[实用新型]一种新型节能且不消耗反应器的海绵钛还原蒸馏系统

说明书

本实用新型提供一种新型节能且不消耗反应器的海绵钛还原蒸馏系统，包括加热炉、热端反应器、大盖一、冷端保护套、冷端反应器、大盖二、受热器以及设在加热炉外通过导管依次串联的放热器、缓冲罐、气体发生器、罗茨风机；受热器由多圈环形管构成，每圈环形管焊接在热端反应器外壁上，且每圈环形管都设有一个气体进口与气体出口；气体出口与放热器通过导管一连通，气体进口与罗茨风机通过导管二连通形；在加热炉与热端反应器之间以及在冷端保护套与冷端反应器之间都填充有惰性气体。本实用新型杜绝了反应器与空气中氧的接触、隔绝了反应器与水的接触，使反应器不氧化不腐蚀不消耗、节能、可以实现还原反应热和蒸馏冷却热的回收利用，可有效节约成本。

技术领域

本实用新型属于属于海绵钛生产制造技术领域，具体涉及一种新型节能且不消耗反应器的海绵钛还原蒸馏系统。

背景技术

经过六十年的发展，海绵钛生产工艺逐渐趋于统一：克劳尔法（镁法）及还原——蒸馏联合生产，设备、产能朝大型化发展。

海绵钛还原蒸馏工序，是由四氯化钛生产海绵钛的重要环节，是海绵钛的质量、成本控制的关键。在反应装置内，一次性加入镁，然后在还原过程中，连续不断地加入四氯化钛，液体镁与气化后的四氯化钛在液体镁表面反应，生成液体氯化镁（沉入反应装置底部并被间断排出）和固态的海绵状（富含毛细管）的钛。还原结束后，在真空及高温状态下，将反应装置中残存的镁和氯化镁，蒸馏至冷凝器内，实现对海绵钛的提纯。海绵钛要实现应用，须将钛坨破碎、压制成电极、真空电弧炉熔炼铸锭、制成型材。

目前国内使用镁热还原法（克劳尔法）生产海绵钛的还原蒸馏系统主要为倒Ｕ型并联炉，目前的倒U型并联炉生产海绵钛存在以下问题：

（1）倒U型并联炉还原反应热的散发都是采用空气冷却法（有自然通风和强制通风两种），这导致了反应器和空气的高温接触而氧化损耗，反应器每生产一炉次，都会敲下几百公斤铁锈块，平均每炉次的锈蚀深度在2mm以上，所以生产8-9炉次以后差不多腐蚀了一大半，不得不报废终止使用，因为再继续使用有可能导致反应器漏气产品报废。比如：一台壁厚为δ=28mm，重达10吨，价值8-9万元/台的反应器竟然只能使用8-9次，使用一次消耗的成本高达1万元以上。分析反应器的报废原因有三：a、还原过程中的高温氧化；b、蒸馏过程泡水中冷却导致的电化学腐蚀；c、高温重力拉伸变形。

（2）目前的倒U型并联炉还蒸系统由于还原反应热和蒸馏冷端热量均采用发散式散热，无法回收利用，造成大量热能浪费，反应器的氧化在蒸馏冷端也比较严重，因为冷端是泡在水中冷却的，电化学腐蚀强烈。

实用新型内容

针对上述问题，本发明的目的在于，提供一种使用低温气体冷却还原反应器反应段（热端反应器），实现反应热的取出，使得热端反应器反应段温度始终保持在800℃左右，而且有效阻断反应器和空气的接触，避免反应器的高温氧化，降低海绵钛生产的钢材消耗和生产成本，并实现热能回收利用的新型节能且不消耗反应器的海绵钛还原蒸馏系统。具体技术方案如下：