一種惰性環境熔鹽製備、轉運的裝置與方法與流程

2023-05-07 20:02:51 1

本發明涉及一種惰性環境熔鹽製備、轉運的裝置與方法。

背景技術：

熔鹽因具有廣泛的使用溫度範圍、低蒸汽壓、低粘度、良好的穩定性、低成本等諸多特性已成為較為成熟的傳熱蓄熱介質，因此，熔鹽的製備受到研究者的廣泛關注。而在製備和轉運過程中，空氣氛圍會對熔鹽造成一定的汙染，導致得到的熔鹽品質較低。

熔鹽的製備是在高溫熔融條件下完成的。製備後，由於溫度較高，實現惰性氣氛下產品的轉運和獲取較為困難。雖然可以將熔鹽冷卻後再進行轉運和處理，但是需要的冷卻時間較長，另外使得冷卻後的大塊固體熔鹽難以處理，如果需要對熔鹽再加熱則會增加能耗等，有諸多不便。通常情況熔鹽的製備與轉運是由不同的裝置完成的，例如在裝置a中完成熔鹽製備後轉移至裝置b中進行轉運，操作複雜。為了簡化操作，降低成本，提升效率，需要一種既可以實現熔鹽製備，又可以完成轉運的一體化裝置。

由於市面上沒有滿足條件的裝置及方法，因此，這一問題亟待解決。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術中的熔鹽製備及轉運過程易受空氣氛圍影響最終導致熔鹽被汙染、品質較低、產品的轉運和獲取較為困難以及操作過程複雜等缺陷，提供了一種惰性環境熔鹽製備、轉運的裝置與方法。本發明的轉運裝置通過中間艙室連接惰性氣氛設備與熔鹽加熱罐，實現了惰性氣氛中熔鹽配製、熔融、混合均勻，是一種熔鹽配製和轉運的一體化裝置，並且可以將熔鹽罐脫離，在脫離過程中保護惰性氣氛環境不受破壞，同時可以實現熔鹽液態轉運，操作簡便，整個過程中熔鹽與空氣隔絕，避免汙染，從而更加方便地獲得了高品質熔鹽。並且降低了生產成本，提高了效率。

本發明提供了一種惰性環境熔鹽製備、轉運的裝置，其包括一惰性氣氛設備、一中間艙室和一熔鹽加熱罐；所述惰性氣氛設備設有一過渡艙，用於為所述惰性氣氛設備提供熔鹽原料，所述惰性氣氛設備的下部還設有一艙室門，用於與所述中間艙室的上部接口可開關地密封連接，並圍合成一個惰性氣氛空間；所述熔鹽加熱罐的上部環設有一艙室接口，用於與所述中間艙室的下部接口可開關地密封連接，所述熔鹽加熱罐的頂部還設有加熱罐頂蓋，用於實現所述熔鹽加熱罐的密封；所述中間艙室的上部接口、下部接口分別通過與所述艙室門、所述熔鹽加熱罐的艙室接口的配合，可拆卸地圍合成一個中空密封空間；所述熔鹽加熱罐的上部從下至上穿設所述中間艙室的下部接口，並伸入所述中空密封空間內。

本發明中，所述過渡艙是本領域常規的手套箱形式的過渡艙。

本發明中，較佳地，所述加熱罐頂蓋的中心位置穿設有連接攪拌器的接口。

本發明中，較佳地，所述加熱罐頂蓋上還穿設有出料管。較佳地，所述出料管伸入至所述熔鹽加熱罐的腔體底部。

本發明中，較佳地，所述熔鹽加熱罐在未被所述中間艙室包含的側壁上設有抽真空、充惰性氣體的第一管路。

本發明中，較佳地，在所述第一管路的下方、中下部和底部的所述熔鹽加熱罐的外壁上還環設有加熱器。

本發明中，所述惰性氣氛設備的頂部內壁的中心位置處較佳地還設有一吊裝工具，所述吊裝工具與所述熔鹽加熱罐同軸設置，並且可以沿所述惰性氣氛設備的水平方向和豎直方向移動，所述吊裝工具用於所述艙室門、所述加熱罐頂蓋的裝卸和熔鹽轉移。

本發明中，較佳地，所述中間艙室的直徑大於所述熔鹽加熱罐的直徑。

本發明中，較佳地，所述中間艙室的側壁上，在未被所述惰性氣氛設備包含的位置處設有抽真空、充惰性氣體的第二管路。

本發明中，所述惰性氣氛設備的所述艙室門與所述中間艙室的上部接口較佳地通過橡膠法蘭密封連接。

本發明中，所述熔鹽加熱罐的艙室接口與所述中間艙室的下部接口較佳地通過橡膠法蘭進行對接。

本發明中，所述加熱罐頂蓋與所述熔鹽加熱罐的罐體較佳地通過橡膠法蘭進行密封。

本發明還提供了一種惰性環境熔鹽製備、轉運的方法，其採用上述惰性環境熔鹽製備、轉運的裝置進行，該方法包括以下步驟：

s1、所述惰性氣氛設備的下部的艙室門關閉，將熔鹽從所述過渡艙轉移至所述惰性氣氛設備中；

s2、將所述熔鹽加熱罐與所述中間艙室連接密封，使所述中間艙室圍合成一個中空密封空間；

s3、分別將所述中間艙室和所述熔鹽加熱罐的內部更換為惰性氣氛；

s4、打開所述惰性氣氛設備的下部的艙室門，並打開所述加熱罐頂蓋，使所述惰性氣氛設備、所述中間艙室和所述熔鹽加熱罐三者連通，將所述熔鹽裝入所述熔鹽加熱罐內；

s5、將所述熔鹽加熱熔融，並混合均勻；

s6、待所述熔鹽完全熔融後，蓋合所述加熱罐頂蓋，以實現所述熔鹽加熱罐的密封；

s7、將所述惰性氣氛設備的下部的所述艙室門關閉；

s8、將所述熔鹽加熱罐與所述中間艙室分離，並將所述熔鹽加熱罐轉運至所需地點。

步驟s5中，所述加熱熔融的操作為本領域公知的加熱熔融的操作，所述加熱熔融的溫度較佳地為≤900℃。

步驟s5中，所述混合均勻較佳地採用攪拌器進行，所述攪拌器的攪拌轉速較佳地為小於500r/min。

在符合本領域常識的基礎上，上述各優選條件，可任意組合，即得本發明各較佳實例。

本發明的積極進步效果在於：

本發明實現了惰性氣氛中熔鹽配製、熔融、混合均勻，並且可以將熔鹽罐脫離，在脫離過程中保護惰性氣氛環境不受破壞，同時可以實現熔鹽液態轉運，操作過程簡便。整個過程中熔鹽與空氣隔絕，避免汙染，從而更加方便地獲得了高品質熔鹽，並且降低了生產成本，提高了效率。

附圖說明

圖1為本發明實施例1的惰性環境熔鹽製備、轉運的裝置的結構示意圖。

圖2為本發明實施例2中步驟s1的示意圖。

圖3為本發明實施例2中步驟s2的示意圖。

圖4為本發明實施例2中步驟s3的示意圖。

附圖標記說明如下：

惰性氣氛設備1

過渡艙11

艙室門12

吊裝工具13

中間艙室2

上部接口21

下部接口22

熔鹽加熱罐3

艙室接口31

加熱罐頂蓋32

接口33

出料管34

加熱器35

攪拌器36

第一管路37

第二管路23

具體實施方式

下面通過實施例的方式進一步說明本發明，但並不因此將本發明限制在所述的實施例範圍之中。

實施例1

如圖1所示，本實施例提供了一種惰性環境熔鹽製備、轉運的裝置，該裝置包括一惰性氣氛設備1、一中間艙室2和一熔鹽加熱罐3。所述惰性氣氛設備1設有一過渡艙11，用於為所述惰性氣氛設備1提供熔鹽原料，所述惰性氣氛設備1的下部還設有一艙室門12，用於與所述的中間艙室2的上部接口21可開關地密封連接，並圍合成一個惰性氣氛空間。所述熔鹽加熱罐3的上部環設有一艙室接口31，用於與所述中間艙室2的下部接口22可開關地密封連接，所述熔鹽加熱罐3的頂部還設有加熱罐頂蓋32，用於實現所述熔鹽加熱罐3的密封。所述中間艙室的2上部接口21、下部接口22分別通過與所述艙室門12、所述熔鹽加熱罐3的艙室接口31的配合，可拆卸地圍合成一個中空密封空間。所述熔鹽加熱罐3的上部從下至上穿設所述中間艙室2的下部接口22，並伸入所述中空密封空間內。

所述加熱罐頂蓋32的中心位置穿設有連接攪拌器36的接口33。所述加熱罐頂蓋32上還穿設有出料管34，所述出料管34伸入至所述熔鹽加熱罐3的腔體底部。所述熔鹽加熱罐3在未被所述中間艙室2包含的側壁上設有抽真空、充惰性氣體的第一管路37。在所述第一管路37的下方、中下部和底部的所述熔鹽加熱罐3的外壁上還環設有加熱器35。

所述惰性氣氛設備1的頂部內壁的中心位置處還設有一吊裝工具13，所述吊裝工具13與所述熔鹽加熱罐3同軸設置，並且可以沿所述惰性氣氛設備1的水平方向和豎直方向移動，所述吊裝工具13用於所述艙室門12、所述加熱罐頂蓋32和所述攪拌器36的裝卸和熔鹽轉移。

所述中間艙室2的直徑大於所述熔鹽加熱罐3的直徑。所述中間艙室2的側壁上，在未被所述惰性氣氛設備1包含的位置處設有抽真空、充惰性氣體的第二管路23。

所述惰性氣氛設備1的艙室門12與所述中間艙室2的上部接口21通過橡膠法蘭密封連接。所述熔鹽加熱罐3的艙室接口31與所述中間艙室2的下部接口21通過橡膠法蘭進行對接。所述加熱罐頂蓋32與所述熔鹽加熱罐3的罐體通過橡膠法蘭進行密封。

實施例2

本實施例為採用實施例1的惰性環境熔鹽製備、轉運的裝置進行惰性環境熔鹽製備、轉運的具體實施例，其包括以下步驟：

s1、惰性氣氛設備1的下部的艙室門12關閉，將9.9kgflinak鹽和100gndf3鹽由過渡艙11轉移至惰性氣氛設備1內部(如圖2所示)；

s2、將熔鹽加熱罐3與中間艙室2連接密封，通過對艙室抽真空、充惰性氣體，將熔鹽加熱罐3內部以及中間艙室2內部的氣氛更換為惰性氣體(如圖3所示)；

s3、使用吊裝工具13打開艙室門12，打開加熱罐頂蓋32，將flinak、ndf3熔鹽裝入熔鹽加熱罐3罐體內，插入攪拌器36，蓋上加熱罐頂蓋32並且密封(如圖4所示)；

s4、開啟水冷，開啟加熱器35加熱熔鹽至600℃，待熔鹽熔融後開啟攪拌器36，轉速為100r/min；

s5、熔融攪拌4h後關閉攪拌器36。使用吊裝工具13將攪拌器36吊出，蓋上加熱罐頂蓋32並且密封；

s6、使用吊裝工具13將所述艙室門12閉合密封；

s7、將熔鹽加熱罐3與中間艙室2分離，並將所述的熔鹽加熱罐轉運至所需地點；

s8、通過氣壓法將熔鹽壓出至接收設備。

雖然以上描述了本發明的具體實施方式，但是本領域的技術人員應當理解，這些僅是舉例說明，本發明的保護範圍是由所附權利要求書限定的。本領域的技術人員在不背離本發明的原理和實質的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本發明的保護範圍。