» » Оборудование для восстановления вольфрамового ангидрида водородом
05.02.2017

Восстановление вольфрамового ангидрида (или вольфрамовой кислоты) водородом проводится в большинстве случаев в горизонтальных трубчатых печах.
На рис. 37 представлен эскиз многотрубчатой печи для восстановления вольфрама.
Применение трубчатых печей обусловливается необходимостью иметь тонкий слой порошка в лодочке в целях ускорения диффузии газов, обеспечения достаточно высокой линейной скорости водорода и быстрого удаления из реакционного пространства паров воды.
Диаметр труб восстановительных печей обычно не превышает 60—75 мм, что устраняет возможность засасывания воздуха в трубу во время открывания пробок при периодической загрузке и разгрузке лодочек.
В последнее время начали применять трубы большего сечения прямоугольной формы при сохранении невысокого слоя порошка в лодочке.
Подходящим материалом для труб подобных печей, работающих при температуре до 850—900° является хромоникелевая нержавеющая сталь, обладающая также и хорошими жаростойкими свойствами.
Для обогрева труб используется нихромовая лента, монтируемая в пазах огнеупорной кладки или наматываемая на трубы по тонкому слою асбеста.
Для необходимого распределения температуры вдоль длины печи витки наматывают с различной величиной шага спирали. Трубу укладывают в ячейку теплоизолирующего кожуха печи, откуда она легко может быть удалена для ремонта и замены.
Для уменьшения числа печных агрегатов, а также с целью улучшения условий теплоизоляции в одном кожухе размещается несколько труб.
Оборудование для восстановления вольфрамового ангидрида водородом

Длина труб должна превышать длину кожуха печи настолько, чтобы загрузочные и выгрузочные концы труб охлаждались воздухом почти до комнатной температуры или же разгрузочные концы труб можно было снабжать охлаждающей водяной рубашкой.
Длина и сечение нагревающей спирали подбираются таким образом, чтобы в соответствии с ее электросопротивлением печь могла быть включена для работы на заданную температуру непосредственно в цеховую сеть 220 или 380 в.
Для сохранения постоянства температурного режима печи и для компенсации возможных колебаний напряжения в сети печь снабжается автоматическим регулятором температуры.
В зависимости от местных экономических условии (сравнительной стоимости и большей или меньшей дефицитности электроэнергии и газа) иногда для обогрева труб восстановительных печей более выгодно использовать не электроэнергию, а газ. В этом случае серия параллельных труб, иногда в несколько рядов (например, 20 труб в одной печи), размещается в горизонтальной камере длиной 4—5 м, расположенной внутри кирпичной кладки печи.
Для правильного распределения температуры по длине печи газовые форсунки соединяют в 3—4 группы; газово-воздушная смесь подается с автоматически регулируемой скоростью отдельно в каждую группу, в соответствии с заданной температурой каждой зоны.
На рис. 38 показан внешний вид газовой печи для восстановления вольфрама.
Оборудование для восстановления вольфрамового ангидрида водородом

Для обеспечения постоянства скорости продвижения лодочек с окислами вольфрама вдоль труб печи применяются механические стержневые толкатели, расположенные у загрузочных концов каждой трубы.
Применение механических толкателей позволяет повысить производительность труда рабочих, обслуживающих печи.
Производительность горизонтальных трубчатых печей с периодическим продвижением лодочек зависит от числа, длины и диаметра труб и вместимости лодочек, а также от скорости продвижки лодочек и допустимого слоя насыпки WO3. Так, для получения мелкозернистого порошка в трубах небольшого диаметра (d = 30 мм) производительность составляет около 300 г/час с одной трубы, а при получении порошка средней зернистости в трубах большего сечения прямоугольной формы (до 200 мм ширины) с применением плоских лодочек шириной 160—170 мм при высоте слоя WO3 около 30 мм производительность составляет около 4 кг в час с одной трубы.
Можно предполагать, что дальнейшие работы над конструкцией подобных печей приведут к созданию печей непрерывного действия более крупных производственных масштабов.
За последние годы в различных странах в производстве вольфрама испытываются непрерывно действующие вращающиеся наклонные трубчатые печи для восстановления вольфрамового ангидрида водородом.
Конструкция одной из таких печей изображена на схеме рис. 39.
При небольшом размере печи (внутренний диаметр трубы из хромистой стали равен 60 мм, длина нагреваемой зоны 4 м), ее производительность составляет до 15—25 кг в сутки в зависимости от требующейся зернистости вольфрамового порошка.
Температура восстановления равна 850°, скорость водорода 800 л/час, т. е. в 2—2,5 раза больше теоретически необходимой. Скорость вращения 2—3 оборота в минуту.
Оборудование для восстановления вольфрамового ангидрида водородом