海綿鈦反應釜強化冷卻方法及裝置的製作方法
2023-05-01 16:42:31
專利名稱：海綿鈦反應釜強化冷卻方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種鎂熱法生產海綿鈦的反應釜冷卻方法及裝置，特別是ー種倒U型的海綿鈦還原-蒸餾聯合裝置的反應釜的強化冷卻方法及裝置，屬於鎂熱法海綿鈦生產的技術領域。
背景技術：
鎂熱法還原生產海綿鈦的還原反應為強放熱反應，能自熱維持反應進行所需的溫度。在激烈反應期，還原反應釜內溫度很高，TiCl4加料速度降低，影響這個生產的進程，生產周期加長，生產率降低，產品單位能耗升高；同時局部溫度過高會引起海綿鈦的燒結，降低產品質量。為了防止超溫，需對反應釜進行冷卻導走多餘熱量。目前，國內大型海綿鈦生產企業採用自然通風冷卻，冷卻強度低，且空氣中含有大量的O2，導致還原反應釜外壁腐蝕 嚴重、加熱電阻絲氧化，縮短反應釜爐齡，增加生產成本。
發明內容
本發明的目的在於提供一種海綿鈦反應釜強化冷卻方法及裝置，環冷介質氣體中不含氧化性氣體O2等，在增強反應釜表面換熱的同時也提高了反應釜爐齡，降低了生產成本。為實現本發明的目的，本發明的一種海綿鈦反應釜強化冷卻方法，包括使用氣體對倒U型海綿鈦還原-蒸餾聯合裝置的反應釜進行強化冷卻，其中，該方法是通過鼓風機將緩衝氣罐內的惰性氣體介質通過進風管道從進風ロ鼓入到倒U型海綿鈦還原-蒸餾聯合裝置內，惰性氣體在海綿鈦還原-蒸餾聯合裝置內與反應釜表面進行熱交換，換熱後的氣體溫度升高，經出風ロ由出風管道送至氣體冷卻裝置，冷卻後的氣體由迴風管道進入緩衝氣罐內又進入進風管道，從而實現對反應釜的循環冷卻。進ー步的，上述的海綿鈦反應釜強化冷卻方法，其中，所述惰性氣體介質可以使用脫溼、脫硫後的鍋爐煙氣、乾燥後的CO2、氮氣、比熱容較大的氬氣等氣體。為實現上述的海綿鈦反應釜強化冷卻方法，本發明還提供了一種海綿鈦反應釜的強化冷卻裝置，包括倒U型的海綿鈦還原-蒸餾聯合裝置，其中，在所述的海綿鈦還原-蒸餾裝置的側邊中上部設置進風口和出風ロ，出風ロ位於進風ロ的上方，進風口和出風ロ分別外接進風管道和出風管道，進風管道中部設有可向進風ロ鼓風的鼓風機，進風管道尾部連接緩衝氣罐，出風管道尾部設有由蛇形的熱交換管構成的氣體冷卻裝置，氣體冷卻裝置通過迴風管道連接緩衝氣罐。進ー步的，上述的海綿鈦反應釜的強化冷卻裝置，其中，在緩衝氣罐的ー側設有可以向緩衝氣罐中補氣的補氣ロ。本發明所述的強化冷卻方法可應用於倒U型海綿鈦還原-蒸餾聯合裝置的還原反應過程，甚至可以用於其他反應設備的散熱，具有以下的優點首先，所使用的惰性氣體介質較為廣泛，易得；其次，可以根據反應釜的溫度要求調節鼓風機風量大小，滿足還原反應釜的散熱要求；同時，在滿足反應釜散熱要求的同時，隔絕了反應釜表面與空氣的接觸，延長了反應釜的使用壽命。而且，熱交換管內獲得的熱量可以作為其他エ序的熱源，如氯化工序的液氯氣化等。本發明的方法便捷，易於實施，採用的裝置結構簡單，成本低，適於規模化生產，值得推廣。
圖I是本發明的反應釜強化冷卻裝置示意附圖標記說明I-反應釜，2-氣體冷卻裝置，3-緩衝氣罐，4-補氣ロ，5-鼓風機，6-進風ロ，7-出風ロ，8-出風管道,9-迴風管道，10-進風管道，11-海綿鈦還原-蒸懼聯合裝置。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發明作進ー步詳細說明。看圖1，圖I是本發明的海綿鈦反應釜強化冷卻裝置示意圖，從圖中可以看到該裝置包括倒U型的海綿鈦還原-蒸餾聯合裝置11，反應釜I處於海綿鈦還原-蒸餾聯合裝置11的內部，本發明在海綿鈦還原-蒸餾裝置11的側邊中上部設置進風ロ 6和出風ロ 7，出風ロ 7位於進風ロ 6的上方間隔50cm 150cm，進風ロ 6和出風ロ 7分別外接進風管道10和出風管道8，進風管道10中部設有可向進風ロ 6鼓風的鼓風機5，進風管道10尾部連接緩衝氣罐3，出風管道8尾部設有由蛇形的熱交換管構成的氣體冷卻裝置2，氣體冷卻裝置2通過迴風管道9連接緩衝氣罐3。另外，在緩衝氣罐3的一側設有可以向緩衝氣罐3中補氣的補氣ロ 4。本發明是這樣實施的，在需要對反應釜I進行冷卻時，通過鼓風機5將緩衝氣罐3內儲存的溫度較低的惰性氣體介質通過進風管道10從進風ロ 6鼓入到倒U型的海綿鈦還原-蒸餾聯合裝置11內，惰性氣體在海綿鈦還原-蒸餾聯合裝置11內與反應釜I進行熱交換，換熱後的惰性氣體介質溫度升高上浮，經出風ロ 7由出風管道8送至氣體冷卻裝置2。氣體冷卻裝置2中設置蛇形環繞的熱交換管，高溫的惰性氣體介質與氣體冷卻裝置2中的熱交換管進行熱交換，使惰性氣體介質的溫度降低冷卻，冷卻後的惰性氣體介質由迴風管道9進入緩衝氣罐3儲存，然後又進入進風管道10開始下ー個循環，從而實現對反應釜I的循環冷卻。其中惰性氣體介質可以使用脫溼、脫硫後的鍋爐煙氣、乾燥後的CO2、氮氣、t匕熱容較大的氬氣等氣體。可以根據反應釜的溫度要求調節鼓風機風量大小，滿足還原反應釜的散熱要求。當然，以上只是本發明的具體應用範例，本發明還有其他的實施方式，凡採用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發明所要求的保護範圍之內。
權利要求
1.一種海綿鈦反應釜強化冷卻方法，包括使用氣體對倒U型海綿鈦還原-蒸餾聯合裝置(11)的反應釜(I)進行強化冷卻，其特徵在於該方法是通過鼓風機(5 )將緩衝氣罐(3 )內的惰性氣體介質通過進風管道(10)從進風口(6)鼓入到倒U型海綿鈦還原-蒸餾聯合裝置(11)內，惰性氣體在海綿鈦還原-蒸餾聯合裝置(11)內與反應釜(I)表面進行熱交換，換熱後的氣體溫度升高，經出風口(7)由出風管道(8)送至氣體冷卻裝置(2)，冷卻後的氣體由迴風管道(9 )進入緩衝氣罐(3 )內又進入進風管道(10 )，從而實現對反應釜(I)的循環冷卻。
2.根據權利要求I所述的海綿鈦反應釜強化冷卻方法，其特徵在於所述惰性氣體介質可以使用脫溼、脫硫後的鍋爐煙氣、乾燥後的CO2、氮氣、比熱容較大的氬氣等氣體。
3.一種海綿鈦反應釜的強化冷卻裝置，包括倒U型的海綿鈦還原-蒸餾聯合裝置(11)，其特徵在於在所述的海綿鈦還原-蒸餾裝置(11)的側邊中上部設置進風口(6)和出風口(7)，出風口(7)位於進風口(6)的上方，進風口(6)和出風口(7)分別外接進風管道(10)和出風管道(8)，進風管道(10)中部設有可向進風口(6)鼓風的鼓風機(5)，進風管道(10)尾部連接緩衝氣罐(3)，出風管道(8)尾部設有由蛇形的熱交換管構成的氣體冷卻裝置(2)，氣體冷卻裝置(2)通過迴風管道(9)連接緩衝氣罐(3)。
4.根據權利要求3所述的海綿鈦反應釜的強化冷卻裝置，其特徵在於在緩衝氣罐(3)的一側設有可以向緩衝氣罐(3)中補氣的補氣口(4)。
全文摘要
本發明公開了一種海綿鈦反應釜強化冷卻方法及裝置，該方法是通過鼓風機將緩衝氣罐內的惰性氣體介質通過進風管道從進風口鼓入到倒U型海綿鈦還原-蒸餾聯合裝置內，惰性氣體在聯合裝置內與反應釜進行熱交換，換熱後經出風口由出風管道送至氣體冷卻裝置，冷卻後的氣體由迴風管道進入緩衝氣罐內又進入進風管道，從而實現對反應釜的循環冷卻。本發明所使用的惰性氣體介質較為廣泛，易得；還可以根據反應釜的溫度要求調節鼓風機風量大小，滿足還原反應釜的散熱要求；而且在滿足反應釜散熱要求的同時，隔絕了反應釜表面與空氣的接觸，延長了反應釜的使用壽命。另外，熱交換管內獲得的熱量可以作為其他工序的熱源，如氯化工序的液氯氣化等。
文檔編號C22B34/12GK102816939SQ201210303159
公開日2012年12月12日 申請日期2012年8月24日 優先權日2012年8月24日
發明者吳復忠, 張履國, 金會心, 趙以容, 王文豪, 蔡增新, 沈俊宇 申請人:貴州大學