:本技术涉及一种快速去除无机盐中含的结晶水的装置,更具体地说是一种红外加热去除无机盐中结晶水的装置,可应用于精细化工、制药、橡塑助剂等行业。
背景技术
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背景技术:
1、结晶水是以化学键结合在无机盐晶体内的水分子。无机盐包含的结晶水的结合稳定程度不同,比如5水合亚磷酸钠分别在50、120、170摄氏度下失去部分结晶水。
2、一般的对容器壁进行加热的方式属于传导加热,其效率低的主要原因是只有贴近容器壁的结晶水才能分离,但分离出来的水在逃逸时又被周围较冷的液体重新吸收。只有靠近容器壁的液体温度升高很快,形成汽泡后才能脱离出来,但这样的加热条件又会造成大量的喷溅,不能安全地生产。
3、出于分析提纯或使用性能的需要,工业上有时需要去除掉结晶水,得到无水盐。常用的方法有加热干燥、真空辅助干燥、萃取等方法。其中萃取法因为要加入其他的萃取介质,在工业生产上很难实现。通过加热到一定温度使水分子脱离是主要方法。这种方法面临的主要问题是许多无机盐在升温后会溶解到自身释放的结晶水中,形成高沸点的溶液,水分挥发的效率非常低。同时,在加热蒸发时,往外出现结皮现象,即液面表层的水挥发后,形成致密的固态膜,阻止水分的挥发。真空辅助干燥有助于降低加热温度,但仅适用于游离状态的水,对结合状态的水分子没有作用,也不能解决表面结皮的现象。
4、因此需要寻找一种清洁、高效的方法,实现无机盐快速脱出结晶水的装置。
技术实现思路
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技术实现要素:
1、本实用新型的目的是针对现有技术的不足之处,提供一种改进的利用红外加热去除无机盐中结晶水的装置。
2、本实用新型的技术解决措施如下:
3、一种红外加热去除无机盐中结晶水的装置,包括容器,所述容器外包覆有具有加热功能的隔套,所述容器中装设有搅拌装置;所述容器中装有水合无机盐溶液,且搅拌装置浸没在水合无机盐溶液中;所述容器的开口朝上,容器的上方装设有红外加热器,所述红外加热器的辐射面朝下,所述红外加热器与容器之间设有间隙,间隙能够使水气排放。
4、作为优选,所述容器为方形结构或圆柱形结构的不锈钢容器,所述隔套的上端面低于容器的上端面,且隔套的上端面高于水合无机盐溶液的上端面,所述隔套通过导热加热方法让水合无机盐溶液保持低于其沸腾的温度。
5、作为优选,所述搅拌装置包括驱动组件和通过驱动组件驱动运动的搅拌组件,所述驱动组件装设于容器外部,驱动组件的驱动电机连接减速器,减速器的输出轴穿过容器连接着搅拌组件,所述搅拌组件包括旋转轴和装于旋转轴上的旋转叶片,所述旋转叶片对称分布于旋转轴的外侧面,旋转叶片设置有2~4组。
6、作为优选,所述红外加热器通过可伸缩调节支架设置在容器的上方,红外加热器相对于容器的间隙可调节,以能够适应不同高度的溶液的红外线照射。
7、作为优选,所述红外加热器为均布在容器上方的多组红外加热灯,多组红外加热灯安装在支撑板的底部,所述支撑板装在可伸缩调节支架上。
8、本实用新型由于采用了以上的技术方案,具有以下有益效果:
9、本实用新型采用红外加热,红外加热属于辐射加热,当被照射材料的某些化学键的振动频率与红外线的频率接近时,即产生共振,吸收红外辐射而升温。结晶水的o-h键振动频率对应的是波长为1~6微米的红外线,而常用金属容器对这个波段的红外线吸收较小。因此,红外线适合对含结晶水的无机盐进行加热。另外红外加热是非接触加热,从液体表面分离出来的结晶水能直接排放掉,避免了热量虚耗。
10、本实用新型在加热容器上方增加一个或多个能及时排气的红外加热灯,用于对容器的水合无机盐溶液的液面进行直接加热。隔套对容器加热温度设置在无机盐溶液的沸点附近,同时容器内部设有缓慢的搅拌装置。液体表面因为跟空气直接接触,便于水分子的逃逸,因此形成一层含水量少的薄膜,即结皮。红外线穿过薄膜,对其下方的液体加热,使薄膜下面的液体快速释放水分,形成均匀的小汽泡,小汽泡冲破薄膜而释放水分到空气中。薄膜破碎后下方液面重新成膜,然后再次破裂。由于这个作用,液面呈现堆积的絮状,显著增加了与空气的接触面积,从而提高了水分挥发的速度。
11、随着蒸发的进行,表面将逐渐积累起不再溶解的固体无机盐料层。通过容器内部的缓慢的搅拌装置,可以及时把过量的固体带回液体内部,让液面保持高效的沸腾状态。隔套对容器壁的加热为液体提供结晶水分离所需要的基础能量,但不让液体内部温度过高以至于发生危险的喷溅情况。
12、当结晶水蒸发到低于无机盐的溶解度时,无机盐固体逐渐析出,直到形成半干的颗粒状。此时因为水分能够从材料内部透射出来,就可以切换到常规的容器加热或者真空辅助加热,以避免某些死角长时间受辐射加热产生过热。
1.一种红外加热去除无机盐中结晶水的装置,包括容器,所述容器外包覆有具有加热功能的隔套,其特征在于:所述容器中装设有搅拌装置;所述容器中装有水合无机盐溶液,且搅拌装置浸没在水合无机盐溶液中;所述容器的开口朝上,容器的上方装设有红外加热器,所述红外加热器的辐射面朝下,所述红外加热器与容器之间设有间隙,间隙能够使水气排放。
2.根据权利要求1所述的一种红外加热去除无机盐中结晶水的装置,其特征在于:所述容器为方形结构或圆柱形结构的不锈钢容器,所述隔套的上端面低于容器的上端面,且隔套的上端面高于水合无机盐溶液的上端面,所述隔套通过导热加热方法让水合无机盐溶液保持低于其沸腾的温度。
3.根据权利要求1所述的一种红外加热去除无机盐中结晶水的装置,其特征在于:所述搅拌装置包括驱动组件和通过驱动组件驱动运动的搅拌组件,所述驱动组件装设于容器外部,驱动组件的驱动电机连接减速器,减速器的输出轴穿过容器连接着搅拌组件,所述搅拌组件包括旋转轴和装于旋转轴上的旋转叶片,所述旋转叶片对称分布于旋转轴的外侧面,旋转叶片设置有2~4组。
4.根据权利要求1所述的一种红外加热去除无机盐中结晶水的装置,其特征在于:所述红外加热器通过可伸缩调节支架设置在容器的上方,红外加热器相对于容器的间隙可调节,以能够适应不同高度的溶液的红外线照射。
5.根据权利要求4所述的一种红外加热去除无机盐中结晶水的装置,其特征在于:所述红外加热器为均布在容器上方的多组红外加热灯,多组红外加热灯安装在支撑板的底部,所述支撑板装在可伸缩调节支架上。
