800℃盐酸体系镍水溶液喷雾热解设备

一、设备简介

该设备为高温喷雾热解系统,专为盐酸体系中镍水溶液(如NiCl₂)的热解处理而设计。设备采用高温喷雾热解技术,在800℃条件下将镍盐溶液转化为氧化镍(NiO)粉体,同时副产氯化氢气体,经冷凝回收后可再利用。

设备处理能力为5 kg/天(以NiO计),适用于实验室研究、小试/中试生产,尤其适用于镍资源回收、三元前驱体制备、功能粉体材料合成等领域。

二、用途

• 镍资源回收:从含镍盐酸废液中回收镍,制备高纯度NiO;

• 三元前驱体制备:用于锂电正极材料前驱体的合成;

• 功能粉体制备:用于催化剂、磁性材料、电子陶瓷等领域;

• 盐酸回收:热解副产HCl气体,经冷凝回收后可循环使用。

三、工作原理

1. 溶液配制:将NiCl₂等镍盐溶于盐酸水溶液中,配制成2～5 mol/L的溶液;

2. 喷雾进料:通过二流体喷嘴将溶液雾化为微米级液滴;

3. 高温热解:液滴在800℃高温炉内迅速蒸发、分解,发生如下反应:

   NiCl2+H2O+O2→NiO+2HCl↑

4. 产物收集:NiO粉体由集料斗收集,HCl气体经冷凝器冷却后回收为盐酸;

5. 尾气处理:未冷凝气体经碱洗塔处理后排放,满足环保要求。

四、主要技术参数

五、结构特点

1. 喷雾系统

• 采用二流体喷嘴,雾化粒径≤50 μm,确保热解充分;

• 喷嘴材质为钛合金,耐腐蚀性强;

• 配备预热装置,防止溶液结晶堵塞。

2. 高温热解炉

• 立式结构,炉膛内径Φ200 mm,高1500 mm;

• 炉管材质为Inconel 600,耐高温、耐盐酸腐蚀;

• 加热元件为硅碳棒/电阻丝,分区控温,温场均匀;

• 炉内衬为轻质陶瓷纤维,保温性能优异;

• 炉顶设尾气出口,连接冷凝回收系统。

3. 产物收集系统

• 集料斗设于炉底,采用316L不锈钢,密封性好;

• 配备旋风分离器,回收尾气中夹带的细粉;

• 收集效率≥98%。

4. 盐酸回收系统

• 钛合金冷凝器,耐腐蚀,回收效率高;

• 冷却水循环,温度≤30℃;

• 回收盐酸浓度≥20%,可直接回用于前段工艺。

5. 尾气处理系统

• 碱洗塔中和残余HCl,排放浓度≤10 mg/m³;

• 活性炭吸附装置(选配),处理有机杂质;

• 系统负压运行,防止泄漏。

  
  

使用注意事项

1. 加热元件

• 启动前检查硅碳棒是否完好,避免干烧;

• 升温速率≤5℃/min,防止热冲击;

• 禁止在炉温高于300℃时突然断电。

2. 炉管

• 使用前检查炉管内壁是否有腐蚀或裂纹;

• 禁止超负荷运行,避免局部过热;

• 停机后自然冷却,禁止强制通风冷却。

3. 防腐措施

• 所有与盐酸接触部件(喷嘴、冷凝器、管道)必须为钛合金或PTFE材质;

• 定期检查密封性,防止HCl泄漏;

• 操作区域配备通风橱或排风系统,确保人员安全。

4. 操作安全

• 操作人员须佩戴防护手套、护目镜;

• 严禁在运行中打开炉门或拆卸部件;

• 配备应急喷淋装置与碱液中和池,防止HCl泄漏事故。

可选扩展功能(选配)

在线粒径监测:激光粒度仪实时监测产物粒径;

VOCs处理模块:针对含有机杂质溶液的尾气处理。