ｍｍ，宽１２２０ｍｍ－１４２０ｍｍ，高１５５０ｍｍ－１７５０ｍｍ，加热机构分５－８段独立设置；所述炉尾长３６００－４４００ｍｍ，设有双层水冷机构，水冷机构分２－３段独立设置，靠近出料口处装有截止阀和微压计。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡传算，蔡道松，
申请(专利权)人：湖南凯丰新材料有限公司，
类型：实用新型
国别省市：43[中国|湖南]