用于回收铝灰渣中氮元素的装置的制作方法

本公开一般涉及氮元素的回收装置，具体涉及用于回收铝灰渣中氮元素的装置。

背景技术：

铝灰渣(铝灰/铝渣)是铝工业中常见的废弃物，产量巨大，其主要来源为熔炼铝及铝合金生产过程中浮于铝溶体表面的不熔夹杂物、氧化物、添加剂以及与添加剂进行物理、化学反应产生的反应产物等，产生于铝发生熔融的所有生产工序。

在铝的冶炼过程中通常要向熔炉里充氮气，加速净化与提纯，一部分氮气在蒸发时被漂浮在铝水表面的铝灰渣吸收，因此铝灰渣含氮；而氮化铝遇水生成氨气，受热易挥发，所以铝灰渣受潮即有刺激性极强的氨味，长期以来给环境稳定和人员健康带来了极大困扰。

目前针对铝灰渣中氮元素的利用方法很多，基本上停留于理论层面，而对铝灰渣中氮元素的回收利用装置极少，亟需提供一种用于回收铝灰渣中氮元素的装置。

技术实现要素：

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种用于回收铝灰渣中氮元素的装置，以最大限度的回收铝灰渣中的氮元素，避免铝灰渣(铝渣)后期加工过程对环境的污染，实现铝灰渣处理的无害化、资源化和效益化。

本发明提供的一种用于回收铝灰渣中氮元素的装置，包括反应釜和吸收塔，所述反应釜与所述吸收塔之间通过用于收集氨气的管道连通。

与现有技术相比，本申请提供的用于回收铝灰渣中氮元素的装置，用于铝灰渣与水混合形成浆料、进行水解反应，生成氨气并经管道传输至吸收塔，进而提取氮元素。本发明提供的装置能够高效、快速地回收铝灰渣中的氮，将长期以来铝灰渣中被忽视的氮元素充分利用起来，同时能够有效地解决铝灰渣回收利用中出现的刺激性气味问题，极大地改善工作环境，保障了操作人员的生命健康。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明提供的用于回收铝灰渣中氮元素的装置的结构示意图；

图2为本发明提供的用于回收铝灰渣中氮元素的装置中第一壳体的结构示意图；

图3为本发明提供的用于回收铝灰渣中氮元素的装置中第一壳体透视图；

图4为本发明提供的用于回收铝灰渣中氮元素的装置中搅拌轴与电机的连接结构示意图；

图5为本发明提供的用于回收铝灰渣中氮元素的装置中过滤装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如图1至图5所示，本申请提供的一种用于回收铝灰渣中氮元素的装置，包括：反应釜1和吸收塔2，反应釜1与吸收塔2之间通过用于收集氨气的管道3连通。

进一步地，反应釜1包括反应釜壳体，反应釜壳体内水平安装有搅拌轴5且搅拌轴5与位于反应釜壳体外的电机4相连，搅拌轴5外侧安装有搅拌叶片6。

如图4所示，搅拌轴5与反应釜壳体之间通过滚珠轴承10连接。搅拌轴5与反应釜壳体之间转动连接，通过第一通孔111可向反应釜的腔室内倒入铝灰渣并加入水形成浆料；由于反应釜壳体与搅拌轴之间转动连接，待反应釜内的浆料反应完全后，转动反应釜壳体使得第一通孔位于下方，第一通孔可充当出料口将混合物倒出。本申请中反应釜壳体上的第一通孔集入料口、入水口及出料口的功能于一体，极大的简化装置的结构。

搅拌轴5与电机4之间齿轮传动，搅拌轴5的一端伸出反应釜壳体且该端安装有第一齿轮；搅拌轴5的一端连接一连接端并伸出反应釜壳体，且连接端安装有第一齿轮。如图4所示，第一电机4的电机轴的一端安装有第二齿轮41，第一齿轮51与第二齿轮41相互啮合，搅拌轴在电机的驱动下转动，搅拌轴的转动速度优选为5r/min～30r/min，便于将浆料搅拌均匀、高效挥发出氨气。

进一步地，反应釜壳体包括通过法兰连接的第一壳体11和第二壳体12，第一壳体11和第二壳体12之间的法兰连接面为第一平面，第一平面沿竖直方向分布，第一壳体的上方设有第一通孔111和出气孔112，出气孔112与管道3相连接。

进一步地，第一壳体11和第二壳体12均为半球形结构；第一壳体的内壁与第二壳体的内壁均设有多个凸起的挡流板7，挡流板7偏离反应釜壳体的水平轴线所经过的平面。本申请中反应釜壳体为球形结构，搅拌轴位于反应釜壳体的水平轴线上；通过设置挡流板，使得铝灰渣与水混合形成的浆料在被搅拌的过程中，部分浆料落入挡流板且在重力的作用下沿挡流板滑动，相对于仅有叶片转动的情况，在一定程度上增加流延行程和料体外部滞留时间，使浆料的反应更充分，料液混合更均匀，搅拌效率更高；同时加速气体的释放进程，便于更快速的将反应生成的氨气带出。

进一步地，第一壳体的内壁上的挡流板和第二壳体的内壁上的挡流板关于第一平面对称分布；第一壳体的内壁上的挡流板均匀分布。

进一步地，在第一壳体的内壁上挡流板自远离第一平面的一侧向第一平面所在的一侧延伸，挡流板与第一平面成30°～60°。如图3所示，以某一挡流板7a为例，第一平面I与挡流板所在的平面II之间的夹角α成30°～60°。这样的设置确保搅拌轴搅拌浆料的过程中，浆料能够在挡流板上滞留一段时间。

进一步地，用于回收铝灰渣中氮元素的装置还包括支架20，反应釜壳体设于支架上；在反应釜壳体的下方且位于第一平面所在方向上，支承座设有一凹槽部，第一壳体与第二壳体的法兰连接部与凹槽部相嵌合；在垂直于第一平面的方向上，法兰连接部上设有第一圆孔，凹槽部上设有第二圆孔，第一圆孔和第二圆孔之间通过插销21相连接。支架包括两支撑耳朵，两支撑耳朵上分别设有圆孔，搅拌轴与圆孔之间通过滚动轴承连接，反应釜内铝灰渣与水发生反应时，将插销21插上，第一通孔111位于第一壳体的上方；反应完后拔下插销21，翻转反应釜壳体180°，通过第一通孔111将浆料倒出。在垂直于第一平面的宽度方向上，第一通孔111和出气孔112的位置与凹槽部的位置错开，在翻转反应釜壳体180°时，第一通孔111和出气孔112与凹槽部互不影响。电机部分由相应的支座进行支撑，图中未示出。

进一步地，管道上还设有过滤装置，过滤装置包括用于过滤铝灰颗粒的第一过滤装置，过滤装置还包括用于过滤水汽的第二过滤装置。

本申请中，管道3上顺次设置第一过滤装置8、第二过滤装置9。

进一步地，第一过滤装置8包括圆柱状的第一滤芯81以及位于第一滤芯两侧的第一硬质过滤网82，第一滤芯包括由过滤棉缠绕组成的滤体结构，滤体结构内均匀分布有活性炭颗粒；

管道上设有第一凸出部31，两第一硬质过滤网82卡合于第一凸出部31的内壁的两端，第一滤芯81与第一凸出部31的内壁无缝接触且支撑于两第一硬质过滤网82的中间。

进一步地，第二过滤装置9包括圆柱状结构的第二滤芯91以及位于第二滤芯两侧的第二硬质过滤网92，第二滤芯的成分至少包括以下一种：生石灰、氢氧化钠和硅胶；

管道上设有第二凸出部32，两第二硬质过滤网92卡合于第二凸出部32的内壁的两端，第二滤芯91与第二凸出部32的内壁无缝接触且支撑于两第二硬质过滤网92的中间。

本申请所提供的用于收集铝灰渣中氮元素的装置的工作原理为：

铝灰渣从第一通孔111倒入反应釜的腔室内，并且通过第一通孔111向反应釜的腔室内加入60～90℃(例如60℃、70℃、80℃、90℃)的热水以形成浆料，其中铝灰渣与水的质量比为1：1～1：3，然后关闭入料口，开启电机4带动搅拌轴5上的搅拌叶片6转动，搅拌叶片6带动浆料运动，部分浆料落入挡流板上，在重力作用下沿挡流板滑动，增加流延行程和料体外部滞留时间，以充分搅拌浆料。铝灰渣中的氮元素通常以AlN形式存在，遇水发生以下反应：AlN+3H₂O＝Al(OH)₃+NH₃，即生成NH₃后脱离浆料，经过管道到达过滤装置分别进行固体颗粒及水汽的过滤，以得到更为纯净气体，最后被吸收塔用强酸吸收成铵盐，然后旋转反应釜壳体，将反应后的浆料从第一通孔111倒出。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。