一種重金屬蒸汽與吸附劑氣固反應(yīng)的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種高溫氣固反應(yīng)裝置，屬于化工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟的發(fā)展，城鎮(zhèn)化的提高，到2010年為止中國城鎮(zhèn)人口已經(jīng)達到六億多人，城鎮(zhèn)化人口比例已經(jīng)從1980年的19%提高到2010年的50%。與此同時，我國的垃圾產(chǎn)生率已經(jīng)從0.5kg/(人.天)增長到1.1kg/(人?天)。中國面臨垃圾圍城的威脅前所未有，以前較為常用的垃圾處理方式一一填埋法已無法適應(yīng)當前巨大的垃圾量，可供填埋的場地越來越少，焚燒法已經(jīng)成為現(xiàn)今垃圾處理的主流方式，“十二五”計劃要大力發(fā)展建設(shè)垃圾焚燒電廠，然而解決垃圾問題的同時也給環(huán)境帶來了巨大壓力，煙氣中的重金屬污染不容忽視。
[0003]城市人口增多，經(jīng)濟飛速發(fā)展，污泥的產(chǎn)生量也大幅增加，焚燒污泥的處理量也大幅增加，而煙氣中的重金屬同樣會產(chǎn)生污染。為減少垃圾、污泥焚燒過程中的煙氣中重金屬含量，可在焚燒垃圾和污泥時添加一些無機礦物作為吸附劑，使煙氣中的亞微米重金屬顆粒向粗顆粒迀移，隨后被除塵設(shè)備捕集下來，以減少向大氣中排放含有重金屬的顆粒物。
[0004]然而目前實驗室并沒有適合研究吸附劑高溫下捕集重金屬蒸汽過程的實驗裝置，本發(fā)明針對重金屬蒸汽與吸附劑高溫下反應(yīng)的特點，既可實現(xiàn)對重金屬蒸汽發(fā)生的溫度控制，又可實現(xiàn)對吸附劑與重金屬蒸汽反應(yīng)的溫度控制，還可實現(xiàn)高溫下添加更換重金屬蒸汽發(fā)生劑和吸附劑，節(jié)省現(xiàn)有實驗臺每次升溫降溫所需時間和耗費的電能，從而實現(xiàn)經(jīng)濟高效的研究重金屬蒸汽與吸附劑反應(yīng)機理與效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]技術(shù)問題:本發(fā)明的目的是提供一種重金屬蒸汽與吸附劑氣固反應(yīng)的裝置，可研究重金屬在高溫下與吸附劑的反應(yīng)機理及吸附劑的吸附效率，也可應(yīng)用于類似的氣固反應(yīng)。
[0006]技術(shù)方案:本發(fā)明的重金屬蒸汽與吸附劑氣固反應(yīng)的裝置頂部設(shè)置進氣口，底部設(shè)置出氣口，氣流由上往下流動，該裝置包括外殼和保溫層，保溫層內(nèi)設(shè)置兩段式電加熱器，上段電加熱器控制重金屬化合物揮發(fā)的溫度，下段電加熱器控制重金屬蒸汽與吸附劑反應(yīng)的溫度，兩段的溫度分別由第一熱電偶和第二熱電偶測量，并將測量信號反饋給控制柜；電加熱器緊密包裹外反應(yīng)管，緊貼外反應(yīng)管內(nèi)壁設(shè)置內(nèi)反應(yīng)管，內(nèi)反應(yīng)管底部為吸附劑放置板，內(nèi)反應(yīng)管內(nèi)緊貼管壁放置重金屬放置架，該重金屬放置架由不銹鋼鋼絲和重金屬放置板組成，重金屬放置板位于重金屬放置架中間，內(nèi)反應(yīng)管與外反應(yīng)管用法蘭連接，內(nèi)反應(yīng)管法蘭上下均放置墊片，保證反應(yīng)器密封。
[0007]所述的重金屬蒸汽與吸附劑氣固反應(yīng)的裝置，其特征在于:所述的上部法蘭與法蘭蓋之間，以及下部外反應(yīng)管與出氣口的兩個法蘭之間均有耐高溫的石棉墊片，法蘭與法蘭蓋之間、法蘭與法蘭之間均由螺栓連接。
[0008]所述內(nèi)反應(yīng)管與外反應(yīng)管的管徑相差2-5_，與內(nèi)反應(yīng)管相連的法蘭半徑應(yīng)比與外反應(yīng)管相連的法蘭半徑大1cm以上，兩法蘭穿過螺栓的開孔的位置及大小應(yīng)相同，在與內(nèi)反應(yīng)管相連的法蘭上關(guān)于中心對稱開兩個孔，兩孔穿入鋼絲繩后在兩繩頭處打結(jié)，便于高溫下打開法蘭，將內(nèi)反應(yīng)管提出，更換吸附劑和加入新的重金屬化合物。
[0009]所述的重金屬支撐架由一塊均布小孔的不銹鋼鋼板即重金屬放置板和上下各兩根不銹鋼鋼絲組成，上面兩個鋼絲相連便于從內(nèi)反應(yīng)管內(nèi)提出或放入盛有重金屬化合物的坩禍或方舟，便于添加重金屬化合物。
[0010]所述的電加熱器為硅鉬棒加熱或者硅碳棒加熱，與熱電偶相連的溫控裝置由電壓表、電流表、可編程的調(diào)節(jié)器組成，顯示管內(nèi)重金屬化合物揮發(fā)段和重金屬蒸汽與吸附劑反應(yīng)段的加熱電流、電壓及其實際溫度。
[0011]所述的出氣口由一個異徑直通、兩段直徑不同長5cm的鋼管焊接而成，管徑較小鋼管通過皮管接頭螺紋連接后，接皮管后通入含有稀硝酸的洗氣瓶，以便吸收尾氣中的重金屬。
[0012]所述的內(nèi)反應(yīng)管、外反應(yīng)管、重金屬放置架均采用耐高溫的2520不銹鋼。
[0013]所述的兩段式加熱，上加熱段溫度控制在400-1000攝氏度，下加熱段控制溫度為700-1000攝氏度。
[0014]所述的內(nèi)反應(yīng)管底部焊接一塊均布小孔的不銹鋼鋼板。
[0015]有益效果:
[0016](I)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，節(jié)約能源，節(jié)約時間。
[0017](2)采用兩段式加熱，可分別控制重金屬發(fā)生物質(zhì)的揮發(fā)溫度和重金屬蒸汽與吸附劑反應(yīng)的溫度。
[0018](3)可實現(xiàn)在高溫下連續(xù)實驗，采用兩套完全相同的內(nèi)反應(yīng)管及重金屬放置架交替放入外反應(yīng)管中進行反應(yīng)，其中一套冷卻，另一套進行實驗?？梢员苊夥磻?yīng)管每次實驗升溫降溫過程。
[0019](4)采用立式反應(yīng)管，可使吸附劑均勻分布，便于吸附劑與重金屬蒸汽接觸反應(yīng)。
【附圖說明】
[0020]圖1為一種重金屬蒸汽與吸附劑氣固反應(yīng)的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖中有:進氣口 1、第一熱電偶2、墊片3、法蘭4、支撐板5、內(nèi)反應(yīng)管6、電加熱器7、重金屬放置板8、外反應(yīng)管9、吸附劑放置板10、出氣孔11、保溫層12、重金屬放置架13、控制柜14、第二熱電偶15，鋼絲繩穿出孔16。
[0022]圖2為重金屬放置板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3位吸附劑放置板的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0024]本發(fā)明的一種重金屬蒸汽與吸附劑氣固反應(yīng)的裝置頂部設(shè)置進氣口 1，底部設(shè)置出氣口 11，氣流由上往下流動，該裝置包括外殼和保溫層12，保溫層內(nèi)設(shè)置兩段式電加熱器7，上段電加熱器控制重金屬化合物揮發(fā)的溫度，下段電加熱器控制重金屬蒸汽與吸附劑反應(yīng)的溫度，兩段的溫度分別由第一熱電偶2和第二熱電偶15測量，并將測量信號反饋