稀土氧化物生产装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种稀土氧化物生产装置。


背景技术：

2.在稀土碳酸盐煅烧分解制备稀土氧化物的工艺中，需要在高温下依次去除稀土碳酸盐吸附水、结晶水，再进一步脱碳分解，获得适合下游应用的各类稀土氧化物。目前，大多数企业采用天然气或电加热的传统方式，将稀土碳酸盐置于匣钵中，在隧道窑、推板窑、辊道窑炉中，经过加温段、焙烧段、冷却段，使稀土碳酸盐煅烧分解为稀土氧化物。这样煅烧方式为静态煅烧，能量通过传导与辐射传递，存在加热不均匀，容易出现烧结或欠烧；分解速度慢，煅烧时间长，能耗高；进出料不连续，劳动生产率低；天然气煅烧后尾气与碳酸盐分解产生的co2气体混合，无法回收纯净co2气体，碳资源难以回收等缺陷。微波加热在微波能作用下，物质分子发生超高频振动，强化了反应的进行，缩短了反应时间，降低了能耗。但是，目前尚未有能够回收稀土碳酸盐煅烧产生的碳资源的微波煅烧装置。
3.cn203928703u公开了一种微波动态高温连续焙烧设备。该设备包括机架、炉体、微波加热系统、测温系统、进料系统、出料系统、冷却系统、plc控制装置和双螺旋搅拌装置。微波加热系统包括微波加热腔体和磁控管，测温系统包括热电偶，冷却系统包括循环冷却水管，双螺旋搅拌装置包括搅拌轴、叶片、链条、旋转电机和轴承。
4.cn103851899a公开了一种微波回转窑。该微波回转窑包括高位料仓、排烟系统、微波反应腔体、炉膛、出料机构、远程控制系统、微波功率源、水冷系统、保温层和测温元件。
5.cn203559101u公开了一种微波煅烧设备。该微波煅烧设备包括进料、出料装置，分别通过进料通过和出料通道与微波焙烧炉连接，微波焙烧炉内安装微波加热源，进料通道上设置将焙烧炉内蒸汽排出的排气装置，出料通道上有冷却装置，微波焙烧炉的炉膛内安装翻板机构。
6.cn202873111u公开了一种微波焙烧设备。该设备包炉体，所述炉体内设置有多个腔体，每个腔体的两侧设置有微波源和波导，微波源通过导波与腔室连接，每个腔室的侧壁上设置有进气孔道。
7.上述微波焙烧设备均无法收集焙烧产生的气体，无法实现资源的再循环利用。


技术实现要素：

8.有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种稀土氧化物生产装置，该稀土氧化物生产装置能够将煅烧产生的气体吸收。
9.通过以下技术方案实现上述技术目的。
10.本实用新型提供了一种稀土氧化物生产装置，包括：煅烧设备和尾气吸收设备；
11.所述煅烧设备包括微波反应腔和微波发射元件；所述微波反应腔设置为容纳稀土碳酸盐并使其煅烧分解为稀土氧化物和尾气，所述微波发射元件设置为向所述微波反应腔内的稀土碳酸盐提供微波能；
12.所述尾气吸收设备包括排气管、引气元件和吸收仓；所述排气管的一端与所述微波反应腔相连，所述排气管的另一端与所述引气元件相连；所述引气元件与所述吸收仓相连，所述引气元件设置为将所述尾气引入所述吸收仓中；所述吸收仓设置为容纳待反应液体，并使尾气与待反应液体反应。
13.根据本实用新型的稀土氧化物生产装置，优选地，所述排气管包括支排气管和总排气管；
14.所述支排气管包括第一竖直部、第二竖直部和水平部；所述第一竖直部的一端与所述水平部的一端相连，所述水平部的另一端与所述第二竖直部的一端相连；所述第一竖直部远离所述水平部的一端与所述微波反应腔相连，所述第二竖直部远离所述水平部的一端与所述微波反应腔相连；
15.所述总排气管的一端与所述水平部相连，所述总排气管的另一端与所述引气元件相连。
16.根据本实用新型的稀土氧化物生产装置，优选地，所述尾气吸收设备还包括连接管；
17.所述连接管的一端与所述引气元件相连，所述连接管的另一端与所述吸收仓相连。
18.根据本实用新型的稀土氧化物生产装置，优选地，所述煅烧设备还包括保温层，所述保温层设置在所述微波反应腔外；
19.所述保温层上设置有第一开口和第二开口；所述第一竖直部远离所述水平部的一端设置于所述第一开口中，并与所述微波反应腔相连通；所述第二竖直部远离所述水平部的一端设置于所述第二开口中，并与所述微波反应腔相连通。
20.根据本实用新型的稀土氧化物生产装置，优选地，所述煅烧设备还包括第一搅拌单元和第一搅拌驱动单元；
21.所述第一搅拌单元至少一部分设置在所述微波反应腔内，其设置为对微波反应腔内的稀土碳酸盐搅拌；
22.所述第一搅拌驱动单元与所述第一搅拌单元相连，所述第一搅拌驱动单元设置为驱动所述第一搅拌单元转动。
23.根据本实用新型的稀土氧化物生产装置，优选地，所述煅烧设备还包括测温元件，所述测温元件设置于所述微波反应腔上，其设置为测量所述微波反应腔的温度；
24.所述微波反应腔设置有升温段、煅烧段和保温段；所述升温段、煅烧段和保温段上分别至少设置有一个测温元件。
25.根据本实用新型的稀土氧化物生产装置，优选地，所述煅烧设备还包括进料单元和进气管，所述微波反应腔上设置有进料口和进气口；
26.所述进料单元与所述进料口相连，所述进料单元设置为向所述微波反应腔提供稀土碳酸盐；
27.所述进气管与所述进气口相连，所述进气管设置为向所述微波反应腔内充入气体。
28.根据本实用新型的稀土氧化物生产装置，优选地，所述进料单元包括加料仓、供料器和进料电机；
29.所述加料仓与所述进料口相连，其设置为存储稀土碳酸盐；
30.所述供料器与所述加料仓相连，其设置为将加料仓内的稀土碳酸盐输送至所述进料口；
31.所述进料电机与所述供料器相连，其设置为驱动所述供料器运行。
32.根据本实用新型的稀土氧化物生产装置，优选地，所述稀土氧化物生产装置还包括冷却设备，所述微波发射元件外设置有冷却水管；
33.所述冷却设备包括冷却腔，所述冷却腔设置有产物入口和产物出口，所述产物入口与所述微波反应腔相连，所述冷却腔设置为将稀土氧化物冷却；
34.所述冷却腔外设置有冷却水通道，所述冷却水通道上设置有冷却水入口和冷却水出口。
35.根据本实用新型的稀土氧化物生产装置，优选地，所述冷却设备还包括第二搅拌单元和第二搅拌驱动单元；
36.所述第二搅拌单元至少一部分设置在所述冷却腔内，其设置为搅拌冷却腔内的稀土氧化物；
37.所述第二搅拌驱动单元与所述第二搅拌单元相连，其设置为驱动所述第二搅拌单元转动。
38.本实用新型的稀土氧化物生产装置设置有尾气吸收设备，其能够将煅烧产生的尾气吸收。
附图说明
39.图1为本实用新型的一种稀土氧化物生产装置的结构示意图。附图标记如下：
40.11-微波反应腔；12-微波发射元件；13-保温层；14-测温元件；15-进气管；16-第一搅拌单元；17-第一驱动单元；181-加料仓；182-供料器；183-进料电机；2111-第一竖直部；2112-第二竖直部；2113-水平部；212-总排气管；22-引气元件；23-吸收仓；24-连接管；31-冷却腔；32-冷却水通道；33-第二搅拌单元；34-第二搅拌驱动单元。
具体实施方式
41.下面对本实用新型进行更详细的描述，但本实用新型不限于此。
42.本实用新型的稀土氧化物生产装置包括煅烧设备和尾气吸收设备。在某些实施方式中，还包括冷却设备。
43.《煅烧设备》
44.本实用新型的煅烧设备包括微波反应腔和微波发射元件。在某些实施方式中，煅烧设备还包括保温层、测温装置、进气管、第一搅拌单元、第一搅拌驱动单元和进料单元中的一项或多项。
45.微波反应腔设置为容纳稀土碳酸盐，并使稀土碳酸盐分解为稀土氧化物和尾气。微波反应腔可以呈圆柱体结构。微波反应腔可以依次设置有升温段、煅烧段和保温段。这样可以使稀土碳酸盐在不同温度下煅烧。微波反应腔可以设置有进料口、出料口和进气口。进料口靠近第一搅拌驱动单元设置。进气口设置在进料口附近，且设置在进料口远离第一搅拌驱动单元的一侧。出料口设置在微波反应腔远离进料口的一端。升温段设置在靠近进料
口的位置。微波反应腔可以由透波隔热保温材料形成。
46.微波发射元件设置在微波反应腔的外周。微波发射元件向微波反应腔内的稀土碳酸盐提供微波能。微波发射元件可以设置多个。多个微波发射元件可以分散设置在微波反应腔的外周。微波发射元件外可以设置有冷却水管。冷却水管设置为给微波发射元件降温。微波发射元件可以为磁控管。
47.本实用新型的煅烧设备还可以包括有保温层。保温层设置在微波反应腔的外周，其用于对微波反应腔保温。保温层上可以设置有第一开口和第二开口。保温层上可以设置有侧温装置开口。测温装置开口可以设置有多个。升温段、煅烧段和保温段相对应位置上的保温层分别设置至少一个测温装置开口。这样可以对不同的反应段测温。
48.本实用新型的煅烧设备还可以包括有测温装置。测温装置设置于微波反应腔上。测温装置设置为测量微波反应腔的温度。微波反应腔的升温段、煅烧段和保温段分别设置有测温装置。这样可以检测不同反应段的温度。测温装置可以设置于测温装置开口中。测温装置可以与微波反应腔相接触。测温装置可以为热电偶。
49.本实用新型的煅烧设备还可以包括有进气管。进气管与进气口相连。进气管设置为向微波反应腔内充入气体。这样能够使稀土碳酸盐在无氧环境下煅烧。进气管上可以设置有流量计。这样能够控制气体的通入速度。
50.本实用新型的煅烧设备还可以包括有第一搅拌单元。第一搅拌单元的至少一部分设置在微波反应腔内。在某些实施方式中，第一搅拌单元的一部分设置在微波反应腔内，第一搅拌单元的一端设置在微波反应腔外。第一搅拌单元设置为对微波反应腔内的稀土碳酸盐搅拌。第一搅拌单元可以为叶片搅拌桨。这样能够加速稀土碳酸盐在微波反应腔内反应。
51.本实用新型的煅烧设备还可以包括有第一搅拌驱动单元。第一搅拌驱动单元与第一搅拌单元相连。在某些实施方式中，第一搅拌驱动单元与第一搅拌单元设置在微波反应腔外的一端相连。第一搅拌驱动单元设置为驱动第一搅拌单元转动。第一搅拌驱动单元可以为电机。
52.本实用新型的煅烧设备还可以包括有进料单元。进料单元与进料口相连。进料单元设置为向微波反应腔提供稀土碳酸盐。在某些实施方式中，进料单元可以包括加料仓、供料器和进料电机。加料仓与进料口相连，其设置为存储稀土碳酸盐。供料器与加料仓相连，其设置为将加料仓内的稀土碳酸盐输送至进料口。供料器可以为旋转供料器。根据本实用新型的一个实施方式，供料器设置有6片桨叶，相邻两片桨叶之间的夹角为60
°
。这样能够防止微波泄露。进料电机与供料器相连。进料电机驱动供料器运行。
53.《尾气吸收设备》
54.本实用新型的尾气吸收设备包括排气管、引气元件和吸收仓。在某些实施方式中，尾气吸收设备还包括连接管。
55.排气管的一端与微波反应腔相连，排气管的另一端与引气元件相连。在某些实施方式中，排气管包括支排气管和总排气管。支排气管包括第一竖直部、第二竖直部和水平部。第一竖直部的一端与水平部的一端相连，水平部的另一端与第二竖直部的一端相连。第一竖直部远离水平部的一端与微波反应腔相连通。根据本实用新型的一个实施方式，第一竖直部远离水平部的一端设置在第一开口内，且与微波反应腔相连通。第二竖直部远离水平部的一端与微波反应腔相连通。根据本实用新型的一个实施方式，第二竖直部远离水平
部的一端设置在第二开口内，且与微波反应腔相连通。总排气管的一端与水平部相连通。在某些实施方式中，总排气管与水平部的中部相连，并与支排气管相连通。总排气管的另一端与引气元件相连。
56.引气元件与排气管远离微波反应腔的一端相连。引气元件设置为将尾气引入吸收仓中。在某些实施方式中，引气元件与总排气管远离水平部的一端相连。引气元件可以为抽风机。
57.吸收仓与引气元件相连。吸收仓设置为容纳待反应液体，并使尾气与待反应液体反应。这样使煅烧所产生的气体被吸收。例如，煅烧所产生的气体为二氧化碳，吸收仓内的待反应液体可以为氢氧化钠溶液或氨水。
58.本实用新型的尾气吸收设备还可以包括连接管。连接管的一端与引气元件相连，连接管的另一端与吸收仓相连。
59.《冷却设备》
60.本实用新型的冷却设备包括冷却腔、冷却水通道。在某些实施方式中，还包括第二搅拌单元、第二搅拌驱动装置和循环冷却水机中的一项或多项。
61.冷却腔设置有产物入口和产物出口。产物入口与微波反应腔相连。冷却腔设置为使稀土氧化物冷却。
62.冷却水通道设置在冷却腔外周。冷却水通道上可以设置有冷却水入口。冷却水通道上可以设置有冷却水出口。
63.本实用新型的冷却设备还可以包括第二搅拌单元。第二搅拌单元至少一部分设置在冷却腔内。第二搅拌单元设置为搅拌冷却腔内的稀土氧化物。在某些实施方式中，第二搅拌单元的一部分设置在冷却腔内，第二搅拌单元的一端设置在冷却腔外。第二搅拌单元旋转的方向可以与第一搅拌单元旋转的方向相反。第二搅拌单元可以为螺旋搅拌浆。
64.本实用新型的冷却设备还可以包括第二搅拌驱动单元。第二搅拌驱动单元与第二搅拌单元相连。在某些实施方式中，第二搅拌驱动单元与第二搅拌单元设置在冷却腔外的一端相连。第二搅拌驱动单元设置为驱动第一搅拌单元转动。第二搅拌驱动单元为电机。
65.本实用新型的冷却设备还可以包括循环冷却水机。循环冷却水机分别与冷却水通道上的冷却水入口和微波发射元件外设置的冷却水管相连。循坏冷却水机设置为向冷却通道和冷却水管供给冷却水。
66.实施例1
67.图1为本实用新型的一种稀土氧化物生产装置的结构示意图。如图1所示，本实施例的稀土氧化物生产装置包括煅烧设备、尾气吸收设备和冷却设备。
68.煅烧设备包括微波反应腔11、微波发射元件12、保温层13、测温元件14、进气管15、第一搅拌单元16、第一搅拌驱动单元17和进料单元。
69.微波反应腔11容纳稀土碳酸盐并使其煅烧分解为稀土氧化物和尾气。微波反应腔11可以呈圆柱体结构。微波反应腔11可以由透波隔热保温材料形成。微波反应腔11依次设置有升温段、煅烧段和保温段。这样可以使稀土碳酸盐在不同温度下煅烧。微波反应腔11设置有进料口、出料口和进气口。
70.保温层13设置在微波反应腔11的外周。保温层13上设置有第一开口、第二开口和测温元件开口。升温段、煅烧段和保温段相对应的位置上的保温层13分别至少设置一个测
温元件开口。
71.微波发射元件12设置在微波反应腔11的外周，向微波反应腔11内的稀土碳酸盐提供微波能。微波发射元件12为多个，其分散设置在微波反应腔11的外周。微波发射元件12外设置有冷却水管(图未示)。微波发射元件12可以为磁控管。
72.测温元件14设置有多个。多个测温元件14分别设置于不同的测温元件开口中，并与微波反应腔11相接触。测温元件14测量微波反应腔11各反应段的温度。本实施例中，测温元件14为热电偶。
73.进气管15与进气口相连，向微波反应腔11内充入气体。这样能够使稀土碳酸盐在无氧环境下煅烧。进气管15上设置有流量计(图未示)。这样能够控制气体的通入速度。
74.第一搅拌单元16的一部分设置在微波反应腔11内，第一搅拌单元16的一端设置有微波反应腔11外。第一搅拌单元16对微波反应腔11内的稀土碳酸盐搅拌。这样能够加速稀土碳酸盐在微波反应腔11内反应。第一搅拌单元16可以为叶片搅拌桨。
75.第一搅拌驱动单元17与第一搅拌单元16设置在微波反应腔11外的一端相连，驱动第一搅拌单元16转动。第一搅拌驱动单元17为电机。
76.进料单元包括加料仓181、供料器182和进料电机183。加料仓181与进料口相连，用于存储稀土碳酸盐。供料器182与加料仓181相连，用于将加料仓内181的稀土碳酸盐输送至进料口。供料器182为旋转供料器。供料器182设置有6片桨叶，相邻两片桨叶之的夹角为60
°
。这样能够防止微波泄露。进料电机183与供料器182相连，其设置为驱动供料器182运行。
77.尾气吸收设备包括排气管、引气元件22、吸收仓23和连接管24。
78.排气管包括支排气管和总排气管212。支排气管包括第一竖直部2111、第二竖直部2112和水平部2113。第一竖直部2111的一端与水平部2113的一端相连。水平部2113的另一端与第二竖直部2112的一端相连。第一竖直部2111远离水平部2113的一端设置于第一开口中，并与微波反应腔11相连通。第二竖直部2112远离水平部2113的一端设置于第二开口中，并与微波反应腔11相连通。总排气管212的一端与水平部2113的中部相连，并与支排气管相连通。
79.引气元件22与总排气管212远离第一水平部2113的一端相连，其设置为将尾气引入吸收仓23中。引气元件22为抽风机。
80.连接管24的一端与引气元件22相连。吸收仓23与连接管24的另一端相连。吸收仓容纳待反应液体，并使尾气与待反应液体反应。这样使稀土碳酸盐煅烧产生的气体被吸收。
81.冷却设备包括冷却腔31、冷却水通道32、第二搅拌单元33、第二搅拌驱动单元34和循环冷却水机(图未示)。
82.冷却腔31设置有产物入口和产物出口。产物入口与微波反应腔11的出料口相连。冷却腔31设置为使稀土氧化物冷却。
83.冷却水通道32设置在冷却腔31的外周。冷却水通道32上设置有冷却水入口和冷却水出口。
84.循环冷却水机与冷却水入口和冷却水管相连，向冷却水通道32和冷却水管供给冷却水。
85.第二搅拌单元33的一部分设置在冷却腔31内，用于搅拌冷却腔31内的稀土氧化
物。第二搅拌单元33的一端设置在冷却腔31外。第二搅拌单元33旋转的方向与第一搅拌单元16旋转的方向相反。第二搅拌单元33为螺旋搅拌桨。
86.第二搅拌驱动单元34与第二搅拌单元33设置在冷却腔31外的一端相连，以驱动第二搅拌单元转动。第二搅拌驱动单元34为电机。
87.本实用新型并不限于上述实施方式，在不背离本实用新型的实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本实用新型的范围。