一种低品位萤石制备无水氟化氢的系统

本发明涉及化工原料制备，具体为一种低品位萤石制备无水氟化氢的系统。

背景技术：

1、无水氟化氢是一种应用广泛的化工产品，不仅是制取各种氟致冷剂、无机氟化物、元素氟、有机氟化物的基本原料，也是半导体制造、核武器生产、原子能工业等高新科技领域的重要原料。目前，无水氟化氢主要的生产工艺有萤石-硫酸法、氟硅酸法(直接法和间接法)。其中，萤石-硫酸法工艺流程简单、原料易得，是国内无水氟化氢主流生产工艺。低品位萤石经过干燥粉碎后，将萤石粉与硫酸按照一定配比投料至外混器内进行混合，然后将混合的液体投入反应炉中，由反应炉提供萤石粉与硫酸反应时所需的热量，反应产生的气体通过净化系统处理后得到无水氟化氢，然而在萤石的预处理过程中，容易出现粉碎不彻底，不能得到符合要求粒度的萤石粉，从而影响反应速率；其次，由于萤石粉与硫酸混合后会形成浆液，现有的外混器都是通过搅拌叶进行搅拌混合，导致浆液容易附着在搅拌叶上造成难以清理的问题，另一方面对搅拌叶的材质要求较高，需要有较强的抗腐蚀能力，增加了成本。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种低品位萤石制备无水氟化氢的系统，用于解决上述背景技术中提到的问题。

2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种低品位萤石制备无水氟化氢的系统，包括萤石粉碎处理机构、外混合器、反应炉和洗涤净化系统，所述萤石粉碎处理机构包括粉碎壳体、筛分板和粉碎机构，所述粉碎壳体底部的一侧通过负压软管连接所述外混合器，所述筛分板滑动设置在所述粉碎壳体内，所述筛分板沿着所述粉碎壳体的高度方向上下移动，所述粉碎机构位于所述粉碎壳体内，并设置在所述筛分板的上方，所述外混合器一端的底部通过下料软管连接所述反应炉，所述反应炉上设置有排气管，所述排气管连接所述洗涤净化系统；

3、所述反应炉的顶部固定有安装座，所述安装座上设置有顶升座，所述顶升座沿着所述反应炉的高度方向做往复直线运动，所述顶升座的顶部固定有铰接座，所述外混合器一端的底部铰接在所述铰接座上，所述外混合器另一端的底部设置有液压缸，所述液压缸的缸体铰接在所述顶升座上，所述液压缸的伸缩轴铰接在所述外混合器上。

4、在一些实施例中，所述粉碎机构包括密封安装板、中部粉碎轴和多个外围粉碎轴，所述密封安装板固定安装在所述筛分板的上方，所述中部粉碎轴转动设置在所述密封安装板的中部，所述外围粉碎轴转动连接在所述密封安装板上，多个所述外围粉碎轴绕着所述中部粉碎轴的轴线圆周均布，所述中部粉碎轴的旋转方向与所述外围粉碎轴的旋转方向相反，所述中部粉碎轴上套装有中部粉碎叶片，所述外围粉碎轴上套装有外围粉碎叶片。

5、在一些实施例中，所述中部粉碎轴上套装有大齿轮，所述外围粉碎轴上套装有小齿轮，所述小齿轮啮合所述大齿轮，所述大齿轮与小齿轮均位于所述密封安装板的上方，所述粉碎壳体的顶部设置有电机，所述电机的输出轴通过联轴器与所述中部粉碎轴传动连接。

6、在一些实施例中，所述粉碎壳体的内壁沿自身高度方向开设有框形槽，所述框形槽的四角位置均连接有弹簧，所述筛分板滑动设置在所述框形槽内，并连接所述弹簧，所述筛分板两侧的底部均连接有牵引机构，所述牵引机构包括绕线座、绕线辊和牵引线，所述绕线座固定在所述粉碎壳体的侧壁上，所述绕线辊转动设置在所述绕线座上，所述绕线座的一端设置有绕线电机，所述绕线电机的输出轴与所述绕线辊的一端传动连接，所述牵引线缠绕在所述绕线辊上，所述牵引线的一端穿入所述框形槽内，并连接在所述筛分板的底部，所述框形槽内设置有导向轮，所述牵引线从所述导向轮的底部绕过。

7、在一些实施例中，所述绕线座的顶部开设有u形口，所述绕线辊位于所述u形口内并转动连接所述绕线座，所述绕线辊u形口的底壁沿自身高度方向开设有锁紧槽，所述锁紧槽内滑动设置有锁止锥杆，所述绕线辊的侧壁开设有锁槽，所述锁紧槽内安装有电磁铁，所述锁止锥杆靠近所述电磁铁的一端嵌设有铁块，所述锁紧槽内设置有复位弹簧，所述复位弹簧的两端分别连接所述绕线座与锁止锥杆，当所述复位弹簧处于常态时，所述锁止锥杆的端部适配在所述锁槽内。

8、在一些实施例中，所述粉碎壳体的内壁固定有固定密封框，所述固定密封框位于所述框形槽的下方，所述固定密封框内滑动穿设有活动密封框，所述活动密封框连接所述筛分板。

9、在一些实施例中，所述筛分板的正下方设置有疏通板，所述疏通板的顶部设置有若干疏通针，若干所述疏通针与所述筛分板的网孔一一对应，所述粉碎壳体的底部固定有支撑脚，所述疏通板两端的底部均设置有升降组件，所述升降组件包括竖向杆、水平杆、丝杠和丝杠电机，所述丝杠转动安装在所述粉碎壳体的外侧壁上，所述丝杠竖直设置，所述竖向杆的一端连接所述疏通板，另一端从所述粉碎壳体的底部穿出连接所述水平杆的一端，所述水平杆的另一端螺纹套装在所述丝杠上，所述丝杠电机安装在所述粉碎壳体的外侧壁上，所述丝杠电机的输出轴传动连接所述丝杠。

10、在一些实施例中，所述安装座的顶面开设有矩形槽，所述矩形槽内设置有顶升楔形块，所述顶升楔形块沿着水平方向做往复直线运动，所述顶升座接触设置在所述顶升楔形块上，所述顶升座的一侧面设有楔形面，所述楔形面贴合在所述顶升楔形块的斜面上。

11、在一些实施例中，所述安装座的侧壁水平设置有推动液压缸，所述推动液压缸的伸缩轴穿入矩形槽内连接所述顶升楔形块。

12、在一些实施例中，所述洗涤净化系统包括洗涤塔、冷凝塔和精馏塔，所述洗涤塔通过管道连接所述排气管，所述冷凝塔连接所述洗涤塔，所述精馏塔连接所述冷凝塔，所述外混合器一端的底部设置有排料管，所述排料管上设置有排料阀门，所述下料软管的一端连接所述排料管，另一端连接在所述反应炉的顶部。

13、本发明的有益效果是：

14、1、通过顶升座带动外混合器上下运动，同时，通过液压缸带动外混合器绕着铰接位置上下偏转，从而从两个方向晃动外混合器，对外混合器内的萤石粉与硫酸进行高强度混合，具有较好的混合效果，通过此方式使外混合器内部未设置任何搅拌机构，一方面增大了外混合器的容量，另一方面避免浆液过多的粘附造成难以清理的情况。

15、2、通过筛分板对粉碎的萤石进行筛分，使符合要求粒度的萤石粉通过筛分板被上料至外混合器内，提高了萤石粉的质量，使之能充分与硫酸进行反应，提高了萤石粉的利用率，以及加快了反应效率。

技术特征：

1.一种低品位萤石制备无水氟化氢的系统，其特征在于，包括萤石粉碎处理机构、外混合器(1)、反应炉(6)和洗涤净化系统，所述萤石粉碎处理机构包括粉碎壳体(2)、筛分板(3)和粉碎机构，所述粉碎壳体(1)底部的一侧通过负压软管(4)连接所述外混合器(1)，所述筛分板(3)滑动设置在所述粉碎壳体(2)内，所述筛分板(3)沿着所述粉碎壳体(2)的高度方向上下移动，所述粉碎机构位于所述粉碎壳体(2)内，并设置在所述筛分板(3)的上方，所述外混合器(1)一端的底部通过下料软管(5)连接所述反应炉(6)，所述反应炉(6)上设置有排气管(7)，所述排气管(7)连接所述洗涤净化系统；

2.根据权利要求1所述的一种低品位萤石制备无水氟化氢的系统，其特征在于，所述粉碎机构包括密封安装板(12)、中部粉碎轴(13)和多个外围粉碎轴(14)，所述密封安装板(12)固定安装在所述筛分板(3)的上方，所述中部粉碎轴(13)转动设置在所述密封安装板(12)的中部，所述外围粉碎轴(14)转动连接在所述密封安装板(12)上，多个所述外围粉碎轴(14)绕着所述中部粉碎轴(13)的轴线圆周均布，所述中部粉碎轴(13)的旋转方向与所述外围粉碎轴(14)的旋转方向相反，所述中部粉碎轴(13)上套装有中部粉碎叶片(15)，所述外围粉碎轴(14)上套装有外围粉碎叶片(16)。

3.根据权利要求2所述的一种低品位萤石制备无水氟化氢的系统，其特征在于，所述中部粉碎轴(13)上套装有大齿轮(17)，所述外围粉碎轴(14)上套装有小齿轮(18)，所述小齿轮(18)啮合所述大齿轮(17)，所述大齿轮(17)与小齿轮(18)均位于所述密封安装板(12)的上方，所述粉碎壳体(2)的顶部设置有电机(19)，所述电机(19)的输出轴通过联轴器与所述中部粉碎轴(13)传动连接。

4.根据权利要求1所述的一种低品位萤石制备无水氟化氢的系统，其特征在于，所述粉碎壳体(2)的内壁沿自身高度方向开设有框形槽(20)，所述框形槽(20)的四角位置均连接有弹簧(21)，所述筛分板(3)滑动设置在所述框形槽(20)内，并连接所述弹簧(21)，所述筛分板(3)两侧的底部均连接有牵引机构，所述牵引机构包括绕线座(22)、绕线辊(23)和牵引线(24)，所述绕线座(22)固定在所述粉碎壳体(2)的侧壁上，所述绕线辊(23)转动设置在所述绕线座(22)上，所述绕线座(22)的一端设置有绕线电机(25)，所述绕线电机(25)的输出轴与所述绕线辊(23)的一端传动连接，所述牵引线(24)缠绕在所述绕线辊(23)上，所述牵引线(24)的一端穿入所述框形槽(20)内，并连接在所述筛分板(3)的底部，所述框形槽(20)内设置有导向轮(26)，所述牵引线(24)从所述导向轮(26)的底部绕过。

5.根据权利要求4所述的一种低品位萤石制备无水氟化氢的系统，其特征在于，所述绕线座(22)的顶部开设有u形口，所述绕线辊(23)位于所述u形口内并转动连接所述绕线座(22)，所述绕线辊(23)u形口的底壁沿自身高度方向开设有锁紧槽(27)，所述锁紧槽(27)内滑动设置有锁止锥杆(28)，所述绕线辊(23)的侧壁开设有锁槽(29)，所述锁紧槽(27)内安装有电磁铁(30)，所述锁止锥杆(28)靠近所述电磁铁(30)的一端嵌设有铁块(31)，所述锁紧槽(27)内设置有复位弹簧(32)，所述复位弹簧(32)的两端分别连接所述绕线座(22)与锁止锥杆(28)，当所述复位弹簧(32)处于常态时，所述锁止锥杆(28)的端部适配在所述锁槽(29)内。

6.根据权利要求5所述的一种低品位萤石制备无水氟化氢的系统，其特征在于，所述粉碎壳体(2)的内壁固定有固定密封框(33)，所述固定密封框(33)位于所述框形槽(20)的下方，所述固定密封框(33)内滑动穿设有活动密封框(34)，所述活动密封框(34)连接所述筛分板(3)。

7.根据权利要求1所述的一种低品位萤石制备无水氟化氢的系统，其特征在于，所述筛分板(3)的正下方设置有疏通板(35)，所述疏通板(35)的顶部设置有若干疏通针(36)，若干所述疏通针(36)与所述筛分板(3)的网孔一一对应，所述粉碎壳体(2)的底部固定有支撑脚(37)，所述疏通板(35)两端的底部均设置有升降组件，所述升降组件包括竖向杆(38)、水平杆(39)、丝杠(40)和丝杠电机(41)，所述丝杠(40)转动安装在所述粉碎壳体(2)的外侧壁上，所述丝杠(40)竖直设置，所述竖向杆(38)的一端连接所述疏通板(35)，另一端从所述粉碎壳体(2)的底部穿出连接所述水平杆(39)的一端，所述水平杆(39)的另一端螺纹套装在所述丝杠(40)上，所述丝杠电机(41)安装在所述粉碎壳体(2)的外侧壁上，所述丝杠电机(41)的输出轴传动连接所述丝杠(40)。

8.根据权利要求1所述的一种低品位萤石制备无水氟化氢的系统，其特征在于，所述安装座(8)的顶面开设有矩形槽(42)，所述矩形槽(42)内设置有顶升楔形块(43)，所述顶升楔形块(43)沿着水平方向做往复直线运动，所述顶升座(9)接触设置在所述顶升楔形块(43)上，所述顶升座(9)的一侧面设有楔形面(44)，所述楔形面(44)贴合在所述顶升楔形块(43)的斜面上。

9.根据权利要求8所述的一种低品位萤石制备无水氟化氢的系统，其特征在于，所述安装座(8)的侧壁水平设置有推动液压缸(45)，所述推动液压缸(45)的伸缩轴穿入矩形槽(42)内连接所述顶升楔形块(43)。

10.根据权利要求1所述的一种低品位萤石制备无水氟化氢的系统，其特征在于，所述洗涤净化系统包括洗涤塔、冷凝塔和精馏塔，所述洗涤塔通过管道连接所述排气管(7)，所述冷凝塔连接所述洗涤塔，所述精馏塔连接所述冷凝塔，所述外混合器(1)一端的底部设置有排料管(46)，所述排料管(46)上设置有排料阀门，所述下料软管(5)的一端连接所述排料管(46)，另一端连接在所述反应炉(6)的顶部。

技术总结
本发明涉及化工原料制备技术领域，并公开了一种低品位萤石制备无水氟化氢的系统，包括萤石粉碎处理机构、外混合器、反应炉和洗涤净化系统，萤石粉碎处理机构连接外混合器，外混合器一端的底部通过下料软管连接反应炉，反应炉上设置有排气管，排气管连接洗涤净化系统；反应炉的顶部固定有安装座，安装座上设置有顶升座，顶升座沿着反应炉的高度方向做往复直线运动，顶升座的顶部固定有铰接座，外混合器一端的底部铰接在铰接座上，外混合器另一端的底部设置有液压缸，液压缸的缸体铰接在顶升座上，液压缸的伸缩轴铰接在外混合器上。外混合器内部未设置任何搅拌机构，一方面增大了外混合器的容量，另一方面避免浆液过多的粘附造成难以清理的情况。

技术研发人员：罗建洪,何浩明,马磊,王美波,叶毅
受保护的技术使用者：四川大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15