一种粉体高温等离子体流化床连续纯化炉的制作方法

1.本实用新型涉及粉体制备提纯技术领域，尤其涉及一种粉体高温等离子体流化床连续纯化炉。


背景技术：

2.随着科技进步，高端制造行业的高速发展，出现了各种高纯粉体，如炭黑、碳化硅、氮化铝、石墨等，粉体在高温低真空炉中提纯，粉体提纯过程中需要保证热量能够传导进去，气化杂质能够排出来，并且需要连续生产，但现有粉体纯化炉均采用密闭式坩埚舟皿结构，生成的气化杂质排出效率低且不彻底，导致粉体纯度下降，最终产品的质量不高，因此还有待进一步改进。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术中存在的不足，提供一种粉体高温等离子体流化床连续纯化炉，针对高纯粉体处理过程中的提纯关键环节，重点改善现有纯化工艺的不足，解决其纯化反应不彻底、环境污染严重和无法连续生产的问题。
4.本实用新型是通过以下技术方案予以实现：
5.一种粉体高温等离子体流化床连续纯化炉，其特征在于，包括纯化炉炉体、与纯化炉炉体底部相连通的出料机构、与纯化炉炉体下部相连通的进气管路、设于纯化炉炉体内下部的气体分配器、与纯化炉炉体中部相连通的等离子体发生器、与纯化炉炉体顶部相连通的给料系统以及开设于纯化炉炉体上部的排气口，所述等离子体发生器靠近气体分配器设置。
6.根据上述技术方案，优选地，所述气体分配器四周与纯化炉炉体内壁固接，所述气体分配器使纯化炉炉体内分隔为反应室和风室。
7.根据上述技术方案，优选地，所述纯化炉炉体的风室为倒锥体结构。
8.根据上述技术方案，优选地，所述出料机构包括出料管，所述气体分配器中部开设有出料孔，所述出料管上端与气体分配器在出料孔的位置相连通。
9.根据上述技术方案，优选地，所述等离子体发生器环周安装在纯化炉炉体的侧壁上，所述等离子体发生器不少于2套。
10.本实用新型的有益效果是：
11.本实用新型对传统纯化炉进行改进，将纯化炉内部设计为流化态，增大了物料与活性气体间的接触面积，强化了物料中灰分与高活性等离子体之间的传热和传质过程，可通过气固反应实现裂解炭黑中灰分的分离，充分利用等离子体温度高、能量密度大、气氛可控和活性组分丰富等特点，能够使裂解炭黑中的无机灰分反应更快和去除更彻底，获得高纯度的炭黑原料，除此之外，本实用新型工艺流程简单，运行成本低，并能够做到连续化生产，建设规模不受限制，满足了不少高纯粉体生产企业的需要。
附图说明
12.图1是本实用新型的主视结构剖面图。
13.图中：1、纯化炉炉体；2、等离子体发生器；3、气体分配器；4、出料管；5、出料机构；6、进气管路；7、气源供给系统；8、排气口；9、阀门；10、给料系统。
具体实施方式
14.为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和最佳实施例对本实用新型作进一步的详细说明。基于实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于实用新型保护的范围。
15.在实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对实用新型的限制。
16.如图所示，本实用新型包括纯化炉炉体1、与纯化炉炉体1底部相连通的出料机构5、与纯化炉炉体1下部相连通的进气管路6、设于纯化炉炉体1内下部的气体分配器3、与纯化炉炉体1中部相连通的等离子体发生器2、与纯化炉炉体1顶部相连通的给料系统10以及开设于纯化炉炉体1上部的排气口8。所述等离子体发生器2靠近气体分配器3设置且设于气体分配器3上方。纯化炉炉体1的上端通过带阀门9的进料管道外接给料系统10，其中给料系统10为现有技术，给料系统10包括密闭料斗和定量给料机。进气管路6上设有气体流量计，进气管路6向外连通有气源供给系统7。本实用新型对传统纯化炉进行改进，将纯化炉内部设计为流化态，增大了物料与活性气体间的接触面积，强化了物料中灰分与高活性等离子体之间的传热和传质过程，可通过气固反应实现裂解炭黑中灰分的分离，充分利用等离子体温度高、能量密度大、气氛可控和活性组分丰富等特点，能够使裂解炭黑中的无机灰分反应更快和去除更彻底，获得高纯度的炭黑原料，除此之外，本实用新型工艺流程简单，运行成本低，并能够做到连续化生产，建设规模不受限制，满足了不少高纯粉体生产企业的需要。
17.根据上述实施例，优选地，所述气体分配器3四周与纯化炉炉体1内壁固接，所述气体分配器3使纯化炉炉体1内分隔为反应室和风室。其中气体分配器3优选为板式结构，即均布板，其均布板的表面开设有多个小孔，各小孔分布于均布板的表面，其下方风室的气体通过气体分配器3时阻力较大从而起到匀压作用，进而让通过气体分布器各处的气流速度趋向均匀一致，以维持气体分配器3上部反应室内的流化床层稳定。
18.根据上述实施例，优选地，所述纯化炉炉体1的风室为倒锥体结构，此设置使得风室体积减小，并与气体分配器3相互作用，通过增压的方式使进入从风区进入反应区的气体流速加快，使包括炭黑、石墨等粉体中的无机灰分反应更充分。
19.根据上述实施例，优选地，所述出料机构5包括出料管4，所述气体分配器3中部开设有出料孔，所述出料管4上端与气体分配器3在出料孔的位置相连通。所述出料管4另一端贯穿纯化炉炉体1向纯化炉炉体1外通过出料管线连通有粉体冷凝装置以及储料装置，其中出料管线上设置阀门和泵体，通过阀门控制出料速度，使得出料管4内时刻堆满反应后的粉
体，确保纯化炉炉体1内的物料处于进料、反应、出料的动态平衡的状态。
20.根据上述实施例，优选地，所述等离子体发生器2环周安装在纯化炉炉体1的侧壁上，所述等离子体发生器2不少于2套，本例中等离子体发生器2为高温高活性电弧等离子体发生器2，等离子体发生器2的射流出气口朝向炉体1内部，射流等离子体温度为3000～30000℃。
21.本实用新型对传统纯化炉进行改进，将纯化炉内部设计为流化态，增大了物料与活性气体间的接触面积，强化了物料中灰分与高活性等离子体之间的传热和传质过程，可通过气固反应实现裂解炭黑中灰分的分离，充分利用等离子体温度高、能量密度大、气氛可控和活性组分丰富等特点，能够使裂解炭黑中的无机灰分反应更快和去除更彻底，获得高纯度的炭黑原料，除此之外，本实用新型工艺流程简单，运行成本低，并能够做到连续化生产，建设规模不受限制，满足了不少高纯粉体生产企业的需要。
22.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。


技术特征：
1.一种粉体高温等离子体流化床连续纯化炉，其特征在于，包括纯化炉炉体、与纯化炉炉体底部相连通的出料机构、与纯化炉炉体下部相连通的进气管路、设于纯化炉炉体内下部的气体分配器、与纯化炉炉体中部相连通的等离子体发生器、与纯化炉炉体顶部相连通的给料系统以及开设于纯化炉炉体上部的排气口，所述等离子体发生器靠近气体分配器设置。2.根据权利要求1所述一种粉体高温等离子体流化床连续纯化炉，其特征在于，所述气体分配器四周与纯化炉炉体内壁固接，所述气体分配器使纯化炉炉体内分隔为反应室和风室。3.根据权利要求2所述一种粉体高温等离子体流化床连续纯化炉，其特征在于，所述纯化炉炉体的风室为倒锥体结构。4.根据权利要求1所述一种粉体高温等离子体流化床连续纯化炉，其特征在于，所述出料机构包括出料管，所述气体分配器中部开设有出料孔，所述出料管上端与气体分配器在出料孔的位置相连通。5.根据权利要求1所述一种粉体高温等离子体流化床连续纯化炉，其特征在于，所述等离子体发生器环周安装在纯化炉炉体的侧壁上，所述等离子体发生器不少于2套。

技术总结
本实用新型涉及一种粉体高温等离子体流化床连续纯化炉，包括纯化炉炉体、与纯化炉炉体底部相连通的出料机构、与纯化炉炉体下部相连通的进气管路、设于纯化炉炉体内下部的气体分配器、与纯化炉炉体中部相连通的等离子体发生器、与纯化炉炉体顶部相连通的给料系统以及开设于纯化炉炉体上部的排气口，等离子体发生器靠近气体分配器设置。本实用新型对传统纯化炉进行改进，将纯化炉内部设计为流化态，增大了物料与活性气体间的接触面积，强化了物料中灰分与高活性等离子体之间的传热和传质过程，充分利用等离子体温度高、能量密度大、气氛可控和活性组分丰富等特点，能够使裂解炭黑中的无机灰分反应更快和去除更彻底，获得高纯度的炭黑原料。炭黑原料。炭黑原料。


技术研发人员：郭志 王硕 刘志敏 邓连超
受保护的技术使用者：航天环境工程有限公司
技术研发日：2022.01.04
技术公布日：2022/4/29