Электропечь для термическогоРАзлОжЕНия СОлЕй Советский патент 1981 года по МПК C01F3/00 F27B17/00 

Изобретение относится к получени соединений бериллия,в частности к производству фторида бериллия путем термического разложения фторбериллата аммония (ФБА). За рубежом находят применение пе чи с графитовыми ретортами, заключенными в металлический кожух. Нагрев реторты с ФБА в этой печи производится газом, температуру в рето те поддерживают на уровне 800900°С {11 . Однако такие печи отличаются низ кой производительностью и весьма сложны в обслуживании. Известна также электропечь для разложения ФБА, в которой расплавле ный бериллия используется в качестве теплоносителя и нагревательного элемента. Электропечь состоит из графитово го резервуара, в который два графитовых электрода, вертикаль но установленные в водоохлаждаемых держателях. Нагрев ФБА происхода т в результате пропускаиия тока с помощью графитовых электродов через расплавленный фторид бериллия 2- . Однако производительность этой печи невысока, КПД низко, поскольку печь является однофазной. Срок служ-. №1 графитовых электродов мал вследствие того, что на границе фторид бе|«ллйя воздух происходит интенсивное разрушеиие материала электродов. Замена электродов связана с разборкой футеровки и весьма трудоемка. . Наиболее близкой к предлагаемой является электропечь для термического разложения солей, содержащая ванну с охлаждаекыми стенками и установленными на изоляторах электродами и токозалвлкаютцим элементом 3 . Недостатком этой электропечи является ее низкая производительность. Цель изобретения - повышение производительности . Поставленная цель достигается тем, то электроды установлены горизонтально на расстоянии от токозамыкающего элемента, равном 0,5-0,9 межэлектродного, и часть стенки выполнена неохлаждаемой и совмещена с токозамыкающим элементом. Кроме того, изоляторы выполнены из фторида бериллия. На чертеже изображена предлагаемая печь.

Электропечь состоит из кожуха 1 с водорхлаждаемыми кессонами 2, футерованными графитовой футеровкой 3, образующими ваниу печи 4. Внутри ванны в нижней ее части установлены в изоляторах 5 токопроводящие электроды 6, соединенные с токоподводами 7. Электроды расположены от подины 8 и противоположной стенки 9 на расстоянии, равном 0,5-0,9 межэлёктрюдного. Токозамыкающий элемент выполнен в виде части стенки 10, не охлаждаемой водой на высоту, равную полутора межэлектродных расстояний. В этой части стенки расположено выпускное отверстие 11. Кожух печи установлен на огнеупорном основании 12.

Электропечь работает следующим образом.

При отключенном электропитании печи электродную систему покрывают расплавленным фторидом бериллия создавая тем самым условие для протекания тока. Затем производится загрузка ванны печи фторбериллатом аммония и печь включается на нагрев. Ток, протекая по электродам 6 электродной группы, замыкается на перегородку 10, совмещенную с противоположной стенкой ванны. Эта часть стенки 9 ванны 4 не охлаждается водой, в результате чего на ней не образуется гарниссаж, т.е. твердая неэлектропроводная пленка фторида бериллия. Известно, что фторид бериллия обладает отрицательным температурным коэффициентом сопротивления (ТКС) и вплоть до практически является изолятором. На стенках ванны печи, охлаждаемых водой, образуется гарниссаж, и они становятся неэлектропроводными .

Напряжение на электродах электродной группы регулируется и поддерживается равным 140 В. Температура расплава в ванне электропечи находится в пределах 850-1050 с.

Расплавленный фторид бериллия выпускается через выпускное отверстие 11.

Горизонтальное расположение электродов трехфазной электродной группы в нижней части ванны печи существенн улучшает теплопередачу от нижних, нагретых слоев к верхним, холодным и, таким образом, повышает тепловой КПД печи.

Кроме того, такое расположение электродной группы и перегородки, выполненной в виде ее охлаждаемой водой части стенки ванны, увеличивает полезный объем ванны. Производительность предлагаемой конструкции электропечи увеличена по сравнению с известной на 30%, а срок службы электродов - в два раза. За счёт исключения графитовых тиглей резко снижается расход графита.

Испытания предлагаемой конструкции печи показывают высокую надежность всех элементов устройства.

Электроды электродной группы печи расположены на расстоянии от противоположной стенки, равном 0,5-0,9 1межэлектродного. Это определяется тем, что установление электродов на расстоянии, меньшем 0,5 межэлектродного, вызывает уменьшение тока между электродами электродной группы, что существенно снижает КПД печи. УвеЛичение расстояния выше 0,9 межэлектродного приводит к увеличению тока между электродами и, соответственно, снижению его величины между электродами и стенкой. Сопротивление электродной группы возрастает, возникает неравномерность мощности фаз, так ка перегородка перестает выполнять свои функции, поэтому расстояние от электродов до противоположной стенки печи, равное 0,5-0,9 межэлектродного, является оптимальным.

Формула и.зобретения

1.Электропечь для термического разложения солей, содержащая ванну

с охлаждаемыми стенками и установленными на изоляторах электродами и токозамыкающим элементом, отличающаяся тем,что, с целью повышения производительности, электроды установлены горизонтально на растоянии от токозамыкающего элемента, равном 0,5-0,9 межэлектродного, и часть стенки выполнена неохлаждаемой и совмещена с токозамыкающим элементом.

2.Электропечь по п. 1, отличающаяся тем, что изоляторы выполнены из фторида бериллия ,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Великобритании 833808 кл. С 01 F , опублик. I960.

2.Силина Г.Ф. и др. Бериллий химическая технология и металлургия. М., 1960, с. 99-101.

3.Крылов П.А. Электрические соляные печи и ванны. М., Госэнергоиздат, 1962f с. 16.

0..9S