【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及的用于高溫氯化提純石英砂的裝置及其方法，特別是涉及應用于石英砂提純的一種用于高溫氯化提純石英砂的裝置及其方法。
技術介紹
1、石英砂是玻璃、陶瓷、半導體等行業(yè)的重要原材料，其純度直接影響產品的質量，在石英砂提純過程中，氯化法是一種常用的高效提純方法，通過在高溫條件下與氯氣反應去除雜質，然而，現(xiàn)有的提純設備在實際應用中仍存在一些技術瓶頸，限制了生產效率和最終產品的質量。
2、中國專利技術專利cn116621187b公開了一種用于高溫氯化提純石英砂的設備，采用了單向濾水機構、自適應砂漿上料接頭、加熱機構和真空除水機構等組件，該設備在提高氯化提純效率方面具有一定的優(yōu)勢，尤其是在微孔過濾板的材料選擇上使用了強度更高的鈦合金，使得過濾精度有所提升，并通過呼吸式的交替吸排水方案優(yōu)化了水分排除過程，然而，該設備仍存在以下局限性：其過濾板雖然強度較高，但在高溫氯化環(huán)境下，鈦合金材料可能會與氯氣發(fā)生副反應，導致設備壽命縮短和提純效果下降，此外，該設備的真空除水機構復雜，容易導致操作不便，維護成本較高。
3、中國專利技術專利cn117142754b公開了一種石英管石英砂高溫氯化提純爐，通過固定架、支撐板、不完全齒輪等組件，實現(xiàn)了石英玻璃管的角度調節(jié)，并通過旋轉組件驅動石英玻璃管進行往復旋轉，提高了提純過程中的均勻性和效率，盡管該設備在操作便捷性和提純效果上有所改進，但其依賴于機械傳動系統(tǒng)進行角度和旋轉調節(jié)，這增加了設備的復雜性和故障率，此外，石英玻璃管在高溫環(huán)境下容易產生應力集中，導致裂紋或破損，影響設備的使用
技術實現(xiàn)思路
1、針對上述現(xiàn)有技術中的不足，本專利技術旨在解決以下技術問題：如何在高溫氯化提純過程中實現(xiàn)石英砂的均勻加熱和高效雜質去除，同時避免材料與氯氣反應導致的設備腐蝕問題。
2、為解決上述問題，本專利技術提供了一種用于高溫氯化提純石英砂的裝置及其方法，包括控制器和進料段，進料段頂端固定連接有加熱段，加熱段外壁靠近進料段一端固定連接有等離子加熱環(huán)，等離子加熱環(huán)為中空環(huán)型結構，且中空部分通過管道與外部高壓氣源相連通，等離子加熱環(huán)靠近加熱段一端固定連接有多個等離子噴嘴，且每個等離子噴嘴內均固定連接有電極，多個電極均與控制器電連接，加熱段頂端固定連接有反應段，反應段為錐形結構，且錐形結構直徑較大的一端遠離加熱段設置，反應段頂端固定連接有排料段，排料段外端固定連接有排料管，反應段外壁靠近加熱段一端固定連接有進氣環(huán)，進氣環(huán)靠近反應段一端固定連接有多個垂直反應段外壁的反應噴嘴，且多個反應噴嘴均貫穿反應段并延伸至反應段內壁，進氣環(huán)為中空環(huán)型結構，且中空部分通過管道與外部氯氣供氣系統(tǒng)相連接，多個反應噴嘴均與進氣環(huán)中空部分相連通，加熱段、反應段和排料段內壁固定連接有多個化學電極，多個化學電極均為鋅制成，加熱段、反應段和排料段均為鐵制成，加熱段、反應段、排料段和化學電極內壁均涂有氧化鋁陶瓷涂層，加熱段、反應段、排料段和化學電極均與控制器電連接。
3、在上述用于高溫氯化提純石英砂的裝置及其方法中，采用等離子加熱環(huán)和多個貫穿加熱段的等離子噴嘴，實現(xiàn)了石英砂的快速均勻加熱，同時利用氣浮管系統(tǒng)保持石英砂在傳輸和加熱過程中的懸浮狀態(tài)，確保顆粒均勻加熱，避免粘連，裝置內的溫度和電阻傳感器通過控制器實時監(jiān)測和調整操作參數(shù)，確保提純過程中的溫度穩(wěn)定和設備防腐蝕，裝置內壁涂有氧化鋁陶瓷涂層，并配備電化學防護系統(tǒng)，提供雙重防護，延長設備使用壽命。
4、作為本申請的進一步改進，多個等離子噴嘴靠近加熱段一端均貫穿加熱段并延伸至加熱段內壁，多個等離子噴嘴均為錐形結構，且錐形結構直徑較大一端與等離子加熱環(huán)固定連接。
5、作為本申請的再進一步改進，進料段底端固定連接有隔板一，隔板一底端固定連接有電機一，電機一與控制器電連接，電機一動力軸貫穿隔板一，且貫穿部分固定連接有螺桿一，反應段外端固定連接有底座。
6、作為本申請的更進一步改進，螺桿一外壁與進料段內壁滑動連接，螺桿一頂端與進料段頂端平齊，排料管遠離排料段一端向下傾斜設置。
7、作為本申請的又一種改進，進料段外壁固定連接有對稱設置的氣浮管和進料管，氣浮管與外部高壓惰性氣源相連通，氣浮管靠近進料段一端固定連接有多孔擋板，且擋板通孔直徑小于石英砂直徑。
8、作為本申請的又一種改進的補充，進料管遠離進料段一端固定連接有隔板二，隔板二遠離進料管一端固定連接有電機二，電機二與控制器電連接，電機二動力軸貫穿隔板二，且貫穿部分固定連接有螺桿二。
9、作為本申請的又一種改進的補充，螺桿二外壁與進料管內壁滑動連接，螺桿二靠近進料段一端與進料段相距三到五厘米，進料段、加熱段、反應段和排料段內均固定連接有多個溫度傳感器。
10、作為本申請的再一種改進，進料管外壁遠離進料段一端的上端固定連接有進料斗，排料段頂端固定連接有排氣口。
11、一種用于高溫氯化提純石英砂的裝置及其方法，包括以下步驟：
12、s1：將待提純的石英砂放入進料斗內，通過控制器啟動電機二帶動螺桿二旋轉，將石英砂從進料斗逐步推入進料段內，開始進入提純裝置；
13、s2：啟動電機一帶動螺桿一旋轉，螺桿一在旋轉過程中將石英砂沿進料段向上推送，同時通過氣浮管向進料段和加熱段內通入高壓惰性氣體(如氬氣或氮氣)，惰性氣體流經進料段和加熱段時，吹動石英砂顆粒使其懸浮，從而避免顆粒之間的粘連和堆積，保證均勻加熱；
14、s3：通過控制器啟動等離子加熱系統(tǒng)，多個等離子噴嘴內的電極在高壓氣體(如氬氣)作用下放電，產生高溫等離子流，等離子流通過等離子噴嘴噴射進入加熱段內，對懸浮狀態(tài)下的石英砂顆粒進行均勻加熱，將石英砂溫度迅速提高至氯化反應所需的高溫狀態(tài)；
15、s4：當石英砂被加熱至所需溫度后，石英砂在氣浮作用和螺桿一的推送下，進入反應段，此時，通過進氣環(huán)啟動氯氣供氣系統(tǒng)，多個反應噴嘴將氯氣均勻注入反應段內，氯氣與高溫石英砂發(fā)生化學反應，去除石英砂中的鐵、鋁等雜質，生成揮發(fā)性的氯化物(如氯化鐵)；
16、s5：在氯化反應過程中，加熱段、反應段和排料段的內壁及化學電極上均涂有氧化鋁陶瓷涂層，以防止氯氣及其反應產物對設備和電極的腐蝕，當監(jiān)測到氧化鋁陶瓷涂層因高溫或化學反應而受損時，控制器自動激活電化學防護系統(tǒng)，通過外加電流保護加熱段、反應段、排料段及化學電極，進一步防止腐蝕的發(fā)生；
17、s6：在整個提純過程中，控制器實時監(jiān)測加熱段、反應段、排料段和化學電極的電阻變化，以檢測腐蝕情況，當檢測到腐蝕跡象時，控制器通過調節(jié)外加電流或其他防護手段，確保設備和電極的完整性和長期穩(wěn)定性；
18、s7：氯化反應后生成的氯化鐵進一步與加熱段、反應段、排料段和化學電極發(fā)生反應，生成氯化亞鐵和氯化鋅，氯化鋅在設備內壁形成一層保護膜，作為犧牲陽極保護基體金屬免受進一步的腐蝕，同時氯化亞鐵在一定程度上減緩鐵的腐蝕速度，確保設備的使用壽命；
19、s8：完成提純后的石英砂通過排料段排出本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術保護點】
1.一種用于高溫氯化提純石英砂的裝置，其特征在于：包括控制器和進料段(1)，所述進料段(1)頂端固定連接有加熱段(2)，所述加熱段(2)外壁靠近進料段(1)一端固定連接有等離子加熱環(huán)(3)，所述等離子加熱環(huán)(3)為中空環(huán)型結構，且中空部分通過管道與外部高壓氣源相連通，所述等離子加熱環(huán)(3)靠近加熱段(2)一端固定連接有多個等離子噴嘴(9)，且每個等離子噴嘴(9)內均固定連接有電極，多個所述電極均與控制器電連接，所述加熱段(2)頂端固定連接有反應段(4)，所述反應段(4)為錐形結構，且錐形結構直徑較大的一端遠離加熱段(2)設置，所述反應段(4)頂端固定連接有排料段(5)，所述排料段(5)外端固定連接有排料管(6)，所述反應段(4)外壁靠近加熱段(2)一端固定連接有進氣環(huán)(7)，所述進氣環(huán)(7)靠近反應段(4)一端固定連接有多個垂直反應段(4)外壁的反應噴嘴(10)，且多個反應噴嘴(10)均貫穿反應段(4)并延伸至反應段(4)內壁，所述進氣環(huán)(7)為中空環(huán)型結構，且中空部分通過管道與外部氯氣供氣系統(tǒng)相連接，多個所述反應噴嘴(10)均與進氣環(huán)(7)中空部分相連通，所述加熱段(2)、反應
2.根據(jù)權利要求1所述的一種用于高溫氯化提純石英砂的裝置，其特征在于：多個所述等離子噴嘴(9)靠近加熱段(2)一端均貫穿加熱段(2)并延伸至加熱段(2)內壁，多個所述等離子噴嘴(9)均為錐形結構，且錐形結構直徑較大一端與等離子加熱環(huán)(3)固定連接。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種用于高溫氯化提純石英砂的裝置，其特征在于：所述進料段(1)底端固定連接有隔板一(11)，所述隔板一(11)底端固定連接有電機一(12)，所述電機一(12)與控制器電連接，所述電機一(12)動力軸貫穿隔板一(11)，且貫穿部分固定連接有螺桿一(13)，所述反應段(4)外端固定連接有底座。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種用于高溫氯化提純石英砂的裝置，其特征在于：所述螺桿一(13)外壁與進料段(1)內壁滑動連接，所述螺桿一(13)頂端與進料段(1)頂端平齊，所述排料管(6)遠離排料段(5)一端向下傾斜設置。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種用于高溫氯化提純石英砂的裝置，其特征在于：所述進料段(1)外壁固定連接有對稱設置的氣浮管(14)和進料管(15)，所述氣浮管(14)與外部高壓惰性氣源相連通，所述氣浮管(14)靠近進料段(1)一端固定連接有多孔擋板，且擋板通孔直徑小于石英砂直徑。
6.根據(jù)權利要求5所述的一種用于高溫氯化提純石英砂的裝置，其特征在于：所述進料管(15)遠離進料段(1)一端固定連接有隔板二，所述隔板二遠離進料管(15)一端固定連接有電機二(16)，所述電機二(16)與控制器電連接，所述電機二(16)動力軸貫穿隔板二，且貫穿部分固定連接有螺桿二(17)。
7.根據(jù)權利要求6所述的一種用于高溫氯化提純石英砂的裝置，其特征在于：所述螺桿二(17)外壁與進料管(15)內壁滑動連接，所述螺桿二(17)靠近進料段(1)一端與進料段(1)相距三到五厘米，所述進料段(1)、加熱段(2)、反應段(4)和排料段(5)內均固定連接有多個溫度傳感器。
8.根據(jù)權利要求5所述的一種用于高溫氯化提純石英砂的裝置，其特征在于：所述進料管(15)外壁遠離進料段(1)一端的上端固定連接有進料斗，所述排料段(5)頂端固定連接有排氣口。
9.根據(jù)權利要求1-8任一項所述的一種用于高溫氯化提純石英砂的裝置及其方法，其特征在于：包括以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種用于高溫氯化提純石英砂的裝置，其特征在于：包括控制器和進料段(1)，所述進料段(1)頂端固定連接有加熱段(2)，所述加熱段(2)外壁靠近進料段(1)一端固定連接有等離子加熱環(huán)(3)，所述等離子加熱環(huán)(3)為中空環(huán)型結構，且中空部分通過管道與外部高壓氣源相連通，所述等離子加熱環(huán)(3)靠近加熱段(2)一端固定連接有多個等離子噴嘴(9)，且每個等離子噴嘴(9)內均固定連接有電極，多個所述電極均與控制器電連接，所述加熱段(2)頂端固定連接有反應段(4)，所述反應段(4)為錐形結構，且錐形結構直徑較大的一端遠離加熱段(2)設置，所述反應段(4)頂端固定連接有排料段(5)，所述排料段(5)外端固定連接有排料管(6)，所述反應段(4)外壁靠近加熱段(2)一端固定連接有進氣環(huán)(7)，所述進氣環(huán)(7)靠近反應段(4)一端固定連接有多個垂直反應段(4)外壁的反應噴嘴(10)，且多個反應噴嘴(10)均貫穿反應段(4)并延伸至反應段(4)內壁，所述進氣環(huán)(7)為中空環(huán)型結構，且中空部分通過管道與外部氯氣供氣系統(tǒng)相連接，多個所述反應噴嘴(10)均與進氣環(huán)(7)中空部分相連通，所述加熱段(2)、反應段(4)和排料段(5)內壁固定連接有多個化學電極(8)，多個所述化學電極(8)均為鋅制成，所述加熱段(2)、反應段(4)和排料段(5)均為鐵制成，所述加熱段(2)、反應段(4)、排料段(5)和化學電極(8)內壁均涂有氧化鋁陶瓷涂層，所述加熱段(2)、反應段(4)、排料段(5)和化學電極(8)均與控制器電連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種用于高溫氯化提純石英砂的裝置，其特征在于：多個所述等離子噴嘴(9)靠近加熱段(2)一端均貫穿加熱段(2)并延伸至加熱段(2)內壁，多個所述等離子噴嘴(9)均為錐形結構，且錐形結構直徑較大一端與等離子加熱環(huán)(3)固定連接。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種用于高溫氯化提純石英砂的裝置，其特征在于：所述進...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：濮陽坤，葉華江，張堯，
申請(專利權)人：五蓮晨鳴新材料有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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