[发明专利]一种用于海绵钛还原蒸馏生产的串联炉装置

说明书

技术领域

本发明属于海绵钛生产领域，特别涉及一种用于海绵钛还原蒸馏生产的串联炉装置。

背景技术

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。在一个由罐体和大盖组成的密闭反应器内，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（沉入反应器底部并被间断排出）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，将反应器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。

根据蒸馏过程中反应器与冷凝器的联接方式不同，海绵钛蒸馏工艺分为并联炉（倒U型）和串联炉（I型）两条技术路线。并联炉装备与串联炉装备的区别主要在大盖上。并联炉有一棵需要外部加热的过道管，增加了能耗和劳动强度，还因为容易堵塞而增加了蒸馏生产的故障率。

目前串联炉大盖有多种形式，但串联炉装备的结构都是：罐体（装产品）——大盖——罐体（装冷凝物），即两个罐体夹一个大盖。罐体必须与大盖配合才能投入使用，未冷却的产品必须靠大盖保护。因此，无论如何组织，该轮次产生的冷凝物都无法迅速投入下一轮次生产，必然会程度不同地造成利用效率较低，设备投入增加（需要大吨位天车等），加热炉余热不能充分利用，冷凝物长时间暴露在空气中而影响质量等。正因为这一局限，冲抵了串联炉过道不需要加热的优势，因此我国目前还原蒸馏以并联炉（即倒U型）为主。

我国的海绵钛质量、综合成本等方面，在世界上均不处劣势，但还原蒸馏单位产品电耗，与世界先进水平却差距明显。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种用于海绵钛还原蒸馏生产的串联炉装置，在保留串联炉优势的同时，还可以实现蒸馏结束反应器与冷凝器的热分离，做到冷凝器迅速热炉入炉，进入下一轮次的生产，降低能耗和占炉时间。

一种用于海绵钛还原蒸馏生产的串联炉装置，该串联炉装置主要由冷凝器和反应器组成；所述冷凝器和反应器的结构完全相同，两者可以相互转换使用，冷凝器与反应器上下呈I型连接。

——所述反应器由反应器罐体和反应器大盖通过法兰胶垫、螺栓连接组成，反应器罐体主要包括：反应器罐体筒体、反应器罐体法兰；反应器大盖包括：反应器大盖中心管、反应器大盖下法兰、反应器大盖上法兰、反应器大盖保温层、反应器大盖内加热器、排氯化镁管；所述反应器罐体筒体呈立体圆筒形或立体腰筒形结构；在所述反应器大盖下法兰与反应器大盖上法兰之间设有反应器大盖短筒体，反应器大盖短筒体通过焊接方式，将反应器大盖上法兰、反应器大盖下法兰连接在一起；反应器罐体法兰与反应器大盖下法兰之间设有密封胶垫并通过螺栓紧固连接；在反应器大盖下法兰下方设有反应器大盖保温层；在反应器大盖下法兰中心位置还设有反应器大盖中心管；围绕反应器大盖中心管，设有反应器大盖内加热器；在反应器大盖上设有排氯化镁管；所述排氯化镁管弯成90°圆弧，插入焊接在反应器罐体筒体内壁的套管中；反应器大盖中心管上端有法兰可密闭，管内有环形台；排氯化镁管出口端有法兰可密闭；

——所述冷凝器跟反应器的结构相同，由冷凝器罐体和冷凝器大盖通过法兰胶垫、螺栓连接组成，冷凝器罐体主要包括：冷凝器罐体筒体、冷凝器罐体法兰；冷凝器大盖包括：冷凝器大盖上法兰、冷凝器大盖中心管、冷凝器大盖下法兰、冷凝器大盖保温层、冷凝器大盖内加热器、抽真空管；在所述冷凝器大盖上法兰、冷凝器大盖下法兰之间设有冷凝器大盖短筒体，冷凝器大盖短筒体通过焊接方式，将冷凝器大盖上法兰、冷凝器大盖下法兰连接在一起；

当冷凝器与反应器串联成I型用于海绵钛蒸馏生产的串联炉装置时，冷凝器位于反应器上部，反应器大盖上法兰与冷凝器大盖上法兰之间设有胶垫并通过螺栓将周缘紧固连接在一起；冷却水套套装在冷凝器罐体筒体外面，中间须保留10㎝的间距。

当蒸馏结束后，在微正压条件下，卸下反应器大盖上法兰与冷凝器大盖上法兰之间的螺栓，反应器与冷凝器热分离，将反应器吊到专门的冷却水套冷却，冷凝器立即吊入加热炉内，进行下一轮次的还原生产。

所述冷凝器的形状、结构、大小与反应器完全相同，各自都有罐体和大盖，蒸馏时通过胶垫、螺栓将两者大盖上法兰连接起来。

在反应器大盖中心管中放置镁塞，起到开启蒸馏过程的作用。

在两个大盖中心管之间，放置导气管，在蒸馏过程开始之前压紧镁塞，蒸馏开始之后起到蒸气导流作用。

大盖中心管的外围，设有大盖内加热器。可以视温度情况，对大盖中心管进行加热。