O reator experimental de metais líquidos é um equipamento de alta temperatura e alta pressão projetado para lidar com a reação de metais líquidos, cuja estrutura e princípio são os seguintes:
I. Estrutura central
Corpo e Capa
Material: geralmente, materiais metálicos resistentes a altas temperaturas e corrosão, como aço inoxidável, liga de titânio ou liga à base de níquel, são usados para suportar altas temperaturas de metais líquidos (até centenas a milhares de graus Celsius) e corrosão química.
Design de vedação: o corpo da caldeira e a tampa da caldeira são ligados através de flanges, com vedação metálica ou estruturas de vedação especiais, como vedação magnética, para garantir que não haja vazamentos sob alta pressão.
Interface: com entrada, saída, janela de observação, termômetro, pressômetro, etc., para fácil operação e monitoramento.
Dispositivo de agitação
Tipo: Escolha o tipo de agitador, como ancorado, remo, turbina ou hélice, de acordo com a viscosidade do metal líquido.
Modo de accionamento: acione o eixo de agitação através de transmissão de acoplamento magnético ou transmissão de vedação mecânica para evitar vazamentos de mídia.
Função: permite que os metais líquidos sejam misturados adequadamente, aumentando a taxa de reação e a uniformidade, evitando ao mesmo tempo a precipitação ou o sobreaquecimento local.
Sistemas de aquecimento e arrefecimento
Método de aquecimento:
Aquecimento elétrico: instalar elementos de aquecimento elétrico na parede externa do corpo da caldeira para transferir calor através da radiação térmica.
Aquecimento por indução: aquecer diretamente o metal líquido usando o princípio de indução eletromagnética, com alta eficiência e temperatura uniforme.
Aquecimento de óleo condutor de calor: O óleo condutor de calor de alta temperatura flui por meio de uma bomba circulante em um casaco ou um tubo para obter aquecimento indireto.
Método de arrefecimento:
Refrigeração do casaco: introduzir água de resfriamento ou água salina congelada no casaco para absorver o calor dentro da caldeira.
Refrigeração do tubo de refrigeração interno: configurar o tubo de refrigeração dentro da caldeira para o resfriamento em contato direto com o metal líquido.
Sistema de controle de temperatura e pressão
Controle de temperatura: equipado com sensores de temperatura de alta precisão e módulos de controle de temperatura PID para monitorar e ajustar o dispositivo de aquecimento ou arrefecimento em tempo real para garantir a variação de temperatura ≤ ± 1 ° C.
Controle de pressão: monitorar a pressão dentro da caldeira através de sensores de pressão e válvulas de segurança, liberar automaticamente a pressão em caso de sobrepressão para garantir a segurança.
Dispositivos de segurança
Válvula de segurança: abre automaticamente quando a pressão excede o valor definido para liberar a pressão.
Explosivo: como um dispositivo de proteção secundária, em casos extremos de ruptura de vazamento de pressão.
Estrutura à prova de explosão: Adota motores à prova de explosão e componentes elétricos à prova de explosão para evitar que faíscas elétricas provoquem acidentes.
II. Princípio de funcionamento
Preparação da Reação
Metais líquidos ou outros materiais de reação são adicionados proporcionalmente através da entrada para a caldeira.
Feche a tampa e verifique a vedação para garantir que não haja vazamentos.
Aquecimento e agitação
Inicie o sistema de aquecimento para elevar a temperatura da caldeira até o valor necessário para a reação (por exemplo, temperatura de fusão, ligação ou reação química).
Inicie o dispositivo de agitação para que os metais líquidos sejam misturados adequadamente, facilitando o processo de transferência de calor e massa.
Controle do processo de reação
Monitorar e ajustar as condições de reação em tempo real através de sistemas de controle de temperatura e pressão para garantir que a reação seja realizada em um ambiente estável.
O gás inerte (como argão) é introduzido quando necessário para proteger os metais líquidos contra oxidação ou poluição.
Fin da reação e saída
Após a reação, pare de aquecer e agitar e reduza a temperatura dentro da caldeira para a faixa de segurança através do sistema de resfriamento.
Abra a porta de saída, retire o produto e faça o processamento ou análise posterior.
Área de aplicação
Reatores experimentais de metais líquidos são amplamente utilizados nas seguintes áreas:
Pesquisa de materiais metálicos: preparação de ligas, fusão, tratamento térmico, etc.
Desenvolvimento de novas energias: pesquisa relacionada com metais líquidos, como materiais de baterias de íons de lítio e materiais de células solares.
Aeroespacial: Pesquisa e desenvolvimento de ligas de alta temperatura e materiais metálicos especiais.
Área da energia nuclear: tratamento de combustível nuclear, pesquisa em metais líquidos radioativos.