一种制备金属化合物的设备及方法技术

本发明专利技术涉及一种制备金属化合物的设备及方法，包括反应釜，处理装置；反应釜包括进气口和的进料口；加热组件布置于反应釜的外壁，并用于对反应釜加热以进行温度控制；进气装置对通入的反应气体进行控制；处理装置通过温度传感器的数据控制加热组件对反应釜进行温度控制，以使得反应釜内的温度达到预定温度；处理装置通过压力传感器的数据控制进气装置对通入反应釜的反应气体进行控制，以使得反应釜内的压力达到预定压力；并且处理装置还用于通过电阻传感器、压力传感器、质量流量仪和温度传感器的数据综合判断反应釜中金属粉末的反应进度。本发明专利技术可以对反应时的压力和温度进行调节，并且可以得到金属粉末的反应进度。并且可以得到金属粉末的反应进度。并且可以得到金属粉末的反应进度。

【技术实现步骤摘要】
一种制备金属化合物的设备及方法


[0001]本专利技术属于金属化合物的制备领域，尤其涉及一种制备金属化合物的设备及方法。

技术介绍

[0002]在现实生活中较多金属化合物开始得到了大范围使用，从而导致金属化合物的制备从实验室生产转向了规模化生产。其中普通实验采用的反应设备，类似一口锅，需手动放入和取出反应物，导致反应物易氧化，并且还存在效率低的问题。在手动放入和取出反应物时，如果所取的粉末属性活泼，极易发生危险。并且手动放入和取出反应物时，对其加入的量无法得到精确控制，当反应物加入过多，会造成温度不均匀。现有工厂进行规模生产时所用的反应设备仅仅只是设置了自动添加反应物的结构，对于添加反应物的速率调节和金属化合物的反应程度等问题，均没有特别好的解决方案。
[0003]例如，专利号为ZL201721181631.3的中国专利，其公开了一种氢化镁制备设备，该氢化镁制备设备包括：过渡仓，过渡仓包括投料口；加热室，加热室通过第一阀门与过渡仓相连接；加热器，加热器上端开口并且能够通过第一阀门在过渡仓与加热室之间移动，加热器用于在加热室加热其中放置的镁原料；收集室，收集室通过导管与加热室相连通以收集镁粉；和反应室，反应室通过第二阀门与收集室相连通以接收镁粉，并且反应室与外部氢气源相连通以接收氢气。其通过将镁粉制备和氢化反应结合到一个设备，并且通过温度、压力等条件的控制可以将制得的氢化镁颗粒的粒径控制在1μm
‑
60μm的范围内。但在上述氢化镁制备设备进行反应生成氢化镁时，仅仅只是公开了向反应室内通入氢气以制得氢化镁，而对于氢气的通入速率未进行关注，氢气的通入速率会影响氢化镁的反应程度，并且氢气和镁粉的反应程度也无法得到准确的判断，仅仅只是通过反应固定时间后得到氢化镁，即该氢化镁制备设备无法准确的控制金属化合物的反应速率，也无法得到金属化合物的反应程度。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术中存在的缺陷，本专利技术一种制备金属化合物的设备及方法，通过对反应过程的实时监测，可以对反应时的压力和温度进行调节，并且可以根据监测的数据得到金属粉末的反应进度。
[0005]第一方面，本专利技术提出一种制备金属化合物的设备，包括反应釜，处理装置，以及均与所述处理装置信号连接的加热组件、压力传感器、进气装置、电阻传感器和至少一个温度传感器；
[0006]所述反应釜包括用于通入反应气体的进气口和用于添加金属粉末的进料口；
[0007]所述加热组件布置于所述反应釜的外壁，并用于对所述反应釜加热以进行温度控制；
[0008]所述进气装置与所述进气口连通，并用于对通入所述反应釜的反应气体进行控
制；所述进气装置还包括与所述处理装置信号连接的质量流量仪；
[0009]处理装置用于根据所述温度传感器的数据控制所述加热组件对所述反应釜进行温度控制，以使得所述反应釜内的温度达到预定温度；所述处理装置用于根据所述压力传感器的数据控制所述进气装置对通入所述反应釜的反应气体进行控制，以使得所述反应釜内的压力达到预定压力；
[0010]并且所述处理装置还用于根据所述电阻传感器、所述压力传感器、所述质量流量仪和所述温度传感器的数据综合判断所述反应釜中所述金属粉末的反应进度。
[0011]进一步的，所述加热组件采用分段加热设置，所述加热组件按所述反应釜的上下位置分为至少两段，每段所述加热组件至少包括一个所述温度传感器；
[0012]所述处理装置用于根据所述每个所述温度传感器的监测数据得到所述反应釜内部温度场的分布，所述处理装置用于根据所述温度场的分布分别控制每段所述加热组件，使得所述反应釜内部的温度维持均衡。
[0013]进一步的，所述反应釜还包括用于金属粉末出料的出料口，所述出料口依次连接旋风采集器、集尘袋和与所述处理装置信号连接的旋风风机；所述处理装置用于在金属粉末反应完全时，控制所述旋风风机将得到的金属化合物粉末送入所述旋风采集器和集尘袋，以完成金属化合物粉尘的收集。
[0014]进一步的，所述设备还包括用于对所述反应釜内部进行搅拌的搅拌装置，所述搅拌装置包括固定于反应釜上的驱动电机和连接所述驱动电机输出端向反应釜底部延伸的旋桨。
[0015]第二方面，本专利技术还提供一种采用上述设备制备金属化合物的方法，包括以下步骤：
[0016]通过进气口和进料口向反应釜中通入反应气体并加入金属粉末；
[0017]当反应釜内的压力低于预定压力时，处理装置控制进气装置向反应釜内通入反应气体；
[0018]当反应釜内的温度低于预定温度时，处理装置控制加热组件对反应釜进行加热；
[0019]处理装置根据电阻传感器、压力传感器、质量流量仪和温度传感器的数据综合判断反应釜中金属粉末的反应进度，直至判断金属粉末的反应完全时，完成金属化合物的制备。
[0020]进一步的，所述设备还包括与所述加热组件和处理装置信号连接的电功率仪，所述电功率仪用于监测所述反应釜内的热能损耗；
[0021]所述处理装置获取所述电功率仪监测的数据；并根据所述电功率仪监测的数据，得到所述金属粉末的反应进度。
[0022]进一步的，所述根据所述电功率仪监测的数据，得到所述金属粉末的反应进度，包括以下步骤：
[0023]所述电功率仪分别监测第一功率数据和第二功率数据；
[0024]其中，第一功率数据为所述电功率仪监测通入所述反应气体前的所述金属粉末加热的热能损耗；第二功率数据为电功率仪监测通入所述反应气体后的所述金属粉末反应过程中的热能损耗；
[0025]所述处理装置根据所述第一功率数据和所述第二功率数据，得到所述反应釜中所
述金属粉末反应过程中消耗的能量；
[0026]根据所述金属粉末反应过程中消耗的能量和所述反应的焓值得到已经反应的所述金属粉末比例。
[0027]进一步的，所述根据所述电阻传感器、所述压力传感器、所述质量流量仪和所述温度传感器的数据综合判断所述反应釜中所述金属粉末的反应进度，包括以下步骤：
[0028]根据所述电阻传感器监测的电阻率数据得到所述金属粉末的第一反应进度；
[0029]根据所述质量流量仪监测的所述反应气体质量数据，同时结合所述温度传感器的温度数据和所述压力传感器的压力数据得到金属粉末的第二反应进度；
[0030]根据所述第一反应进度和所述第二反应进度的数据综合判断所述金属粉末的反应进度。
[0031]进一步的在根据所述第一反应进度和所述第二反应进度的数据综合判断所述金属粉末的反应完成后，还包括以下步骤：
[0032]根据所述压力传感器监测的压力数据，得到预定时间内的压力变化；
[0033]根据预定时间内的压力变化，验证所述金属粉末的反应是否完成。
[0034]进一步的，所述根据所述质量流量仪监测的所述反应气体质量数据，同时结合所述温度传感器的温度数据和所述压力传感器的压力数据得到金属粉末的第二反应进度，包括以下步骤：
[0035]根本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备金属化合物的设备，其特征在于，包括反应釜(1)，布置于所述反应釜(1)外壁的加热组件(2)，进气装置(4)，设置于所述反应釜(1)内的压力传感器(3)、电阻传感器(5)和至少一个温度传感器(6)，处理装置；所述反应釜(1)包括进气口(11)和进料口(12)；所述进气装置(4)与所述进气口(11)连通，并用于对通入所述反应釜(1)的反应气体进行控制；所述进气装置(4)还包括与所述处理装置信号连接的质量流量仪；所述处理装置用于根据所述温度传感器(6)的数据控制所述加热组件(2)以及根据所述压力传感器(3)的数据控制所述进气装置(4)，以使得所述反应釜(1)内的温度和压力维持在预定温度和预定压力；所述处理装置还用于根据所述电阻传感器(5)、所述压力传感器(3)、所述质量流量仪和所述温度传感器(6)的数据判断所述反应釜(1)中金属粉末的反应进度。2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述加热组件(2)采用分段设置，所述加热组件(2)按所述反应釜(1)的上下位置分为至少两段，每段所述加热组件至少包括一个所述温度传感器；所述处理装置用于根据所述每个所述温度传感器(6)的监测数据得到所述反应釜(1)内部温度场的分布，分别控制每段所述加热组件，使得所述反应釜(1)内部的温度维持均衡。3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述反应釜(1)还包括出料口(13)，所述出料口(13)依次连接旋风采集器(71)、集尘袋(72)和与所述处理装置信号连接的旋风风机(73)；所述处理装置用于在金属粉末反应完全时，控制所述旋风风机(73)将得到的金属化合物粉末送入所述旋风采集器(71)和集尘袋(72)。4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括用于对所述反应釜(1)内部进行搅拌的搅拌装置(8)，所述搅拌装置(8)包括固定在反应釜(1)上的驱动电机(81)和连接所述驱动电机(81)输出端向反应釜(1)底部延伸的旋桨(82)。5.一种采用如权利要求1
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4任意一项所述设备制备金属化合物的方法，其特征在于，包括以下步骤：通过进气口(11)和进料口(12)向反应釜(1)中通入反应气体并加入金属粉末；当反应釜(1)内的压力低于预定压力时，处理装置控制进气装置(4)向反应釜(1)内通入反应气体；当反应釜(1)内的温度低于预定温度时，处理装置控制加热组件(2)对反应釜(1)进行加热；处理装置根据电阻传感器(5)、压力传感器(3)、质量流量仪和温度传感器(6)的数据综合判断反应釜(1)中...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵一博，焦春柳，刘兵银，
申请(专利权)人：上海镁源动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：