[发明专利]镁法海绵钛生产反应器内部热交换的方法和装置

说明书

技术领域

本发明属于镁法海绵生产技术，特别涉及I型或倒U型还原蒸馏联合法海绵钛生产炉型在还原蒸馏过程中反应器内部的热交换方法和装置。

背景技术

镁法生产海绵钛已有I型和倒U型两种炉型用于还原蒸馏联合法生产海绵钛，所用的反应器均在同一个加热炉内完成。为了输出还原反应产生的过量热，在加热炉相对于反应区的位置设置孔型耐火砖，以便通风将反应器中反应区过剩热量输出。这种散热方式只能将反应器壁附近的热量输出，而对反应器中心区域的热量不易输出。特别是随着反应器容量的扩大，上述通风散热方法不能将还原反应区域产生的大量热及时有效输出，致使还原过程中形成的海绵钛坨由于局部高温而使中心部位产品致密(通常所说的硬心)而难以精整破碎；因此在还原生产过程中不得不人为放慢加料速度，而使生产周期拖长，相应降低了炉体产能。

发明内容

为了解决已有技术存在的上述问题，提出一种镁法海绵钛生产反应器内部热交换的方法和装置。

一种镁法海绵钛生产反应器内部热交换的方法，其特殊之处是将热交换器插入反应器内部，向热交换器内通入风冷介质，以便输出反应器内部过剩热量。

所述的热交换器是套管式热交换器。

所述的风冷介质是压缩空气或氩气。使用压缩空气时，由空气压缩机供风；使用氩气时，回风经列管冷却器冷却后由风泵送回热交换器循环使用。

一种为实施镁法海绵钛生产反应器内部热交换的方法而设计的套管式热交换器，其特殊之处是在外管内通过法兰盘安装内管，内管的上部侧面安装进风管，内管的顶部安装窥镜，外管的上部侧面安装回风管，在外管与回风管的连接处下面安装用于与反应器相连的装配法兰盘。

为了使结构紧凑，在套管式热交换器的外管的外面、装配法兰盘的上面安装环形加料槽，环形加料槽的侧面设有进料孔5，装配法兰盘上沿圆周均匀分布若干个与环形加料槽相通的加料孔。四氯化钛通过加料槽、加料孔分散进入反应器内，这样加料均匀，加料速度可控。

实施该方法时，首先将热交换器插入反应器内部，然后通风对反应器内部的热量进行热交换。该方法可有效地将反应器内部的热量导出，解决了从反应器外部通风散热方式造成的反应器中心部位热量不易输出，由于局部高温造成的海绵钛坨中心部位产品致密，难以精整破碎的问题；并且由于采用了内部热交换措施和分散加料方式，提高了加料速度，缩短生产周期，提高设备产能；由于缩短还原周期，防止海绵钛坨中的毛细孔进一步缩小(周期越长，毛细孔越小、越趋向致密化)。由于保持海绵钛孔率，可以缩短蒸馏镁、氯化镁和海绵钛的分离周期。

附图说明

附图为实施镁法海绵钛生产反应器内部热交换的方法而设计的套管式热交换器的全剖视图。

具体实施方式

，下面参照附图叙述实施例。

一种为实施镁法海绵钛生产反应器内部热交换的方法而设计的套管式热交换器，它是在下端为封头的外管1的上端焊接法兰盘8，在法兰盘8的下面安装有冷却水套7，在外管1的上部侧面焊接回风管18，回风管18的管壁上设有测温口17，在内管2的上部焊接法兰盘9，通过法兰盘8和法兰盘9的连接将内管2安装在外管1内，在法兰盘9的内侧、靠近内管2的位置设有用于测量管内温度而插入热电偶的管口10，内管2的上部侧面安装进风管16，进风管16的管壁上设有测温口15，内管2的顶部焊接法兰盘11，法兰盘11的下面安装冷却水套14，窥镜13安装在法兰盘12上，通过法兰盘12与法兰盘11相连将内管2的上口密封，在外管1与回风管18的连接处下面安装用于与反应器相连的装配法兰盘4，在外管1的外面、装配法兰4的上面焊接环形加料槽6，环形加料槽的侧面设有进料孔5，装配法兰盘4上沿圆周均匀分布有12个与环形加料槽6相通的加料孔3。

一种镁法海绵钛生产反应器内部热交换的方法，先将套管式热交换器的装配法兰盘4与反应器上盖的法兰盘相连，将套管式热交换器插入反应器内，然后根据还原反应工艺要求适时通入压缩空气或氩气。四氯化钛通过进料孔5、加料槽6、加料孔3分散进入反应器内，这样加料均匀，并根据还原反应的不同阶段控制加料速度。

采用该装置对镁法海绵钛生产反应器内部进行热交换具有如下优点：

消除反应器内的局部高温，防止部分产品致密(硬芯)化，产品容易精整破碎。由于采用本发明的风冷和加料结构，提高了加料速度，缩短联合炉生产周期，提高了设备产能。