一种高活性物料消化装置

技术领域

本发明属于高活性物料处理技术领域，具体涉及一种高活性物料消化装置。

背景技术

高活性物料是粒度在200-300目的氢化锂粉末。高活性物料的化学性质比较活泼，接触水后能够迅速与水发生化学反应，发生爆燃或爆炸。在空气中，当湿度大于70％时，也易发生化学反应，且在反应过程中释放出大量热量和氢气。在加热情况下，高活性粉尘易发生分解，生成爆炸性气体和易燃物质。

目前对高活性物料的消化方法有两种。一种消化方法是，首先降低高活性物料的活性，然后再将降低活性的高活性物料加入到水中，使降低活性的高活性物料和水进行反应。另一种消化方法是，直接将水加入到高活性物料中，使高活性物料物料和水进行反应。高活性物料和水反应生成氢氧化锂和氢气，氢气在反应过程中迅速被释放到空气中。

这两种消化方式存在的主要问题是：

(1)反应速度不易控制；

(2)反应十分剧烈，在消化过程中易发生燃烧、甚至发生爆炸；

(3)消化时间很长，消化效率较低。

发明内容

基于此，有必要针对现有的高活性物料的消化方法存在的反应速度不易控制，安全风险大，以及消化效率低的问题，提供一种能够快速地对高活性物料进行消化处理，同时保证消化过程安全、可控，实现高活性物料的安全、快速消化。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高活性物料消化装置，包括外池、内池、进水管和支架，所述内池设置在外池内，所述支架一端与内池底部连接，所述支架另一端与外池内部底部连接，所述进水管伸向外池内部。

工作原理：先将高活性物料加入到内池中，均匀铺开。然后缓慢地打开进水管阀门，向外池内部加入水，水位逐渐上升，当水位接触高活性物料时，控制加水速度，使单位时间内加入到外池中的水量保持在发生燃烧或者爆炸的临界点以下，使水均匀接触、缓慢接触高活性物料，并与高活性物料进行消化反应。在同样的条件下，增大内池底面积，可提高高活性物料消化效率。

进一步地，所述内池包括筒体、法兰、丝网板、加强板和螺栓，所述筒体下端从上到下依次连接丝网板和加强板，所述筒体下端两侧连接法兰，所述法兰和加强板通过螺栓固定，所述丝网板的网孔直径不大于高活性物料粒径。

进一步地，所述法兰中心开设与所述螺栓相匹配的螺纹孔，所述加强板上开孔区域外均匀开设与所述螺栓相匹配的螺栓孔，所述螺栓穿过所述螺栓孔将法兰和加强板固定。

进一步地，所述丝网板由至少两层丝网板叠加而成。

进一步地，所述筒体为圆钢管，所述法兰为圆钢板，所述丝网板采用钢制材料制作。

进一步地，所述加强板上开孔区域内均匀开设小孔。

进一步地，所述筒体下端两侧焊接连接法兰。

进一步地，所述外池包括池体、底板、溢流管、液位管、放液管和进水管，所述池体下端连接底板，所述池体分别连接放液管、进水管、溢流管和液位管，所述溢流管位于所述池体上端，所述进水管位于所述池体上部，所述放液管位于所述池体底部。

进一步地，所述池体为圆筒体，所述底板为钢板，所述圆筒体与钢板焊接连接，用于装反应后的介质及水。

进一步地，所述溢流管为钢管，所述溢流管焊接连接在池体上端。

进一步地，所述液位管为钢管，所述液位管焊接连接在池体上。

进一步地，所述放液管为钢管，所述放液管焊接连接在池体底部。

进一步地，所述进水管为钢管，所述进水管焊接连接在池体上部。

进一步地，所述支架包括垫板和支脚，所述垫板上方连接加强板，所述垫板下方连接支脚，所述支脚下方连接底板。

进一步地，所述垫板为圆钢板，中间设置有“十”字加强筋，所述支脚为钢管，共有4根，均匀分布在垫板下方，与垫板焊接连接。

一种高活性物料消化方法，包括如下步骤：

1、确定高活性物料消化时，发生燃烧或者爆炸的临界点；

2、控制高活性物料与水接触的量在发生燃烧或者爆炸的临界点以下，同时增大高活性物料与水的接触面积。

所述步骤2通过高活性物料消化装置来实现。

进一步地，所述内池中的水流速度控制在0.08～0.15g/cm

工作原理：控制高活性物料与水的接触量，在单位时间内，高活性物料与水发生化学反应，反应释放出的氢气和热量就得到控制。将产生的氢气和热量控制在安全范围内，这样的消化就是安全的。水的加入速度、加入的总量决定了高活性物料的消化速度。要提高高活性物料的消化速度，就必须提高加水速度、单位时间内的加水总量。在加水总量一定的条件下，采用增大高活性物料与水的接触面积，使单位面积上产生的氢气和热量在安全范围内，从而实现安全消化。

本发明的有益技术效果：

本发明提供的高活性物料消化装置，能够控制消化反应速度，使消化反应匀速、稳定地进行；降低高活性物料消化过程中存在的安全风险；提高高活性物料消化效率。

本发明提供的高活性物料消化装置，通过控制加入到外池中的水量，控制高活性物料的消化反应速度；通过增加内池底面积，实现高活性物料快速、安全地消化。当内池中的水流速度控制在0.08～0.15g/cm

附图说明

图1为内池结构示意图；

图2为加强板结构示意图；

图3为外池结构示意图；

图4为支架正视结构示意图；

图5为支架俯视结构示意图；

图6为高活性物料消化装置结构示意图。

其中：

1、筒体；2、法兰；3、丝网板；4、加强板；5、螺栓；6、螺栓孔-B；7、小孔；8、开孔区域；9、池体；10、底板；11、溢流管；12、液位管；13、放液管；14进水管；15、垫板；16、支脚。

具体实施方式

一种高活性物料消化方法，包括如下步骤：

1、确定高活性物料消化时，发生燃烧或者爆炸的临界点；

2、控制高活性物料与水接触的量在发生燃烧或者爆炸的临界点以下，同时增大高活性物料与水的接触面积。

高活性物料消化的危险来源于：高活性物料与水反应速度快，反应释放了大量的氢气，同时释放了大量的热量。在空气中，因氧气大量存在，氢气与氧气的爆炸范围比较大，在高温条件下易发生爆燃或爆炸。

控制高活性物料与水接触的量，在单位时间内，高活性物料与水发生化学反应，反应释放出的氢气和热量就得到控制。将产生的氢气和热量控制在安全范围内，这样的消化就是安全的。水的加入速度、加入的总量决定了高活性物料的消化速度。要提高高活性物料的消化速度，就必须提高加水速度、单位时间内的加水总量。在加水总量一定的条件下，采用增大高活性物料与水的接触面积，使单位面积上产生的氢气和热量在安全范围内，从而实现安全消化。

一种高活性物料消化装置，包括外池、内池、进水管和支架，所述内池设置在外池内，所述支架一端与内池底部连接，所述支架另一端与外池内部底部连接，所述进水管伸向外池内部。

工作原理：先将高活性物料加入到内池中，均匀铺开。然后缓慢地打开进水管阀门，向外池内部加入水，水位逐渐上升，当水位接触高活性物料时，控制加水速度，使单位时间内加入到外池中的水量保持在发生燃烧或者爆炸的临界点以下，使水均匀接触、缓慢接触高活性物料，并与高活性物料进行消化反应。在同样的条件下，增大内池底面积，可提高高活性物料消化效率。

进一步地，所述内池包括筒体1、法兰2、丝网板3、加强板4和螺栓5，所述筒体1下端从上到下依次连接丝网板3和加强板4，所述筒体1下端两侧焊接连接法兰2，所述法兰2和加强板4通过螺栓5固定，所述丝网板3的网孔直径不大于高活性物料粒径。

进一步地，所述法兰2中心开设与所述螺栓5相匹配的螺栓孔-A，所述加强板4上开孔区域8外均匀开设与所述螺栓5相匹配的螺栓孔-B 6，所述螺栓5穿过所述螺栓孔-A和螺栓孔-B 6将法兰2和加强板4固定。

进一步地，所述丝网板3可采用单层丝网板，也可以采用多层丝网板叠加使用。

进一步地，所述筒体1为圆钢管，所述法兰2为圆钢板，所述丝网板3采用钢制材料制作。

进一步地，所述加强板4上开孔区域8内均匀开设小孔7。

进一步地，所述外池包括池体9、底板10、溢流管11、液位管12、放液管13和进水管14，所述池体9下端连接底板10，所述池体9分别连接溢流管11、液位管12、放液管13和进水管14，所述溢流管11位于所述池体9上端，所述放液管13位于所述池体9底部，所述进水管14位于所述池体9上部。

进一步地，所述池体9为圆筒体，所述底板10为钢板，所述池体9和底板10焊接连接，用于装反应后的介质及水。

进一步地，所述溢流管11为钢管，所述溢流管11焊接连接在池体上端。

进一步地，所述液位管12为钢管，所述液位管12焊接连接在池体上。

进一步地，所述放液管13为钢管，所述放液管13焊接连接在池体底部。

进一步地，所述进水管14为钢管，所述进水管14焊接连接在池体上部。

进一步地，所述支架包括垫板15和支脚16，所述垫板15上方连接加强板4，所述垫板15下方连接支脚16，所述支脚16下方连接底板10。

进一步地，所述垫板15为圆钢板，中间设置有“十”字加强筋，所述支脚16为钢管，共有4根，均匀分布在垫板15下方，与垫板15焊接连接。

进一步地，所述内池中的水流速度控制在0.08～0.15g/cm

进一步地，内池直径Φ1，120-500mm；

进一步地，外池直径Φ2，150-650mm；

进一步地，进水管14直径Φ3，10-40mm；

进一步地，放液管13直径Φ4，20-40mm；

进一步地，溢流管11直径Φ5，20-60mm；

进一步地，液位管12直径Φ6，20-60mm；

进一步地，进水管14距离外池底部高度h1，250-500mm；

进一步地，内池高度h2，200-450mm；

进一步地，支架高度h3，100-300mm；

进一步地，内池高出外池高差h4，10-30mm；

进一步地，溢流管11距离外池顶部距离h5，20-50mm；

进一步地，液位管12距离反应外池底部距离h6，150-300mm。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。