一种高温电解反应和熔盐溶液自动收集系统的制作方法

本发明涉及热工设备，尤其涉及一种高温电解反应和熔盐溶液自动收集系统。

背景技术：

1、由于高纯金属具备高纯净度的特点，其物化性能优异，往往被应用于高精尖产品的制造。然而在自然界中，很多金属是以化合物形式存在的，需要通过高温提纯装置来提取有用的金属。现有技术资料表明国内外成套的高温提纯系统加热炉信号采集系统多为分布式控制系统dcs，集成厂家众多，联锁控制形式多样，集成系统复杂且造价高昂，金属材料析出效率低。

2、另外，现有的高温电解提纯系统，自动化程度低，提纯过程中需要人工参与的工作较多，例如人工监控温度、搬运反应盖体、阴极组件；同时，反应之后人工收集反应产物，无法实现自动化收集，同时人工收集时由于反应温度高，存在较大的安全隐患，因此亟需一种自动化程度高、安全性高的高温电解反应和熔盐溶液自动收集系统。

技术实现思路

1、鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种高温电解反应和熔盐溶液自动收集系统，用以解决现有有高温电解提纯反应和熔盐溶液自动收集系统复杂且造价高昂、金属材料析出效率低、自动化程度低、安全性低的问题。

2、本发明实施例提供了一种高温电解反应和熔盐溶液自动收集系统，所述系统包括：电解提取反应装置、熔盐收集装置、熔盐加热传输装置、刮刀收集装置、运动模组以及主控制柜；

3、主控制柜内设有可编程逻辑控制器plc，用于对刮刀收集装置、运动模组进行控制；

4、所述电解提取反应装置用于提供电解和熔盐工艺反应场所；所述熔盐收集装置用于收集电解反应后熔盐溶液；所述电解提取反应装置与熔盐收集装置之间设置有熔盐加热传输装置，用于将电解提取反应装置中电解反应后的熔盐溶液传输至熔盐收集装置；

5、所述运动模组用于在电解反应前将电解提取反应装置中的阴极组件放入电解提取反应装置，电解反应后将阴极组件移动至刮刀收集装置；所述刮刀收集装置用于收集阴极组件上的反应产物。

6、进一步的，所述系统还包括手套箱；所述电解提取反应装置和熔盐收集装置的颈部均通过环形法兰与手套箱下底连接，使电解提取反应装置和熔盐收集装置顶部开口置于手套箱体内部；所述刮刀收集装置和运动模组位于手套箱内部；

7、所述手套箱中冲入氩气，用于电解反应和提取过程中隔绝空气。

8、进一步的，所述电解提取反应装置包括：炉体组件、炉盖组件、加热炉；

9、所述炉体组件包括保护罐和反应罐；所述保护罐套设在反应罐外部；

10、反应罐内部还设置有一个熔盐析出管，用于将反应后熔盐溶液传输至熔盐收集装置；

11、所述加热炉包围着保护罐的侧面和底部；

12、所述炉盖组件包括电解炉盖组件、提取炉盖组件；

13、所述电解炉盖组件、提取炉盖组件均包括阴极组件、阳极组件；提取炉盖组件还包括提取搅拌组件。

14、进一步的，所述熔盐加热传输装置中设置有卡套管、加热带、高温球阀、保温层、测温热偶；

15、所述加热带包围着卡套管；加热带上设置有多个测温热偶；所述保温层设置在加热带外侧，所述高温球阀设置在卡套管中。

16、进一步的，所述熔盐收集装置包括收集罐、保温盖、收集法兰、加热炉；

17、收集罐上设置有保温盖，保温盖上方连接收集法兰；

18、保温盖和收集法兰上设有一锥形孔，用于接收反应后熔盐溶液；

19、所述收集罐用于容纳收集反应后的熔盐溶液；

20、加热炉包围着收集罐的侧面和底部。

21、进一步的，所述系统还包括真空装置；所述收集法兰上设置有真空孔，真空装置通过真空管道连接真空孔。

22、进一步的，所述手套箱内部还设置有小天车和支撑装置；

23、所述支撑装置用于支撑炉盖组件；

24、所述小天车通过滑轨安装在手套箱顶部；

25、所述小天车下端带有钩子，用于实现炉盖组件在支撑装置和反应罐之间的运输。

26、进一步的，所述系统还包括氩气装置；所述氩气装置包括氩气罐和氩气充气管道；电解提取反应装置的盖体上设置有氩气充气孔和盲孔；

27、氩气罐通过氩气充气管道连接至氩气充气孔上，打开盲孔，开启氩气阀门，可将电解提取反应装置内空气置换成氩气。

28、进一步的，所述系统还包括水冷装置；水冷装置包括水冷机、多路冷水管道、水冷弯管、水冷环；所述水冷弯管位于电解炉盖内部；所述水冷环位于电解提取反应装置反应罐上部和熔盐收集装置收集罐上部；所述水冷机连接有多路冷水管道；所述多路冷水管道分别连接至水冷弯管和水冷环；水冷环用于对加热炉恒温保温以及试验结束后的降温。

29、进一步的，所述系统还设有贯穿组件；贯穿组件包括维修法兰、电信号接口、水压计、水阀门、氩气气压计、氩气阀门、真空计和真空阀门，实现水、电、气贯穿和检维修；

30、所述电信号接口焊接在维修法兰上，维修法兰通过螺钉安装在手套箱侧壁外部；水压计、水阀门位于手套箱侧壁外的多路冷水管道上；氩气气压计、氩气阀门位于手套箱侧壁外的氩气充气管道上；所述真空计和真空阀门位于手套箱侧壁外的真空管道上；

31、所述电信号接口连接着加热炉电源、加热带电源、阳极组件电解电源、阴极组件电解电源、电机供电电源；所述维修法兰上设有可开闭的空气出气口，用于在手套箱充入氩气同时排出空气。

32、与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

33、1、本发明以全自动电子化流程方式降低现场及人员的参与度，因此降低了安全隐患，降低制造成本，提高产物析出效率，进而提升生产能力。

34、2、本发明能够实现涉及温度测量控制、压力测量、运动部件的控制、系统能够将上述数据反馈至控制台以节省成本、时间和空间等优点。

35、3、本发明能够实现加热炉在380v三相工作电压，电解反应最大工作电流400a条件下工作，电解提取反应温度最高600℃，针对不同待提取物质，采用可灵活设置的工作条件来进行物质的提取和废液收集，适用范围广。

36、4、电解反应完成后，通过设置在电解提取反应装置与熔盐收集装置之间的熔盐加热传输装置和真空装置，可自动实现熔盐的收集。

37、5、本发明在密闭反应环境中冲入氩气，反应环境不易氧化；本发明采用水冷环降温循环是为了防止高温情况下产生水垢或其他影响导致管路堵塞，水冷装置可防止反应罐爆炸，因此进一步提升了安全系数。

38、6、本发明设置有贯穿组件，电信号接口、水压计、水阀门、氩气气压计、氩气阀门、真空计和真空阀门置于密封手套箱之外，出现故障时仅需要对电信号接口进行检测或是查看水压计、真空计等部件即可实现故障排查，无需打开手套箱，检测维修方便、操作简单。

39、本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。