用于还原金属氧化物粉末的反应器、方法技术

本发明专利技术实施例公开了用于还原金属氧化物粉末的反应器和方法；反应器包括：反应器壳体，反应器壳体的底部设置有进气口，顶部开口；第一多孔板，设置在反应器壳体内部，第一多孔板与其下方的反应器壳体之间形成第一气仓；第一多孔板上设置有多个第一通孔；第二多孔板，设置在反应器壳体内部，位于第一多孔板上方；第二多孔板与第一多孔板之间形成第二气仓；第二多孔板上方形成放置金属氧化物粉末的物料仓；其中，第二多孔板上设置有多个第二通孔，第二通孔中设置有气嘴；气嘴具有内部空腔和形成所述内部空腔的壁；内部空腔的进口设置与第二气仓连通，壁上设置有气孔，气孔位于第二多孔板上方，且气孔的进气端口高于出气端口。且气孔的进气端口高于出气端口。且气孔的进气端口高于出气端口。

【技术实现步骤摘要】
用于还原金属氧化物粉末的反应器、方法


[0001]本专利技术属于粉末冶金
，具体涉及用于还原金属氧化物粉末的反应器、方法。

技术介绍

[0002]气固还原制备金属粉体是常见的传统冶金工艺。目前，国内外普遍以传统舟皿式坩埚进行气固反应制备金属粉体。传统气固还原反应舟皿为方形敞口不锈刚或氧化铝材质，还原性气体依靠单一扩散方式进入物料与之发生反应。这适用于大多数粉体制备，然而，由于传统反应舟皿的限制，物料层厚度需控制在20～30mm以内，避免因物料层过厚气体无法充分扩散至物料内部。以工业氢还原三氧化钼为例，首先氢气在厚度30mm的MoO3料层中扩散，450～600℃下得到中间产物MoO2、Mo4O
11
和副产物水蒸气；将中间产物锤破筛分后于850～1050℃下继续还原，最终获得钼粉。生产过程中，氢气流经三氧化钼料层上方，通过扩散与下方的三氧化钼物料接触并发生化学反应，生成的水蒸气向上扩散离开反应界面，最终与过剩氢气从还原炉另一端流出。氢气扩散和水蒸气逸出方向相反，相互阻碍，还原速率慢，水蒸气分压随料层厚度呈梯度变化从而使钼粉的颗粒度大小和氧含量也随料层厚度呈现梯度变化，造成整体钼粉的粒度不均匀、氧含量高。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，一方面，一些实施例公开了用于还原金属氧化物粉末的反应器，反应器包括：
[0004]反应器壳体，反应器壳体的底部设置有进气口，顶部开口；
[0005]第一多孔板，设置在反应器壳体内部，第一多孔板与其下方的反应器壳体之间形成第一气仓；第一多孔板上设置有多个第一通孔；
[0006]第二多孔板，设置在反应器壳体内部，位于第一多孔板上方；第二多孔板与第一多孔板之间形成第二气仓；第二多孔板上方形成放置金属氧化物粉末的物料仓；
[0007]其中，第二多孔板上设置有多个第二通孔，第二通孔中设置有气嘴；气嘴具有内部空腔和形成所述内部空腔的壁；内部空腔的进口设置与第二气仓连通，壁上设置有气孔，气孔位于第二多孔板上方，且气孔的进气端口高于出气端口。
[0008]进一步，一些实施例公开的用于还原金属氧化物粉末的反应器，气嘴与第二通孔之间可拆卸连接。
[0009]一些实施例公开的用于还原金属氧化物粉末的反应器，气孔的直径为2～3mm。
[0010]一些实施例公开的用于还原金属氧化物粉末的反应器，气嘴为圆柱形气帽，圆柱形气帽的一端封闭，另一端开口；圆柱形气帽的开口端具有与第二通孔适配的连接结构；圆柱形气帽的侧壁上设置有多个气孔。
[0011]一些实施例公开的用于还原金属氧化物粉末的反应器，气嘴为圆台形气帽，圆台形气帽的大直径端封闭，小直径端开口；圆台形气帽的开口端具有与第二通孔适配的连接
结构；圆台形气帽的侧壁上设置有多个气孔。
[0012]一些实施例公开的用于还原金属氧化物粉末的反应器，气嘴包括：
[0013]气管，其第一端具有与第二通孔适配的连接结构；
[0014]盖帽，套设在气管的第二端，盖帽与气管之间设置有气孔。
[0015]进一步，一些实施例公开的用于还原金属氧化物粉末的反应器，气嘴的盖帽为圆筒形，圆筒形盖帽开口向下套设在气管的第二端，盖帽的内径大于气管的外径。
[0016]一些实施例公开的用于还原金属氧化物粉末的反应器，盖帽为球面形，球面形盖帽开口向下套设在气管的第二端，盖帽的开口直径大于气管的直径。
[0017]另一方面，一些实施例公开了用于还原金属氧化物粉末的方法，在用于还原金属氧化物粉末的反应器放置金属氧化物粉末原料进行反应，具体包括：
[0018]金属氧化物粉末原料放置在反应器中的物料仓中，在第二多孔板上形成具有设定厚度的物料层，物料层的厚度大于气嘴的高度；
[0019]反应器壳体的进气口设置连通反应气体；
[0020]在设定条件下反应时，反应气体从进气口进入第一气仓，然后进入第二气仓，进一步通过气嘴进入物料层中，反应气体在物料层中扩散、与物料层中的金属氧化物粉末反应，生成预期产物。
[0021]本专利技术实施例公开的用于还原金属氧化物粉末的反应器，能够将反应气体通入金属氧化物粉体物料层内部，在物料层内部进行扩散，反应气体在物料层中的分布更加均匀，有效提高了反应气体与金属氧化物的接触，提高了反应效率，反应产生的气体与反应气体向同一个方向扩散流动，从物料层上方排出，提高了反应尾气的排出效率，提高了反应效率，在金属氧化物粉末还原反应中有良好应用前景。
附图说明
[0022]图1实施例1用于还原金属氧化物粉末的反应器结构示意图；
[0023]图2实施例2气嘴结构及气嘴设置示意图；
[0024]图3实施例3气嘴结构及气嘴设置示意图；
[0025]图4实施例4气嘴结构及气嘴设置示意图；
[0026]图5实施例5气嘴结构及气嘴设置示意图。
[0027]附图标记
[0028]1ꢀꢀꢀꢀꢀ
反应器壳体
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
2 第一多孔板
[0029]21 第一通孔
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
3 第二多孔板
[0030]31 第二通孔
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
11 进气口
[0031]4ꢀꢀꢀꢀꢀ
气嘴
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
41 气嘴进气口
[0032]42 气嘴出气口
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
43 盖帽
[0033]100 物料层
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
200 第一气仓
[0034]300 第二气仓
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
400 物料仓
具体实施方式
[0035]在这里专用的词“实施例”，作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或
好于其它实施例。本专利技术实施例中性能指标测试，除非特别说明，采用本领域常规试验方法。应理解，本专利技术实施例中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本专利技术实施例公开的内容。
[0036]除非另有说明，否则本文使用的技术和科学术语具有本专利技术实施例所属
的普通技术人员通常理解的相同含义；作为本专利技术实施例中其它未特别注明的试验方法和技术手段均指本领域内普通技术人员通常采用的实验方法和技术手段。
[0037]本文所用的术语“基本”和“大约”用于描述小的波动。例如，它们可以是指小于或等于
±
5％，如小于或等于
±
2％，如小于或等于
±
1％，如小于或等于
±
0.5％，如小于或等于
±
0.2％，如小于或等于
±
0.1％，如小于或等于
±
0.05％。在本文中以范围格式表示或呈现的数值数据，仅为方便和简要起见使用，因此应灵活解释为不仅包括作为该范围的界本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于还原金属氧化物粉末的反应器，其特征在于，所述反应器包括：反应器壳体，所述反应器壳体的底部设置有进气口，顶部开口；第一多孔板，设置在所述反应器壳体内部，所述第一多孔板与其下方的反应器壳体之间形成第一气仓；所述第一多孔板设置有多个第一通孔；第二多孔板，设置在所述反应器壳体内部，位于所述第一多孔板上方；所述第二多孔板与所述第一多孔板之间形成第二气仓；所述第二多孔板上方形成放置金属氧化物粉末的物料仓；其中，所述第二多孔板设置有多个第二通孔，所述第二通孔中设置有气嘴；所述气嘴具有内部空腔和形成所述内部空腔的壁；所述内部空腔的进口设置与所述第二气仓连通，所述壁上设置有气孔，所述气孔位于所述第二多孔板上方，且所述气孔的进气端口高于出气端口。2.根据权利要求1所述的用于还原金属氧化物粉末的反应器，其特征在于，所述气嘴与所述第二通孔之间可拆卸连接。3.根据权利要求1～2任一项所述的用于还原金属氧化物粉末的反应器，其特征在于，所述气孔的直径为2～3mm。4.根据权利要求1～2任一项所述的用于还原金属氧化物粉末的反应器，其特征在于，所述气嘴为圆柱形气帽，所述圆柱形气帽的一端封闭，另一端开口；所述圆柱形气帽的开口端具有与所述第二通孔适配的连接结构；所述圆柱形气帽的侧壁上设置有多个气孔。5.根据权利要求1～2任一项所述的用于还原金属氧化物粉末的反应器，其特征在于，所述气嘴为圆台形气帽，所述圆台形气帽...

【专利技术属性】
技术研发人员：车玉思，张石明，王瑞芳，孙紫昂，何季麟，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：