本實(shí)用新型屬于一種脫硝裝置，具體涉及一種半連續(xù)自動(dòng)化微波脫硝裝置。

背景技術(shù)：

微波是一種清潔、高效的新型能源，微波加熱具有加熱均勻、效率高等特點(diǎn)，在食品干燥、有機(jī)合成、樣品處理、材料燒結(jié)等方面得到不同應(yīng)用，微波加熱設(shè)備也得到開發(fā)和推廣。

微波加熱脫硝裝置是用于加熱硝酸鹽溶液使之蒸發(fā)、濃縮，最后脫硝生成氧化物的裝置。目前，一些研究用的微波裝置是通過改造家用微波爐或?qū)嶒?yàn)室用微波爐而成，沒有考慮連續(xù)運(yùn)行、尾氣處理、人員防護(hù)等問題。連續(xù)性生產(chǎn)裝置需要連續(xù)加料，為減少加料過程液滴飛濺，常采用導(dǎo)料管插入容器的辦法，廣泛使用的微波設(shè)備皆采用側(cè)開門的結(jié)構(gòu)，脫硝容器進(jìn)出存在問題。另外，側(cè)開門密閉常采用鎖扣、螺釘?shù)仁謩?dòng)方式固定，頻繁開關(guān)后會(huì)導(dǎo)致氣體、微波泄漏。硝酸鹽脫硝過程中會(huì)產(chǎn)生大量氮氧化物氣體，硝酸鈾酰加熱脫硝還會(huì)產(chǎn)生放射性氣溶膠，設(shè)備密閉性要求高，由于密閉腔內(nèi)缺乏空氣對流，蒸汽會(huì)在腔內(nèi)冷凝無法排出，導(dǎo)致設(shè)備無法正常運(yùn)行。由于上述問題，微波設(shè)備在微波脫硝生產(chǎn)中難以有效應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)而提出的，其目的是提供一種用于含硝酸鈾酰、硝酸釓等物質(zhì)的硝酸鹽溶液的半連續(xù)自動(dòng)化微波脫硝裝置。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：

一種半連續(xù)自動(dòng)化微波脫硝裝置，包括料液輸送機(jī)構(gòu)、微波機(jī)構(gòu)、脫銷容器控制機(jī)構(gòu)和廢氣處理機(jī)構(gòu)；

所述料液輸送機(jī)構(gòu)包括料液罐，料液罐內(nèi)的料液由計(jì)量泵抽取，并通過導(dǎo)料管輸送，導(dǎo)料管上設(shè)置有流量計(jì)；

所述微波機(jī)構(gòu)包括微波電源，微波電源產(chǎn)生的微波通過波導(dǎo)傳輸至諧振腔，波導(dǎo)上設(shè)置有水負(fù)載和環(huán)流器；

所述諧振腔下端面中間形成上小下大的階梯孔，階梯孔的階梯平面上形成多個(gè)凸臺(tái)；階梯孔通過雙密閉門機(jī)構(gòu)密封；諧振腔腔壁內(nèi)設(shè)置有加熱保溫裝置；

所述脫銷容器控制機(jī)構(gòu)包括伺服電機(jī)，平移機(jī)構(gòu)由伺服電機(jī)控制，升降機(jī)構(gòu)與平移機(jī)構(gòu)垂直連接；旋轉(zhuǎn)電機(jī)固定于雙密閉門機(jī)構(gòu)的軸承座罩的外壁上，旋轉(zhuǎn)電機(jī)通過皮帶和安裝于雙密閉門機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸下端外部的皮帶輪與旋轉(zhuǎn)軸傳動(dòng)；紅外測溫儀通過軸套設(shè)置于旋轉(zhuǎn)軸的下孔中，且紅外測溫儀下端與升降機(jī)構(gòu)連接；托盤設(shè)置于旋轉(zhuǎn)軸的軸肩上方，脫銷容器設(shè)置于托盤上方；

所述廢氣處理機(jī)構(gòu)包括泠凝水儲(chǔ)罐，泠凝水儲(chǔ)罐通過排氣管與諧振腔連通，通過尾氣管與酸洗塔連通；排氣管與泠凝水儲(chǔ)罐之間設(shè)置有泠凝器。

所述雙密閉門機(jī)構(gòu)包括縱截面呈凸字形且形成中心孔的腔門，旋轉(zhuǎn)軸通過設(shè)置于其外部的氟膠油封圈動(dòng)密封固定于腔門的中心孔內(nèi)，旋轉(zhuǎn)軸外部設(shè)置有調(diào)心軸承，調(diào)心軸承安裝于臥式軸承座內(nèi)，臥式軸承座與腔門下端面固定，且兩者接觸面設(shè)置有一級石墨密封圈；臥式軸承座外部罩設(shè)軸承座罩，軸承座罩與腔門下端面固定，且兩者接觸面設(shè)置有二級石墨密封圈；所述腔門的肩部上端面形成與凸臺(tái)一一對應(yīng)且形狀尺寸相配合的梯形槽；位于最內(nèi)側(cè)的梯形槽與凸臺(tái)之間設(shè)置有石墨密封圈，位于最外側(cè)的梯形槽與凸臺(tái)之間設(shè)置有氟橡膠O型圈。

所述排氣管由諧振腔頂部伸入諧振腔，且接近諧振腔內(nèi)頂面；排氣管位于諧振腔內(nèi)的管口的水平位置高于導(dǎo)料管位于諧振腔內(nèi)的管口的水平位置。

所述泠凝器與泠凝水儲(chǔ)罐的接口位于泠凝水儲(chǔ)罐頂部。

所述尾氣管與酸洗塔接口的水平位置略低于與設(shè)置于酸洗塔內(nèi)的霧化噴頭的水平位置。

所述導(dǎo)料管由諧振腔上頂面伸入諧振腔內(nèi)，且伸入脫銷容器內(nèi)。

所述軸承座罩下端面中間形成通孔，旋轉(zhuǎn)軸穿過通孔伸出軸承座罩；旋轉(zhuǎn)軸與軸承座罩間隙配合。

所述旋轉(zhuǎn)軸上端形成軸肩，中間形成兩段互不相通的上孔和下孔。

本實(shí)用新型的有益效果是：

本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)半連續(xù)生產(chǎn)，自動(dòng)化具備遠(yuǎn)程操作功能，幾乎無尾氣排放；脫硝容器垂直進(jìn)出諧振腔，平移結(jié)構(gòu)和升降結(jié)構(gòu)運(yùn)行平穩(wěn)；諧振腔氣密性好，蒸汽排出正常，諧振腔內(nèi)無蒸汽冷凝；脫硝產(chǎn)物成分及粒徑均勻，硝酸根含量低。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中A部分的放大結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖2中B部分的放大結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：

1 微波電源 2 波導(dǎo)

3 水負(fù)載 4 環(huán)流器

5 諧振腔 6 料液罐

7 計(jì)量泵 8 導(dǎo)料管

9 流量計(jì) 10 伺服電機(jī)

11 平移機(jī)構(gòu) 12 升降機(jī)構(gòu)

13 托盤 14 凸臺(tái)

15 脫銷容器 16 旋轉(zhuǎn)電機(jī)

17 皮帶 18 皮帶輪

19 紅外測溫儀 20 軸套

21 排氣管 22 泠凝器

23 尾氣管 24 酸洗塔

25 霧化噴頭 26 加熱保溫裝置

27 泠凝水儲(chǔ)罐 01 腔門

02 旋轉(zhuǎn)軸 03 氟膠油封圈

04 調(diào)心軸承 05 臥式軸承座

06 軸承座罩 07 一級石墨密封圈

08 二級石墨密封圈 09 肩部

010 梯形槽 011 石墨密封圈

012 氟橡膠O型圈 013 軸肩。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說明書附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型一種半連續(xù)自動(dòng)化微波脫硝裝置進(jìn)行詳細(xì)說明：

如圖1~3所示，一種半連續(xù)自動(dòng)化微波脫硝裝置，包括料液輸送機(jī)構(gòu)、微波機(jī)構(gòu)、脫銷容器控制機(jī)構(gòu)和廢氣處理機(jī)構(gòu)；

所述料液輸送機(jī)構(gòu)包括料液罐6，料液罐6內(nèi)的料液由計(jì)量泵7抽取，并通過導(dǎo)料管8輸送，導(dǎo)料管8上設(shè)置有流量計(jì)9；

所述微波機(jī)構(gòu)包括微波電源1，微波電源1產(chǎn)生的微波通過波導(dǎo)2傳輸至諧振腔5，波導(dǎo)2上設(shè)置有水負(fù)載3和環(huán)流器4；

所述諧振腔5下端面中間形成上小下大的階梯孔，階梯孔的階梯平面上形成多個(gè)凸臺(tái)14；階梯孔通過雙密閉門機(jī)構(gòu)密封；諧振腔5腔壁內(nèi)設(shè)置有加熱保溫裝置26；

所述脫銷容器控制機(jī)構(gòu)包括伺服電機(jī)10，平移機(jī)構(gòu)11由伺服電機(jī)10控制，升降機(jī)構(gòu)12與平移機(jī)構(gòu)11垂直連接；旋轉(zhuǎn)電機(jī)16固定于雙密閉門機(jī)構(gòu)的軸承座罩06的外壁上，旋轉(zhuǎn)電機(jī)16通過皮帶17和安裝于雙密閉門機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸02下端外部的皮帶輪18與旋轉(zhuǎn)軸02傳動(dòng)；紅外測溫儀19通過軸套20設(shè)置于旋轉(zhuǎn)軸02的下孔014中，且紅外測溫儀19下端與升降機(jī)構(gòu)12連接；托盤13設(shè)置于旋轉(zhuǎn)軸02的軸肩013上方，脫銷容器15設(shè)置于托盤13上方；

所述廢氣處理機(jī)構(gòu)包括泠凝水儲(chǔ)罐27，泠凝水儲(chǔ)罐27通過排氣管21與諧振腔5連通，通過尾氣管23與酸洗塔24連通；排氣管21與泠凝水儲(chǔ)罐27之間設(shè)置有泠凝器22。

所述雙密閉門機(jī)構(gòu)包括縱截面呈凸字形且形成中心孔的腔門01，旋轉(zhuǎn)軸02通過設(shè)置于其外部的氟膠油封圈03動(dòng)密封固定于腔門01的中心孔內(nèi)，旋轉(zhuǎn)軸02外部設(shè)置有調(diào)心軸承04，調(diào)心軸承04安裝于臥式軸承座05內(nèi)，臥式軸承座05與腔門01下端面固定，且兩者接觸面設(shè)置有一級石墨密封圈07；臥式軸承座05外部罩設(shè)軸承座罩06，軸承座罩06與腔門01下端面固定，且兩者接觸面設(shè)置有二級石墨密封圈08；所述腔門01的肩部09上端面形成與凸臺(tái)14一一對應(yīng)且形狀尺寸相配合的梯形槽010；位于最內(nèi)側(cè)的梯形槽010與凸臺(tái)14之間設(shè)置有石墨密封圈011，位于最外側(cè)的梯形槽010與凸臺(tái)14之間設(shè)置有氟橡膠O型圈012。

所述排氣管21由諧振腔5頂部伸入諧振腔5，且接近諧振腔5內(nèi)頂面；排氣管21位于諧振腔5內(nèi)的管口的水平位置高于導(dǎo)料管8位于諧振腔5內(nèi)的管口的水平位置。

所述泠凝器22與泠凝水儲(chǔ)罐27的接口位于泠凝水儲(chǔ)罐27頂部。

所述尾氣管23與酸洗塔24接口的水平位置略低于與設(shè)置于酸洗塔24內(nèi)的霧化噴頭25的水平位置。

所述導(dǎo)料管8由諧振腔5上頂面伸入諧振腔5內(nèi)，且伸入脫銷容器15內(nèi)。

所述軸承座罩06下端面中間形成通孔，旋轉(zhuǎn)軸02穿過通孔伸出軸承座罩06；旋轉(zhuǎn)軸02與軸承座罩06間隙配合。

所述旋轉(zhuǎn)軸02上端形成軸肩013，中間形成兩段互不相通的上孔和下孔。

所述平移機(jī)構(gòu)11包括渦輪絲桿、微動(dòng)開關(guān)或者位置傳感器。

所述升降機(jī)構(gòu)12包括電動(dòng)推桿、壓力傳感器和接近開關(guān)。

本實(shí)用新型的使用方法：

在操作區(qū)，將脫硝容器15放入到托盤13中，伺服電機(jī)10帶動(dòng)平移機(jī)構(gòu)11工作左移，升降機(jī)構(gòu)12隨之左移，待雙密閉門機(jī)構(gòu)移至諧振腔5正下方，伺服電機(jī)10停止工作；升降機(jī)構(gòu)12帶動(dòng)雙密閉門機(jī)構(gòu)上升，直至腔門01與諧振腔5接觸，停止工作。旋轉(zhuǎn)電機(jī)16通過皮帶17和皮帶輪18帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸02旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)軸02通過調(diào)心軸承04與外部靜止部件連接，載帶托盤13旋轉(zhuǎn)。3 kW微波電源1功率連續(xù)線性可調(diào)，通過波導(dǎo)2經(jīng)環(huán)流器4、水負(fù)載3傳輸至諧振腔5中。計(jì)量泵7抽取料液，經(jīng)流量計(jì)9通過導(dǎo)料管8加入到脫硝容器15中，紅外測溫儀19在線測量物料溫度。蒸汽經(jīng)排氣管21導(dǎo)入到冷凝器22中冷凝回收水蒸氣，泠凝水儲(chǔ)罐27接收冷凝水，不凝蒸汽進(jìn)入酸洗塔24，霧化噴頭25噴灑酸液回收氮氧化物氣體。出料時(shí)，升降機(jī)構(gòu)12帶動(dòng)托盤13下降，下降至最低點(diǎn)時(shí)，升降機(jī)構(gòu)12停止工作，伺服電機(jī)10開始帶動(dòng)平移機(jī)構(gòu)11右移，步數(shù)控制將脫硝容器15傳送至操作區(qū)。

實(shí)施例一：在操作區(qū)將脫硝容器15放入托盤13中，設(shè)置進(jìn)料速度、微波功率等參數(shù)，設(shè)備自動(dòng)運(yùn)行。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將脫硝容器15傳送至諧振腔5，通過計(jì)量泵7連續(xù)將硝酸鈾酰溶液加入脫硝容器15中，自動(dòng)加熱150 min。進(jìn)料完成后，繼續(xù)加熱，自動(dòng)控制溫度250℃加熱脫硝10 min，停止加熱。冷卻30 min后，物料通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將物料輸送至操作區(qū)，得到脫硝產(chǎn)物為三氧化鈾，氧鈾比3.02:1。

實(shí)施例二：在操作區(qū)將脫硝容器15放入托盤13中，向脫硝容器15中加入體積約500 mL含釓150 g的硝酸釓溶液。設(shè)置進(jìn)料速度、微波功率等參數(shù)，設(shè)備自動(dòng)運(yùn)行，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將脫硝容器15傳送至諧振腔5，開始加熱，加熱60min后，停止加熱。冷卻30 min，物料通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將物料輸送至操作區(qū)，得到脫硝產(chǎn)物為三氧化二釓，氧釓比為1.5:1。

本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)半連續(xù)生產(chǎn)，自動(dòng)化具備遠(yuǎn)程操作功能，幾乎無尾氣排放；脫硝容器垂直進(jìn)出諧振腔，平移結(jié)構(gòu)和升降結(jié)構(gòu)運(yùn)行平穩(wěn)；諧振腔氣密性好，蒸汽排出正常，諧振腔內(nèi)無蒸汽冷凝；脫硝產(chǎn)物成分及粒徑均勻，硝酸根含量低。