本發(fā)明涉及IPC分類中的C01B9/00制備鹵化物的一般方法或B65D用于物件或物料貯存或運(yùn)輸?shù)娜萜髟O(shè)備或裝置，屬于一種用于硝酸鹽性能強(qiáng)化的裝置，尤其是高溫液態(tài)硝酸鹽的凈化及性能強(qiáng)化熔鹽罐。

背景技術(shù)：

在本申請(qǐng)日前中國(guó)公布的首批太陽(yáng)能熱發(fā)電項(xiàng)目中，有超過(guò)半數(shù)的電站采用了solar salt熔鹽作為傳熱儲(chǔ)熱工質(zhì)。熔鹽即熔融鹽簡(jiǎn)稱，是指無(wú)機(jī)鹽在高溫下融化形成的離子熔體，具有優(yōu)異的傳熱蓄熱性能。由于工藝簡(jiǎn)單、成本低，簡(jiǎn)單的硝酸鹽熔鹽Solar salt(NaNO3-KNO3，60-40wt.％)、Hitec(NaNO3-KNO3-NaNO2，7-53-40wt.％)，是市場(chǎng)上最早出現(xiàn)的熔鹽產(chǎn)品。但是，熔鹽在應(yīng)用中本身也存在技術(shù)問(wèn)題，主要包括由于熔鹽腐蝕性強(qiáng)導(dǎo)致的材料腐蝕問(wèn)題，以及熔鹽高溫下的不穩(wěn)定性所產(chǎn)生體積損失和表面損失帶來(lái)的系統(tǒng)不穩(wěn)定性和安全運(yùn)行問(wèn)題等。因此，解決熔鹽的強(qiáng)腐蝕性與高溫?zé)岱€(wěn)定性是熔鹽在太陽(yáng)能熱發(fā)電等新能源領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)難題之一。

現(xiàn)有解決方案基本圍繞熔鹽純度、材料選擇與系統(tǒng)設(shè)計(jì)三個(gè)方面展開(kāi)。目前，熔鹽純度的控制，更多地通過(guò)傳統(tǒng)常溫水法純化的方式實(shí)現(xiàn)。硝酸鹽作為傳熱儲(chǔ)熱工質(zhì)是在高溫環(huán)境下工作的，在使用過(guò)程中，會(huì)有各類腐蝕性雜質(zhì)進(jìn)入硝酸鹽。這些腐蝕性雜質(zhì)會(huì)導(dǎo)致硝酸鹽的穩(wěn)定性下降，腐蝕性增強(qiáng)，最終導(dǎo)致其傳熱儲(chǔ)熱性能發(fā)生變化。針對(duì)這些情況，在高溫條件下對(duì)高溫液態(tài)硝酸鹽進(jìn)行凈化與性能強(qiáng)化就顯得尤為重要，但此類裝置與方法很少。

中國(guó)專利申請(qǐng)201620883954.6公開(kāi)了用于高純氟鹽凈化設(shè)備的鼓泡氣路系統(tǒng)，具體地，本實(shí)用新型的鼓泡氣路系統(tǒng)，包括：凈化氣氣源；作為來(lái)自所述凈化氣氣源的凈化氣體與熔鹽中的雜質(zhì)的反應(yīng)場(chǎng)所的坩堝；布置在所述坩堝內(nèi)，并與所述凈化器氣源流體連通，從而用于將來(lái)自所述凈化氣氣源的凈化氣體引入所述坩堝中與熔鹽中的雜質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)的凈化氣管以及設(shè)置于在所述凈化氣管的氣路上并有用于控制所述凈化氣管的氣流量的流量控制元件。本實(shí)用新型的鼓泡氣路系統(tǒng)反應(yīng)效率高，反應(yīng)充分，可以有效地去除熔鹽中的雜質(zhì)，得到高純度的氟化鹽溶體。

作為改進(jìn)技術(shù)措施之一，該專利中熔鹽凈化設(shè)備采用鼓泡反應(yīng)器結(jié)構(gòu)，鼓泡反應(yīng)器是以液相為連續(xù)相，氣相為分散相的氣液反應(yīng)器。有槽型鼓泡反應(yīng)器、鼓泡管式反應(yīng)器、鼓泡塔等多種結(jié)構(gòu)型式，其中鼓泡塔應(yīng)用最廣。液體分批加入，氣體連續(xù)通入的稱為半連續(xù)操作鼓泡塔。連續(xù)操作的鼓泡塔氣體和液體連續(xù)加入，流動(dòng)方向可以為向上并流或逆流。鼓泡塔多為空塔，一般在塔內(nèi)設(shè)有擋板，以減少液體返混；為加強(qiáng)液體循環(huán)和傳遞反應(yīng)熱，可設(shè)外循環(huán)管和塔外換熱器。鼓泡塔中也可設(shè)置填料來(lái)增加氣液接觸面積減少返混。氣體一般由環(huán)形氣體分散器、單孔噴嘴、多孔板等分散后通入。氣體鼓泡通過(guò)含有反應(yīng)物或催化劑的液層以實(shí)現(xiàn)氣液相反應(yīng)過(guò)程的反應(yīng)器。鼓泡器是一種利用壓縮空氣或蒸汽的攪拌器。鼓泡器當(dāng)將壓縮空氣或蒸汽通入液體時(shí)，就因鼓泡而發(fā)生攪拌作用。當(dāng)該液體需要加熱時(shí)，通入蒸汽更為恰當(dāng)。置于液體中的起泡器，通常由水平的直管或環(huán)形管組成，管上有3-6毫米的小孔，壓縮空氣或蒸汽由孔中逸出時(shí)即鼓泡攪拌液體。

現(xiàn)有技術(shù)對(duì)解決前述問(wèn)題缺少有效的技術(shù)措施，已有的采用鼓泡器凈化設(shè)備簡(jiǎn)單，雖然適用于化學(xué)腐蝕性強(qiáng)的液體，但攪拌效率低，消耗動(dòng)力多，且須注意液體不與空氣或蒸汽發(fā)生作用，以免引起損失。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種高溫液態(tài)硝酸鹽的凈化及性能強(qiáng)化熔鹽罐，提高硝酸鹽高溫?zé)岱€(wěn)定性，降低硝酸鹽腐蝕性，以解決高溫液態(tài)硝酸鹽的凈化與性能強(qiáng)化問(wèn)題。

本發(fā)明的目的將通過(guò)以下技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)：包括液態(tài)熔鹽進(jìn)口、罐體、攪拌槳、過(guò)濾板、鼓泡器、添加劑進(jìn)料口、氣體出口、液態(tài)熔鹽出口、采樣口和中空攪拌桿；罐體上部右側(cè)外壁上安裝液態(tài)熔鹽進(jìn)口，罐體內(nèi)部水平安裝過(guò)濾板，罐體頂部左側(cè)安裝添加劑進(jìn)料口，罐體頂端左側(cè)安裝氣體出口，罐體底部外壁左側(cè)安裝液態(tài)熔鹽出口，而且，液態(tài)熔鹽出口上安裝采樣口，罐體頂部中間向罐體安裝有中空攪拌桿，中空攪拌桿下端位于過(guò)濾板上側(cè)并安裝攪拌槳，中空攪拌桿下端連接鼓泡器，鼓泡器向下穿過(guò)過(guò)濾板。熔鹽凈化過(guò)程包括：開(kāi)始熔鹽，熔鹽溫度280℃，通干燥空氣，流量5L/min，時(shí)間10小時(shí)；然后，熔鹽溫度350℃，鼓泡器5通入高純二氧化碳，流量3L/min，時(shí)間18小時(shí)；最后，熔鹽溫度300℃，鼓泡器5通入高純氮?dú)?，流?L/min，時(shí)間10小時(shí)；熔鹽溫度450℃，添加劑的加入，添加劑加入量為處理熔鹽質(zhì)量的0.5％；以上過(guò)程中，攪拌槳3在鼓泡器5通氣同時(shí)攪拌，攪拌速率15-200轉(zhuǎn)/分。

尤其是，過(guò)濾板安裝在罐體內(nèi)下部即總高1/3處。

尤其是，鼓泡器下端開(kāi)口在罐體內(nèi)底部。

尤其是，罐體頂部向罐體內(nèi)下穿安裝測(cè)溫儀，測(cè)溫儀下端處于攪拌槳上側(cè)。

尤其是，中空攪拌桿上端伸出罐體頂部部分與電機(jī)的主軸傳動(dòng)連接，并在連接部位外側(cè)安裝磁力密封。

尤其是，罐體2底部安裝排污口。

尤其是，罐體整體外殼做保溫層。

尤其是，鼓泡器為2管以上的多管鼓泡器。

尤其是，罐體長(zhǎng)徑比1：3-1：5；過(guò)濾板孔徑1-3mm，過(guò)濾板厚度10-15mm。攪拌槳與過(guò)濾板垂直距離50mm。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和效果：通過(guò)將攪拌槳與鼓泡器以協(xié)調(diào)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)置，通過(guò)在高溫熔融狀態(tài)下的鼓泡、攪拌、過(guò)濾與加入添加劑等手段，實(shí)現(xiàn)高硝酸鹽凈化的功能，熔鹽脫雜凈化率高于97％，提高硝酸鹽高溫?zé)岱€(wěn)定性，降低硝酸鹽腐蝕性。攪拌均質(zhì)時(shí)間短，節(jié)能環(huán)保安全效率高。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記包括：

液態(tài)熔鹽進(jìn)口1、罐體2、攪拌槳3、過(guò)濾板4、鼓泡器5、測(cè)溫儀6、電機(jī)7、進(jìn)氣管8、添加劑進(jìn)料口9、氣體出口10、液態(tài)熔鹽出口11、采樣口12、排污口13、保溫層14、磁力密封15、中空攪拌桿16。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明原理在于，罐體內(nèi)的硝酸鹽達(dá)到特定液位后，通過(guò)鼓泡器開(kāi)始通入空氣、二氧化碳等、氮?dú)獾雀黝惛邷貧怏w，去除熔鹽中的水、Al、Mg、Fe等雜質(zhì)，凈化過(guò)程中產(chǎn)生的不溶物沉積在罐體底部。

本發(fā)明包括：液態(tài)熔鹽進(jìn)口1、罐體2、攪拌槳3、過(guò)濾板4、鼓泡器5、添加劑進(jìn)料口9、氣體出口10、液態(tài)熔鹽出口11、采樣口12和中空攪拌桿16。

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例1：如附圖1所示，罐體2上部右側(cè)外壁上安裝液態(tài)熔鹽進(jìn)口1，罐體2內(nèi)部水平安裝過(guò)濾板4，罐體2頂部左側(cè)安裝添加劑進(jìn)料口9，罐體2頂端左側(cè)安裝氣體出口10，罐體2底部外壁左側(cè)安裝液態(tài)熔鹽出口11，而且，液態(tài)熔鹽出口11上安裝采樣口12，罐體2頂部中間向罐體2安裝有中空攪拌桿16，中空攪拌桿16下端位于過(guò)濾板4上側(cè)并安裝攪拌槳3，中空攪拌桿16下端連接鼓泡器5，鼓泡器5向下穿過(guò)過(guò)濾板4。

前述中，過(guò)濾板4安裝在罐體2內(nèi)下部即總高1/3處。

前述中，鼓泡器5下端開(kāi)口在罐體2內(nèi)底部。

前述中，罐體2頂部向罐體2內(nèi)下穿安裝測(cè)溫儀6，測(cè)溫儀6下端處于攪拌槳3上側(cè)。

前述中，中空攪拌桿16上端伸出罐體2頂部部分與電機(jī)7的主軸傳動(dòng)連接，并在連接部位外側(cè)安裝磁力密封15。

前述中，罐體2底部安裝排污口13，處理過(guò)程中產(chǎn)生的固體不溶物排放到。

前述中，鼓泡器5為2管以上的多管鼓泡器，比如5管鼓泡器。

本實(shí)施例中，罐體2整體外殼做保溫層14。過(guò)濾板4可更換。罐體2長(zhǎng)徑比1：3-1：5；過(guò)濾板4孔徑1-3mm，過(guò)濾板4厚度10-15mm。攪拌槳3與過(guò)濾板4垂直距離50mm。

在本實(shí)施例中，熔鹽凈化過(guò)程包括：開(kāi)始熔鹽，熔鹽溫度280℃，通干燥空氣，流量5L/min，時(shí)間10小時(shí)；然后，熔鹽溫度350℃，鼓泡器5通入高純二氧化碳，流量3L/min，時(shí)間18小時(shí)；最后，熔鹽溫度300℃，鼓泡器5通入高純氮?dú)?，流?L/min，時(shí)間10小時(shí)；熔鹽溫度450℃，添加劑的加入，添加劑加入量為處理熔鹽質(zhì)量的0.5％；以上過(guò)程中，攪拌槳3通氣同時(shí)攪拌，攪拌速率15-200轉(zhuǎn)/分。

本發(fā)明工作時(shí)，打開(kāi)液態(tài)熔鹽進(jìn)口1，高溫熔鹽進(jìn)入罐體2內(nèi)；罐體2內(nèi)的硝酸鹽達(dá)到特定液位后，通過(guò)鼓泡器5開(kāi)始向罐體2內(nèi)通入空氣、二氧化碳等、氮?dú)獾雀黝惛邷貧怏w，這些氣體從硝酸鹽高溫熔鹽中的下部溢出并向上鼓起氣泡，去除熔鹽中的水、Al、Mg、Fe等雜質(zhì)，凈化過(guò)程中產(chǎn)生的不溶物沉積在罐體2底部，從硝酸鹽高溫熔鹽中上涌出氣體由氣體出口10引出罐體2，通氣結(jié)束后，開(kāi)始由添加劑進(jìn)料口9向罐體2內(nèi)加入添加劑。利用熔鹽高溫熔融固體添加劑，通過(guò)攪拌槳3攪拌，使添加劑與硝酸鹽充分混合反應(yīng)。過(guò)濾板4阻止未熔融的添加劑混入下方硝酸鹽中。通過(guò)采樣口12對(duì)樣品取樣，進(jìn)行分析檢測(cè)。液態(tài)熔鹽出口11，放空熔鹽罐。打開(kāi)排污口13，從罐體2內(nèi)將沉積的固液廢物排放到儲(chǔ)罐中。