專利名稱：連續(xù)式鎳粒溶解反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種連續(xù)式溶解反應(yīng)設(shè)備，尤其是涉及ー種鎳粒高效溶解的連續(xù)式鎳粒溶解反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
鎳粒溶解反應(yīng)器是ー種由固、液、氣相均參與的反應(yīng)器；通常在一容器內(nèi)加入過(guò)量的鎳粒和適量的酸，通過(guò)直通蒸汽或蒸汽盤管加熱，使得鎳與酸反應(yīng)，得到鎳鹽溶液，同時(shí)產(chǎn)生氫氣，直到到溶液中的酸度降到預(yù)期的數(shù)值，則可視為ー批反應(yīng)完成。此反應(yīng)由于鎳粒沉在反應(yīng)器的底部，酸液加入反應(yīng)容器內(nèi)與鎳粒接觸面積很小，且溶液難以實(shí)現(xiàn)攪拌，溶液中的鎳離子和氫離子擴(kuò)散緩慢，致使反應(yīng)速度很慢；另外由于反應(yīng)器是敞ロ的，反應(yīng)過(guò)程中熱量損失也很大，致使溶解単位重量鎳的能耗增加。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種連續(xù)式鎳粒溶解反應(yīng)器，建立了溶液的內(nèi)循環(huán)，加大了溶液與鎳粒的接觸面積，提高了氫離子和鎳離子的擴(kuò)散速度，從而加快了鎳粒溶解的反應(yīng)速度，同時(shí)可以連續(xù)、穩(wěn)定地獲得產(chǎn)品溶液；另外該裝置還易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，提高過(guò)程質(zhì)量控制水平，減少人力資本的投入。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題的所采用的技術(shù)方案是一種連續(xù)式鎳粒溶解反應(yīng)器，包括由玻璃纖維增強(qiáng)塑料材質(zhì)制作的反應(yīng)器筒體，在所述反應(yīng)器筒體ー側(cè)的中上部設(shè)有一混合罐，所述反應(yīng)器筒體ー側(cè)的下部設(shè)有石墨換熱器，所述反應(yīng)器筒體的一側(cè)面中上部開(kāi)設(shè)有流出ロ，在反應(yīng)器筒體的一側(cè)面底部開(kāi)設(shè)有底部入ロ ；所述混合罐的上部開(kāi)設(shè)有加酸口和第二加溶液ロ，在混合罐的底部開(kāi)設(shè)有出口 ；所述石墨換熱器的上部開(kāi)設(shè)有頂部出ロ，所述石墨換熱器的側(cè)面上、下部分別開(kāi)設(shè)有蒸汽入口和排出ロ，所述石墨換熱器的底部開(kāi)設(shè)有入口 ；其中，所述流出ロ通過(guò)管道連接混合罐，所述出口通過(guò)循環(huán)管連接到入口，所述頂部出ロ通過(guò)管道連接底部入ロ。進(jìn)ー步的，所述反應(yīng)器筒體的內(nèi)部設(shè)有反應(yīng)器內(nèi)膽，該反應(yīng)器內(nèi)膽的上端與反應(yīng)器筒體間通過(guò)環(huán)行帽封住，所述反應(yīng)器內(nèi)膽的底部通過(guò)耐酸磚支撐固定在反應(yīng)器筒體內(nèi)的底部。為了保證溶液在底部混合均勻，所述耐酸磚的個(gè)數(shù)至少為四個(gè)，其相鄰兩耐酸磚的間距較大。更進(jìn)一歩，所述耐酸磚的個(gè)數(shù)為八個(gè)。為了檢測(cè)溶液酸度，依次調(diào)整進(jìn)酸流量，所述連接出口和入口的循環(huán)管上開(kāi)設(shè)有取樣ロ。在反應(yīng)器筒體上部是酸氣、水蒸氣及反應(yīng)所產(chǎn)生的氫氣聚集區(qū)，為了擴(kuò)大空間，對(duì)反應(yīng)高峰所產(chǎn)生的氣體起到緩沖作用，實(shí)現(xiàn)氣體的穩(wěn)態(tài)排放；在反應(yīng)器筒體底部空間為溶液區(qū)，為了擴(kuò)大空間，有利于經(jīng)反應(yīng)器內(nèi)部鎳床反應(yīng)的溶液通過(guò)耐酸磚空隙在此混合均勻，分別的，所述反應(yīng)器筒體的上部呈正喇叭狀，所述反應(yīng)器筒體的下部呈倒喇叭狀。進(jìn)ー步的，為了控制反應(yīng)器筒體內(nèi)部的氣壓，所述反應(yīng)器筒體的上端還開(kāi)設(shè)有應(yīng)急排氣ロ。進(jìn)ー步，為了在反應(yīng)器產(chǎn)生故障時(shí)進(jìn)行維修或停產(chǎn)時(shí)溶液的排放，所述反應(yīng)器筒體的一側(cè)最底部開(kāi)設(shè)有底部排放ロ本實(shí)用新型的有益效果是本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，通過(guò)石墨換熱器加熱溶液，建立了溶液的內(nèi)循環(huán)，加大了溶液與鎳粒的接觸面積，提高了氫離子和鎳離子的擴(kuò)散速度，從而加快了鎳粒溶解的反應(yīng)速度，同時(shí)可以連續(xù)、穩(wěn)定地獲得產(chǎn)品溶液；另外該裝置還易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，提高過(guò)程質(zhì)量控制水平，減少人力資本的投入。

圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、正常排氣ロ 2、鎳管ロ 3、第一加溶液ロ 4、應(yīng)急排氣ロ 5、密封蓋
6、溢流ロ 7、流出ロ 8、加酸ロ 9、第二加溶液ロ 10、溢流管視鏡11、混合罐12、出ロ 13、底部入口 14、底部排放ロ 15、頂部出口 16、蒸汽入口 17、石墨換熱器18、排氣ロ 19、入口 20、取樣ロ 21、耐酸磚22、鎳床23、反應(yīng)器內(nèi)膽24、環(huán)行帽25、反應(yīng)器筒體。
具體實(shí)施方式
如圖I所示包括玻璃纖維增強(qiáng)塑料材質(zhì)制作的反應(yīng)器筒體25，在所述反應(yīng)器筒體25的上部通過(guò)密封蓋5密封，該反應(yīng)器筒體25的上、下形狀分別為正喇叭型擴(kuò)口和倒喇叭型擴(kuò)ロ，上喇叭型為液面以上部位，為酸氣、水蒸汽及反應(yīng)所產(chǎn)生的氫氣聚集區(qū)，空間擴(kuò)大，對(duì)反應(yīng)高峰所產(chǎn)生的氣體起到了緩沖作用，實(shí)現(xiàn)氣體的穩(wěn)態(tài)排放；下喇叭型為反應(yīng)器底部區(qū)域，底部均勻分布有八塊耐酸磚21，相鄰兩耐酸磚之間存在有較大的空隙，由玻璃纖維增強(qiáng)塑料材質(zhì)制作反應(yīng)器內(nèi)膽23就架于耐酸磚21上，反應(yīng)器內(nèi)膽23與反應(yīng)器筒體25間用玻璃纖維增強(qiáng)塑料材質(zhì)的環(huán)行帽24封住，反應(yīng)器筒體25底部喇叭型的空間為溶液區(qū)，該空間較大，有利于經(jīng)反應(yīng)器鎳床22反應(yīng)的溶液通過(guò)耐酸磚21空隙在此混合均勻，鎳粒由反應(yīng)器筒體25頂部加鎳管ロ 2加入，在反應(yīng)器內(nèi)膽23內(nèi)形成鎳床22，并且保持這ー鎳床22高度，然后由反應(yīng)器筒體25頂部的第一加溶液ロ 3加入熱水或稀溶液至溢流管視鏡10中有液滴為止，該溢出的溶液是經(jīng)由溢流ロ 6進(jìn)入到溢流管視鏡10內(nèi)的。
在進(jìn)行溶液循環(huán)時(shí)，開(kāi)始向石墨換熱器17的蒸汽入口 16通入蒸汽，蒸汽冷凝水排出口 18排出，由于石墨換熱器17上下端產(chǎn)生溫差，致使換熱器內(nèi)的溶液形成熱虹吸，溶液由反應(yīng)器筒體25中上部的流出ロ 7流出，進(jìn)入溶液混合罐11，再由出口 12流入石墨換熱器17底部的入口 19，加熱后由換熱器頂部出口 15流出，由反應(yīng)器的底部入口 13進(jìn)入反應(yīng)器筒體25內(nèi)，然后通過(guò)鎳床22，再次進(jìn)入混合罐11，由此建立了反應(yīng)器的內(nèi)循環(huán)。待反應(yīng)器內(nèi)溶液溫度升到設(shè)定值時(shí)，開(kāi)始在混合罐11上部的加酸ロ 8加入一定流量的酸，在第二加溶液ロ 9加入一定流量的稀溶液，所加的酸和稀溶液由石墨換熱器17加熱后經(jīng)過(guò)鎳床22與鎳反應(yīng)，得到低酸度、高鎳濃度的富液，由反應(yīng)器上方的富液溢流ロ的管子溢出，富液的溢出量與加入的稀溶液和酸的量平衡。在此過(guò)程中，酸和稀溶液的流量，溫度、蒸汽流量等可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。同時(shí)，在反 應(yīng)過(guò)程中，不斷有酸氣、水蒸汽及氫氣產(chǎn)生，這些氣體積聚到液面上方，由反應(yīng)器筒體25上方的正常排氣ロ I排出，如果所產(chǎn)生的氣體量大，壓カ高時(shí)，可由應(yīng)急排氣ロ 4 一道排出；溶液循環(huán)管上的取樣ロ 20取樣分析酸度，據(jù)此可調(diào)整加酸流量。同時(shí)，在反應(yīng)器底部25 —側(cè)的最底部開(kāi)設(shè)底部排放ロ 14，是用來(lái)反應(yīng)器故障維修或停產(chǎn)時(shí)溶液的排放ロ。
權(quán)利要求1.一種連續(xù)式鎳粒溶解反應(yīng)器，包括由玻璃纖維增強(qiáng)塑料材質(zhì)制作的反應(yīng)器筒體(25)，其特征在于在所述反應(yīng)器筒體(25) —側(cè)的中上部設(shè)有一混合罐(11)，所述反應(yīng)器筒體(25)—側(cè)的下部設(shè)有石墨換熱器(17)，所述反應(yīng)器筒體(25)的一側(cè)面中上部開(kāi)設(shè)有流出口(7)，在反應(yīng)器筒體(25)的一側(cè)面底部開(kāi)設(shè)有底部入口(23);所述混合罐(11)的上部開(kāi)設(shè)有加酸口(8)和第二加溶液口(9)，在混合罐(11)的底部開(kāi)設(shè)有出口(12);所述石墨換熱器(17)的上部開(kāi)設(shè)有頂部出口( 15)，所述石墨換熱器(17)的側(cè)面上、下部分別開(kāi)設(shè)有蒸汽入口(16)和排出口(18)，所述石墨換熱器(17)的底部開(kāi)設(shè)有入口(19);其中，所述流出口(7)通過(guò)管道連接混合罐(11)，所述出口(12)通過(guò)循環(huán)管連接到入口(19)，所述頂部出口( 15)通過(guò)管道連接底部入口( 13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的連續(xù)式鎳粒溶解反應(yīng)器，其特征在于所述反應(yīng)器筒體(25)的內(nèi)部設(shè)有反應(yīng)器內(nèi)膽(23)，該反應(yīng)器內(nèi)膽(23)的上端與反應(yīng)器筒體(25)間通過(guò)環(huán)行帽(24)封住，所述反應(yīng)器內(nèi)膽(23)的底部通過(guò)耐酸磚(21)支撐固定在反應(yīng)器筒體(25)內(nèi)的底部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的連續(xù)式鎳粒溶解反應(yīng)器，其特征在于所述耐酸磚(21)的個(gè)數(shù)至少為四個(gè)，其相鄰兩耐酸磚(21)的間距較大。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的連續(xù)式鎳粒溶解反應(yīng)器，其特征在于所述耐酸磚(21)的個(gè)數(shù)為八個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的連續(xù)式鎳粒溶解反應(yīng)器，其特征在于所述連接出口(12)和入口(19)的循環(huán)管上開(kāi)設(shè)有取樣口(20)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的連續(xù)式鎳粒溶解反應(yīng)器，其特征在于所述反應(yīng)器筒體(25)的上部呈正喇叭狀，所述反應(yīng)器筒體(25)的下部呈倒喇叭狀。
7.根據(jù)其權(quán)利要求I或2所述的連續(xù)式鎳粒溶解反應(yīng)器，其特征在于所述反應(yīng)器筒體(25)的上端還開(kāi)設(shè)有應(yīng)急排氣口(4)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的連續(xù)式鎳粒溶解反應(yīng)器，其特征在于所述反應(yīng)器筒體(25)的一側(cè)最底部開(kāi)設(shè)有底部排放口(14)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種連續(xù)式鎳粒溶解反應(yīng)器，新增加了由玻璃纖維增強(qiáng)塑料材質(zhì)制作的混合罐，與反應(yīng)器筒體的中上部相連，溶液及酸液加入混合罐中與反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)的溶液混合，進(jìn)入石墨換熱器被加熱后，從反應(yīng)器底部入口進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)的鎳床，溶液中的酸與鎳反應(yīng)后，一部分溶液從反應(yīng)器筒體上端的溢流口流出，溶液中的大部分進(jìn)入混合罐中再次進(jìn)入石墨換熱器，由此建立內(nèi)循環(huán)，石墨換熱器的蒸汽由蒸汽入口通入，加熱溶液后蒸汽冷凝水由排出口排出。本結(jié)構(gòu)通過(guò)石墨換熱器加熱溶液，建立了溶液的內(nèi)循環(huán)，加大了溶液與鎳粒的接觸面積，提高了氫離子和鎳離子的擴(kuò)散速度，從而加快了鎳粒溶解的反應(yīng)速度，同時(shí)可以連續(xù)、穩(wěn)定地獲得產(chǎn)品溶液。
文檔編號(hào)C01G53/00GK202415191SQ20122002250
公開(kāi)日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2012年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月18日
發(fā)明者姜純, 柳永乾, 陳士軍 申請(qǐng)人:金柯有色金屬有限公司