用于生产锌粉的旋流冷凝装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及蒸发－冷凝法生产锌粉的专用设备。它由喷嘴和冷凝器构成。其特征在于：喷嘴４１的循环冷却介质氮气分布箱１为一蜗壳体，其内沿为圆形，外沿呈阿基米德螺旋线形；氮气导流器２呈伞齿轮形结构；冷凝器４２的冷凝结晶区设计为圆锥形，主体设计为圆筒形。实现了冷却介质氮气与锌蒸气的快速均匀混合，并迅速脱离冷凝结晶区，而无锌粉的滞溜及返混现象的发生，达到了生产颗粒细小，粒度分布均匀的锌粉的目的。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及蒸发——冷凝法生产锌粉的专用设备。图7展示了蒸发——冷凝法生产锌粉技术的设备配置，它使用的冷凝装置由喷咀13和方形的冷凝器14构成。在此实现由锌蒸气向锌粉颗粒的转化。氮气喷咀13的结构如图8、图9所示圆筒形的氮气分布箱21上焊接一根或数根冷却介质氮气喷管22，套装于锌蒸气导管23(即图7所示的12)上，与图7所示的冷凝器14相通。冷凝装置的作用从图7可见蒸发炉或还原挥发炉11中，金属锌被蒸发或含锌物料中的锌被还原挥发；经锌蒸气导管12，进入冷凝装置，在冷凝器14的冷凝结晶区内，被循环返回氮气稀释、冷却形成锌粉颗粒。由此可见，冷凝装置的结构是影响锌粉粒度及其分布的重要因素。在冷凝装置中生成的锌粉，大部分沉降到冷凝器14的集灰斗内，其余部分被氮气带走，进入其后由沉尘冷却器15、16，旋风收尘器17，布袋收尘器18，氮气循环风机19及相应的联接管道构成的冷却收尘系统。在现行技术中，由于冷凝装置的循环冷却介质氮气喷管22为直管，循环返回的氮气只能简单地从数根甚至单根风管中喷出，以致与锌蒸气混合效果不良，不能对其实现急速、均一的稀释、冷却，造成生成的锌粉粒度粗，呈宽粒级分布，从小于1微米至数百微米不等。此外，冷凝器14一般设计为方形，在冷凝结晶区造成死角，使生成的锌粉不能全部迅速离开结晶区，而有部分滞留和返混发生，从而进一步长大，造成锌粉颗粒粗，粒度分布不匀。因此，欲得到平均粒径2～3微米，窄粒径分布，适用于钢铁防腐涂料等生产的锌粉产品，尚需对产品进行筛分或气流分级，致使生产流程长、效率低、成本高。本专利技术的目的在于解决蒸发——冷凝法生产锌粉技术中，冷却介质氮气与锌蒸气的快速、均匀混合问题，使锌蒸气被急速地稀释、冷却，以达到生成颗粒细小，粒度均匀的锌粉的目的，满足生产钢铁防腐涂料等方面的要求。本专利技术为达到上述目的，设计制造了一种适宜于蒸发——冷凝法生产锌粉技术的旋流冷凝装置。本装置由循环冷却介质氮气喷咀41与冷凝器42通过法兰用螺栓连接为一整体而构成，如附图说明图1、图2所示。旋流冷凝装置中的冷却介质氮气喷咀41，其结构示意图如图3、图4所示，它的构成是循环冷却介质氮气导流器2与内管5通过石棉垫片6处的螺栓与氮气分布箱1连接为一整体，套装在锌蒸气导管3上。本旋流冷凝装置的特征在于循环冷却介质氮气分布箱1为一蜗壳体，其内沿为圆形，外沿呈阿基米德螺旋线形；氮气导流器2呈伞齿轮形结构，如图5、图6所示，每一齿槽即为一冷却介质氮气喷出通道，每一通道均偏离中心线5～10°；锌蒸气导管3与循环冷却介质氮气分布蜗壳1之间设置保温层4；冷凝器42的冷凝结晶区设计为圆锥形，主体设计为圆筒形。本专利技术旋流冷凝装置在蒸发——冷凝法生产锌粉技术中的实施，实现了冷却介质氮气与锌蒸气的快速均匀混合，并迅速脱离冷凝结晶区，而无锌粉的滞溜及返混现象发生，从而达到了生产颗粒细小，粒度分布均匀的锌粉的目的。这一问题的解决，其技术关键在于1、循环冷却介质氮气分布箱1采用阿基米循螺旋形蜗壳体，使进入循环冷却介质氮气导流器2的每一氮气喷出通道的气流量一致，以实现均匀的混合；2、循环冷却介质氮气导流器2的氮气喷出通道采取偏心设置，使循环冷却介质氮气向前喷出的同时产出侧向速度分量，造成强烈的旋流，保证循环冷却介质氮气与锌蒸气的快速、均匀混合；3、冷凝器结晶区采用圆锥结构，冷凝器42主体采用圆筒形结构，保证旋流的实现，并不致导致气流紊乱，造成锌粉尘的滞留和夹带锌粉尘的气流返混。本专利技术旋流冷凝装置生产的锌粉产品粒度细且可调，粒径分布窄，无需另作筛分分级，可直接用于钢铁防腐涂料的生产，缩短了生产流程，提高了生产效率，降低了生产成本。下面结合附图作进一步的描述；图1为专利技术的旋流冷凝装置整体结构示意图；图2为图1的右视图；图3为专利技术的旋流冷凝装置之氮气喷咀整体结构示意图剖视图；图4为图3的右视图；图5为专利技术的旋流冷凝装置中氮气导流器的结构示意剖视图；图6为图5的右视图；图7为蒸发——冷凝法生产锌粉技术设备配置示意图；图8为现行冷凝装置氮气喷咀结构示意剖视图；图9为图8的右视图；附图描述本专利技术旋流冷凝装置整体结构与特征结构及其工作状况。它的构成是循环冷却介质氮气导流器2与内管5插装为一体，通过石棉垫片6处的螺栓与循环冷却介质氮气分布蜗壳体1连接为一整体，套装在锌蒸气导管3上；锌蒸气导管3与循环冷却介质氮气分布蜗壳1之间设置保温层4，以减少锌蒸气在通过导管3时的热损失；循环冷却介质分布蜗壳体1的内沿为圆形，外沿为阿基米德螺栓线形，保证进入冷却介质氮气导流器2每一孔道的氮气量一致，以使每股冷却介质氮气的喷出速度均一；循环冷却介质氮气导流器2呈伞齿轮形结构，每一齿槽即为一氮气喷出通道，每一通道均偏离中心线5～10°，以保证高速度喷出的冷却介质氮气流产生强烈的旋流作用，有足够的动量将由锌蒸气导管3进入冷凝结晶区的锌蒸气冲散、稀释、冷却；氮气喷咀41与冷凝器42通过法兰用螺栓连为一体，冷凝器42的冷凝结晶区设计为圆锥形，主体设计为圆筒形，无气流运动死角，保证旋流的实现，避免锌粉的滞溜及夹带锌粉尘的气流返混。所专利技术的旋流冷凝装置在蒸发——冷凝法生产锌粉技术中，所处的工艺位置与现行冷凝装置相同，参阅图7整个系统为密封的闭路循环系统，循环冷却介质为隋性气体，实际生产中一般采用氮气。生产中，锌锭在加热炉10内熔化蒸发或原料中的锌还原挥发，以蒸气形态经锌蒸气导管3向结晶区喷射；循环的冷却介质经回流管进入氮气分布蜗壳体1内，呈圆周运动，经冷却介质导流器2上的导流通道，以一定的角度和速度而喷出，由于高速旋流作用，喷射出的氮气与由锌蒸气导管喷出的锌蒸气相遇，锌蒸气被迅速冲稀并急冷，快速凝结成微细的锌粉颗粒，实现了快速均一的混合，达到了生产细小均匀的粉末的目的；也由于夹带锌粉尘的氮气流呈旋流进入冷凝装置向前运动，因而避免了返混的发生；冷凝装置的冷凝结晶区设计为圆锥形，主体设计为圆筒形，以保证氮气与锌蒸气及锌粉尘混合旋流的实现，并不造成气流紊乱。本专利技术用于生产锌粉的旋流冷凝装置克服了原有装置的不足，实现了冷却介质氮气与锌蒸气的快速均匀混合，并迅速脱离冷凝结晶区，而无锌粉的滞溜及返混现象发生，达到了生产颗粒细小，粒度分布均匀的锌粉的目的。在冷凝装置中生成的锌粉，大部分沉降到冷凝器41的集灰斗内，其余部分被氮气带走，进入由沉尘冷却器15、16，旋风收尘器17、布袋收集器18、氮气循环风机19及相应的联接管道构成的冷却收尘系统。冷却收尘系统除捕集锌粉外，也对锌蒸气带入循环系统中的热量全部散发，以保证生产正常进行。布袋收尘器将随气流带来的微细锌尘全部捕集下来。从布袋收尘器出来的氮气已降至常温，经风机19进入下一次循环。本专利技术已在年产500T锌粉工业规模实施，所产锌粉粒度细，平均粒径为2.63μm，粒度分布均匀，1～3微米范围内占80％以上，球形度好，不需分级即可直接用于钢铁防腐涂料生产。权利要求1.用于生产锌粉的旋流冷凝装置由循环冷却介质氮气喷咀41与冷凝器42通过法兰用螺栓连接为一整体，其冷却介质氮气喷咀41的构成是循环冷却介质氮气导流器2与内管5通过石棉垫片6处的螺栓与氮气分布箱1连接为一整体，套装在锌蒸气导管3上，其特征在于a.喷嘴41的循环冷却介质氮气分布箱1为一蜗壳本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于生产锌粉的旋流冷凝装置由循环冷却介质氮气喷咀４１与冷凝器４２通过法兰用螺栓连接为一整体，其冷却介质氮气喷咀４１的构成是循环冷却介质氮气导流器２与内管５通过石棉垫片６处的螺栓与氮气分布箱１连接为一整体，套装在锌蒸气导管３上，其特征在于： ａ．喷嘴４１的循环冷却介质氮气分布箱１为一蜗壳体，其内沿为圆形，外沿呈阿基米德螺旋线形；ｂ．氮气导流器２呈伞齿轮形结构，每一齿槽即为一冷却介质氮气喷出通道，每一通道均偏离中心线５～１０°；ｃ．锌蒸气体导管３与循环冷却介质氮气分布蜗 壳１之间设置保温层４；ｄ．冷凝器４２的冷凝结晶区设计为圆锥形，主体设计为圆筒形。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张多默，刘志宏，陈慧光，郭荣德，张传福，
申请(专利权)人：中南工业大学，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]