一种精馏法加料炉及精馏装置的制作方法

1.本技术涉及金属冶炼技术领域，具体而言，涉及一种精馏法加料炉及精馏装置。


背景技术：

2.锌锭是指纯锌或纯度在90％以上的锌，其主要用于压铸合金、电池业、印染业、医药业、橡胶业、化学工业等领域，锌与其它金属的合金在电镀、喷涂等行业也得到广泛的应用。目前，锌锭的生产方式是采用含镉锌为原料经过精馏得到，在精馏法锌锭生产的过程中，含镉锌熔体经镉塔多次蒸馏和分凝回流，在镉塔的下部产出纯锌，镉则富集于高镉锌中。
3.在多次蒸馏过程中需要进行二次或多次加料以保证生产效率，常规操作方式是将一次蒸馏后的含镉锌通过进料口加入用于给镉塔加料的液槽内，原料在液槽内流动过程中采用火焰喷枪加热，在靠近出料口的位置通过人工投加镉锌块进行加料，形成的高镉锌液从出料口流出至镉塔内进行再次蒸馏。
4.由于常规给镉塔加料的结构是使用火焰喷枪进行加热，这种加热方式存在加热不均，能耗大、污染重、易氧化的问题，而且加热的区域和后续加料的区域直接连通，人工拿起保温盖板操作存在较大危险性。
5.因此，需要一种加热均匀，且能耗低、污染小、氧化少，而且安全性高的加料结构。


技术实现要素：

6.本技术实施例的目的在于提供一种精馏法加料炉及精馏装置，实现给精馏塔加料，其加热均匀，且能耗低、污染小、氧化少，而且安全性高。
7.第一方面，本技术实施例提供了一种精馏法加料炉，其包括溜槽和盖设于溜槽上的炉壁，溜槽和炉壁共同形成炉体，溜槽的两端分别为进料口和出料口，炉体内分隔成通过溜槽连通的加热室和加料室，加热室与进料口连通，加料室与出料口连通，加热室的炉壁上安装有用于加热加热室的多孔陶瓷燃烧器，加料室的炉壁开设有加料口，加料口设置有可自动开合的炉门。
8.在上述实现过程中，原料(比如含镉锌原料)经进料口进入溜槽内，多孔陶瓷燃烧器能够充分燃烧，从而将加热室加热至较高温度(比如500～700℃)，且加热均匀、能耗低、污染小，能够保证使原料(比如含镉锌原料)加热成熔体(比如含镉锌熔体)，且氧化少；高温的熔体(比如含镉锌熔体)自动流向出料口，在流经加料室的过程中，自动开启炉门，就能往高温的熔体(比如含镉锌熔体)中投加大锭(比如镉锌块)形成熔体(比如含镉锌熔体)，经出料口进入精馏塔(比如镉塔)内进行精馏。在上述过程中，由于加热室和加料室分区，加热室的热量集中，加热效率高，还能减少热量由加料口的损失；另外，分区设置，同时加料口的炉门自动开合的设计，能够避免对操作加料的人员造成伤害，安全性高。
9.在一种可能的实现方式中，多孔陶瓷燃烧器通过安装支架安装于溜槽上方的炉壁上，多孔陶瓷燃烧器伸入炉体内且朝向溜槽。
10.在上述实现过程中，多孔陶瓷燃烧器释放的热量能够直接加热加热室，尤其是可以直接加热溜槽内的原料。
11.在一种可能的实现方式中，多孔陶瓷燃烧器包括壳体，壳体设置有用于通入燃烧气体的进气口和用于向壳体外释放热量的热量口，壳体内设置有用于供燃烧气体燃烧的多孔陶瓷层，热量口朝向溜槽且与炉壁内表面齐平。
12.在上述实现过程中，多孔陶瓷层能够保证气体充分燃烧，产生的高温气体由热量口进入加热室内，热量口与炉壁内表面齐平，能够保证高温气体直接进入加热室内，而且减少高温熔体喷溅至多孔陶瓷燃烧器内。
13.在一种可能的实现方式中，加热室相对于水平面的高度大于加料室相对于水平面的高度。
14.在上述实现过程中，加热室的高度相对较大，便于多孔陶瓷燃烧器产生的高温气体充分加热其中的原料成为熔体，加料室的高度相对较小，保证料块能够直接加入熔体中且减少熔体喷溅，而且还能减少加料室的热量损耗。
15.在一种可能的实现方式中，炉门的一侧与加料口的炉壁铰接，且通过动力机构驱动开启或关闭，加料口上方设置有行车。
16.在上述实现过程中，通过动力机构驱动炉门绕铰接处侧开，在通过行车起吊加大锭，实现自动加料。
17.在一种可能的实现方式中，动力机构包括电动泵和可收放的牵引绳，牵引绳的两端分别连接电动泵和炉门远离铰接处的一端。
18.在上述实现过程中，通过电动泵收放牵引绳，就能控制炉门绕铰接处侧开或侧关。
19.在一种可能的实现方式中，炉门设置于炉体外且可平移，进料口上方设置有进料斗或进料塔。
20.在上述实现过程中，炉门平移开启进料口，通过进料斗或进料塔就行自动加料，且通过控制炉门的开启度和进料斗或进料塔与进料口的间距，能够减少加料是的热量损失。
21.在一种可能的实现方式中，加料口相对两侧的炉壁外设置有轨道，炉门的相对两侧安装有滚轮，滚轮能够沿轨道移动，炉门能够通过气缸驱动沿轨道移动。
22.在上述实现过程中，气缸驱动炉门通过滚轮沿轨道平移，能够自动开关进料口。
23.第二方面，本技术实施例提供了一种精馏装置，其包括精馏塔和第一方面提供的精馏法加料炉，精馏法加料炉的出料口与精馏塔连通。
24.在上述实现过程中，精馏法加料炉的出料口流出的熔体(比如含镉锌熔体)，经出料口进入精馏塔(比如镉塔)内进行精馏，精馏塔流出的物料可以通过精馏法加料炉再次加入精馏塔内进行二次或多次精馏。
附图说明
25.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
26.图1为本技术第一实施例提供的一种精馏法加料炉的结构示意图；
27.图2为本技术第二实施例提供的一种精馏法加料炉的结构示意图。
28.图标：100-精馏法加料炉；110-溜槽；120-炉壁；121-加料口；131-进料口；132-出料口；141-加热室；142-加料室；150-多孔陶瓷燃烧器；151-进气口；152-多孔陶瓷层；153-热量口；160-安装支架；170-炉门；171-电动泵；172-牵引绳；200-精馏法加料炉；210-炉门；220-轨道；230-进料斗。
具体实施方式
29.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行描述。
30.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
31.因此，以下对在附图中提供的本技术实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
32.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
33.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，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，因此不能理解为对本技术的限制。
34.此外，术语“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
35.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
36.第一实施例
37.请参看图1所示，本实施例提供的一种精馏法加料炉100，其包括溜槽110和盖设于溜槽110上的炉壁120，溜槽110和炉壁120共同形成炉体，溜槽110的两端分别为进料口131和出料口132，炉体内分隔成通过溜槽110连通的加热室141和加料室142，加热室141与进料口131连通，加料室142与出料口132连通，加热室141的炉壁120上安装有用于加热加热室141的多孔陶瓷燃烧器150，加料室142的炉壁120开设有加料口121，加料口121设置有可自动开合的炉门170。
38.本技术实施例中，加热室141相对于水平面的高度大于加料室142相对于水平面的高度。水平面是指精馏法加料炉100正常工作时，溜槽110内熔体的液面，加热室141的相对高度比加料室142的相对高度大，形成阶梯式形态。
39.本技术实施例中，多孔陶瓷燃烧器150设置台数为一台，在其他实施例中，还可以设置多台多孔陶瓷燃烧器150，具体根据加热室141的体积以及其需要达到的温度决定。另外，多孔陶瓷燃烧器150通常是通过安装支架160安装于溜槽110上方的炉壁120上，多孔陶瓷燃烧器150伸入炉体内且朝向溜槽110。作为一种实施方式，多孔陶瓷燃烧器150包括壳体，壳体设置有用于通入燃烧气体的进气口151和用于向壳体外释放热量的热量口153，壳体内设置有用于供燃烧气体燃烧的多孔陶瓷层152，热量口153朝向溜槽110且与炉壁120内表面齐平。
40.本技术实施例中，炉门170的一侧与加料口121的炉壁120铰接，且通过动力机构驱动开启或关闭，加料口121上方设置有行车。具体地，动力机构包括电动泵171和可收放的牵引绳172，牵引绳172的两端分别连接电动泵171和炉门170远离铰接处的一端。
41.精馏法锌锭生产是基于锌与铅、铁、镉、铜等杂质元素的沸点不同的特点，应用连续分馏原理，分别分离粗锌中的铅、铁、铜等高沸点杂质和低沸点杂质镉，获得锌锭。精馏过程分为两个阶段，第一阶段是在铅塔内分离出铅、铁、铜、锡、铟等高沸点金属，并根据锌、铁、铅等金属的理化特性，控制一定的温度将馏余物进行熔析精炼，产出铅(含铟)、铁锌硬锌和无镉锌，铅塔冷凝器得到含镉锌；第二阶段在镉塔中进行，含镉锌熔体经镉塔多次蒸馏和分凝回流，在塔的下部产出纯锌，镉则富集于高镉锌中。
42.相应的，本实施例还提供一种精馏装置，其包括镉塔和上述的精馏法加料炉100，精馏法加料炉100的出料口132与镉塔的精馏入口连通，镉塔的精馏出口与精馏法加料炉100的进料口131连通。
43.该精馏装置实现精馏法锌锭生产的过程为：
44.镉塔的精馏出口分离出的高镉锌由精馏法加料炉100的进料口131输入至加热室141的溜槽110内；
45.往多孔陶瓷燃烧器150的进气口151通入燃烧气体，在其内部的多孔陶瓷层152中充分燃烧，产生的高温气体通过热量口153释放至加热室141内，加热溜槽110内的高镉锌形成熔体；
46.溜槽110内的熔体自动流向出料口132，在流经加料室142的过程中，电动泵171收紧牵引绳172，拉动炉门170绕铰接处转动打开加料口121，行车起吊通过加料口121往高温熔体中投加镉锌块形成高镉锌熔体，当投料量至一定量后，自动关闭炉门170；
47.高镉锌熔体通过出料口132并由镉塔的精馏入口流入镉塔内，经过多次蒸馏和分凝回流，分离出的高镉锌由镉塔的精馏出口流出，可以再次通入精馏法加料炉100内。
48.第二实施例
49.请参看图2所示，本技术实施例提供一种精馏法加料炉200，其结构与第一实施例的结构大致相同，不同之处在于：本实施例的炉门210设置于炉体外且可平移，进料口131上方设置有进料斗230，在其他实施例一种，还可以在进料口131上方设置进料塔。具体地，加料口121相对两侧的炉壁120外设置有轨道220，炉门210的相对两侧安装有滚轮，滚轮能够沿轨道220移动，炉门210能够通过气缸驱动沿轨道220移动。在工作过程中，气缸驱动炉门210沿轨道220移动，从而打开或关闭炉门210，并通过进料斗230通过进料口131往加料室142的溜槽110内投料。
50.综上所述，本技术实施例的精馏法加料炉及精馏装置，实现给精馏塔加料，其加热
均匀，且能耗低、污染小、氧化少，而且安全性高。
51.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。