【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于溶解，具体涉及一种难溶固体强化溶解装置及方法。
技术介绍
1、在现代工业生产中，溶解是许多生产过程的关键步骤，特别是在化工、制药和相关工业领域。然而，某些固体物质由于其特殊的性质，如颗粒大小、结晶形态等，导致其在传统溶解过程中难以高效、均匀地被溶解。这些难溶性固体物质的存在给生产带来了许多挑战，包括低溶解效率、高能耗、设备损耗等问题。
2、传统的溶解装置主要仰赖于溶剂的物理和化学作用，然而在处理难溶性固体物质时，这些方法的效果相对有限。为了克服这些限制，各种强化溶解技术逐渐引入工业生产，其中机械强化溶解成为一项重要的创新。通过搅拌、研磨或其他机械手段，机械强化溶解能够显著增加溶解过程中的物质传递速率。通过提高搅拌速度或采用特殊的搅拌器具，可以有效地破碎固体颗粒，使其更易于溶解。
3、超临界流体技术是另一种重要的强化溶解手段，利用介于气体和液体之间状态的超临界流体。超临界流体具有较高的渗透性和溶解能力，通过调节温度和压力，将溶剂置于超临界状态，能够显著提高固体物质的溶解速率。这种技术在处理难溶性固体物质时表现出色，为高效、节能的溶解过程提供了可行的解决方案。
4、因此，设计和优化溶解装置对于提高溶解效率、降低生产成本以及实现可持续生产具有重要意义。新一代的溶解装置需要结合机械强化和超临界流体技术，充分利用物理、化学和机械手段，以确保固体物质在溶解过程中能够充分、均匀地溶解，从而满足不同工业领域对于高效溶解的需求。这种创新的溶解装置设计将有助于提高生产效率、降低能源消耗
技术实现思路
1、针对现有技术中所存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种难溶固体强化溶解装置及方法，该方案结合机械强化和超临界流体技术，充分利用物理、化学和机械手段，以确保固体物质在溶解过程中能够充分、均匀地溶解，从而满足不同工业领域对于高效溶解的需求。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术的技术方案如下：
3、一种难溶固体强化溶解装置，包括料液储罐、溶解罐、加热装置、鼓气装置、集液装置、冷凝回流装置、尾气收集装置和废液储罐，料液储罐向溶解罐加入溶液，加热装置对溶解罐中溶液进行加热使之形成超临界流体，难溶固体通过设置在溶解罐上的固体加料口加入溶解罐，鼓气装置对溶解罐进行加压并通过空气喷射器实现搅拌功能，集液装置在溶解过程中对溶解罐中的料液进行取样，蒸发气体通过冷凝回流装置回流至溶解罐，无法冷凝回流气体收集至尾气处理装置，溶解液收集至废液储罐。
4、进一步，溶解罐内设置温度传感器，用于对溶解过程的温度进行实时监测。
5、进一步，加热装置为电阻加热器，用于对溶解罐中料液的加热，配合温度传感器对溶解过程的温度进行控制。
6、进一步，料液储罐通过加料泵与溶解罐连接，向溶解罐中加入溶液。
7、进一步，集液装置通过采用带有多通道切换阀的注射泵对溶解罐中料液进行取样，通过管路连接溶解罐和洗涤液，每次取样完成后切换通道，实现取样-洗涤-取样的操作，以确保取样的准确性。
8、进一步，鼓气装置和压力变送器的协同作用对溶解罐中的压力进行精确控制，实现加压溶解的过程。
9、进一步，冷凝回流装置包括设置在溶解罐上方的冷却器和冷却机组，冷却器通过管路与溶解罐连接，在溶解罐蒸汽出口处设置三通阀，通过改变温度，可以实现将溶解液中不同沸点的混合溶解液进行分离的功能。
10、进一步，尾气收集装置与冷凝回流装置上方气体出口连接，包括气体体积流量计、气体分析仪和尾气收集罐，无法冷凝回流的气体通过冷凝回流装置上方气体出口进入到气体分析仪中进行分析，通过气体体积流量计测量气体出口处气体流量，进入尾气收集罐。
11、进一步，料液储罐中的溶液为浓硝酸和氢氟酸混合溶液，溶解完毕后，将溶解罐蒸汽出口处的三通阀调至氟化氢气体排放管道，管道与氟化氢尾气收集罐相连，对溶解罐中溶解液进行加热操作，加热挥发的氟化氢气体进入氟化氢尾气收集罐中。
12、进一步，采用上述装置进行难溶固体强化溶解的方法，包括以下步骤：
13、步骤1，开启加料泵，向溶解罐中加入混合溶液，直至到达设定体积；
14、步骤2，关闭加料泵，开启加热装置、冷凝回流装置和鼓气装置，配合压力变送器控制溶解罐中压力，并使料液温度稳定在设定温度形成超临界流体；
15、步骤3，通过固体加料口加入难溶固体；
16、步骤4，通过鼓气装置的空气喷射器向溶解罐中稳定通入空气，并通过调节进气流量，对溶解罐中固液两相进行搅拌；
17、步骤5，开启集液装置对溶解罐中料液进行取样；
18、步骤6，通过尾气收集装置对气体进行收集贮存；
19、步骤7，溶解过程结束，通过废液储罐对溶解液进行收集贮存。
20、进一步，所述难溶固体经过搅拌机械作用，受到机械强化手段处理。
21、进一步，当溶解液中含有氢氟酸时，溶解完毕后，对溶解罐中溶解液进行加热操作，加热挥发的氟化氢气体进入氟化氢尾气收集罐中，在蒸发过程中使用加料泵向溶液中缓慢加入浓硝酸驱赶氟离子，将溶液蒸发近干后，加入适量浓度硝酸溶液，重复进行加热蒸发，实现溶解液中氟离子的去除。
22、本专利技术的有益效果如下：
23、1、通过引入机械强化溶解和超临界流体技术，本装置实现了难溶固体物质的高效溶解，显著提高了溶解速率；
24、2、通过电阻加热器、鼓气装置、压力变送器等组件的智能协同作用，使得能源利用更加高效，进一步降低了生产成本；
25、3、集液装置的设计允许溶解罐中料液的取样，采用带有多通道切换阀的注射泵进行取样，保证了取样的准确性，通过取样-洗涤-取样的操作流程，提高了取样的精度，有助于产品质量控制和工艺优化；
26、4、蒸汽出口处的三通阀设计实现了对混合溶解液的分离，使不同沸点的组分可以有选择地进入不同废气罐中，增加了废气处理的灵活性，更好地适应不同溶解条件下的废气处理需求；
27、5、蒸发气体通过冷凝器回流至溶解罐，实现了对溶解液损耗的最小化；
28、6、对于无法冷凝回流的气体，通过成分和浓度分析，适量吸收液可被加入尾气收集罐，从而实现了废气和废液的最小化处理，符合环保和可持续发展的要求。
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1.一种难溶固体强化溶解装置，包括料液储罐、溶解罐、加热装置、鼓气装置、集液装置、冷凝回流装置、尾气收集装置和废液储罐，其特征在于：所述料液储罐向溶解罐加入溶液，加热装置对溶解罐中溶液进行加热使之形成超临界流体，难溶固体通过设置在溶解罐上的固体加料口加入溶解罐，鼓气装置对溶解罐进行加压并通过空气喷射器实现搅拌功能，集液装置在溶解过程中对溶解罐中的料液进行取样，蒸发气体通过冷凝回流装置回流至溶解罐，无法冷凝回流气体收集至尾气处理装置，溶解液收集至废液储罐。
2.如权利要求1所述的一种难溶固体强化溶解装置，其特征在于：所述溶解罐内设置温度传感器，用于对溶解过程的温度进行实时监测。
3.如权利要求2所述的一种难溶固体强化溶解装置，其特征在于：所述加热装置为电阻加热器，用于对溶解罐中料液的加热，配合温度传感器对溶解过程的温度进行控制。
4.如权利要求1所述的一种难溶固体强化溶解装置，其特征在于：所述料液储罐通过加料泵与溶解罐连接，向溶解罐中加入溶液。
5.如权利要求1所述的一种难溶固体强化溶解装置，其特征在于：所述集液装置通过采用带有多通道
6.如权利要求1所述的一种难溶固体强化溶解装置，其特征在于：所述鼓气装置和压力变送器的协同作用对溶解罐中的压力进行精确控制，实现加压溶解的过程。
7.如权利要求1所述的一种难溶固体强化溶解装置，其特征在于：所述冷凝回流装置包括设置在溶解罐上方的冷却器和冷却机组，冷却器通过管路与溶解罐连接，在溶解罐蒸汽出口处设置三通阀，通过改变温度，可以实现将溶解液中不同沸点的混合溶解液进行分离的功能。
8.如权利要求1所述的一种难溶固体强化溶解装置，其特征在于：所述尾气收集装置与冷凝回流装置上方气体出口连接，包括气体体积流量计、气体分析仪和尾气收集罐，无法冷凝回流的气体通过冷凝回流装置上方气体出口进入到气体分析仪中进行分析，通过气体体积流量计测量气体出口处气体流量，进入尾气收集罐。
9.如权利要求7所述的一种难溶固体强化溶解装置，其特征在于：料液储罐中的溶液为浓硝酸和氢氟酸混合溶液，溶解完毕后，将溶解罐蒸汽出口处的三通阀调至氟化氢气体排放管道，管道与氟化氢尾气收集罐相连，对溶解罐中溶解液进行加热操作，加热挥发的氟化氢气体进入氟化氢尾气收集罐中。
10.一种采用权利要求1-9中任意一项所述装置进行难溶固体强化溶解的方法，其特征在于：包括以下步骤：
11.如权利要求10所述的进行难溶固体强化溶解的方法，其特征在于：所述难溶固体经过搅拌机械作用，受到机械强化手段处理。
12.如权利要求10所述的进行难溶固体强化溶解的方法，其特征在于：当溶解液中含有氢氟酸时，溶解完毕后，对溶解罐中溶解液进行加热操作，加热挥发的氟化氢气体进入氟化氢尾气收集罐中，在蒸发过程中使用加料泵向溶液中缓慢加入浓硝酸驱赶氟离子，将溶液蒸发近干后，加入适量浓度硝酸溶液，重复进行加热蒸发，实现溶解液中氟离子的去除。
...【技术特征摘要】
1.一种难溶固体强化溶解装置，包括料液储罐、溶解罐、加热装置、鼓气装置、集液装置、冷凝回流装置、尾气收集装置和废液储罐，其特征在于：所述料液储罐向溶解罐加入溶液，加热装置对溶解罐中溶液进行加热使之形成超临界流体，难溶固体通过设置在溶解罐上的固体加料口加入溶解罐，鼓气装置对溶解罐进行加压并通过空气喷射器实现搅拌功能，集液装置在溶解过程中对溶解罐中的料液进行取样，蒸发气体通过冷凝回流装置回流至溶解罐，无法冷凝回流气体收集至尾气处理装置，溶解液收集至废液储罐。
2.如权利要求1所述的一种难溶固体强化溶解装置，其特征在于：所述溶解罐内设置温度传感器，用于对溶解过程的温度进行实时监测。
3.如权利要求2所述的一种难溶固体强化溶解装置，其特征在于：所述加热装置为电阻加热器，用于对溶解罐中料液的加热，配合温度传感器对溶解过程的温度进行控制。
4.如权利要求1所述的一种难溶固体强化溶解装置，其特征在于：所述料液储罐通过加料泵与溶解罐连接，向溶解罐中加入溶液。
5.如权利要求1所述的一种难溶固体强化溶解装置，其特征在于：所述集液装置通过采用带有多通道切换阀的注射泵对溶解罐中料液进行取样，通过管路连接溶解罐和洗涤液，每次取样完成后切换通道，实现取样-洗涤-取样的操作，以确保取样的准确性。
6.如权利要求1所述的一种难溶固体强化溶解装置，其特征在于：所述鼓气装置和压力变送器的协同作用对溶解罐中的压力进行精确控制，实现加压溶解的过程。
7.如权利要求1所述的一种难溶固体强化溶解装置...
【专利技术属性】
技术研发人员：卢宗慧，于婷，何辉，李斌，贾红伟，张烨，李峰峰，黄小红，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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