[发明专利]液态氯化镁余热回收系统及方法

说明书

本发明涉及液态氯化镁余热回收系统及方法，其能够实现液态氯化镁的余热回收。余热回收系统包括主换热装置、粒化器、驱动器、过热器、蒸发器、预热器和气液分离器。余热回收方法中，粒化器中的液态氯化镁由于离心力的作用飞出粒化器并朝向工作腔的内壁运动变为氯化镁球形颗粒，氯化镁球形颗粒与过热器、蒸发器和预热器依次换热，冷却后的氯化镁球形颗粒排出主换热装置，预热器的冷水与氯化镁球形颗粒换热形成一级热水进入气液分离器，气液分离器中的二级热水进入蒸发器与氯化镁球形颗粒换热形成气液混合物返回气液分离器，气液分离器中的饱和蒸气进入过热器与氯化镁球形颗粒换热形成过热蒸气排出。

技术领域

本发明涉及液态氯化镁余热回收系统及方法。

背景技术

金属钛具有密度小、机械强度高、延展性好等特点，在飞机制造、医疗器械等高端制造领域具有广泛应用。金属热还原法生产出的海绵状金属钛，即海绵钛，为制取工业钛合金的主要原料。目前，海绵钛的生产方法主要为镁热还原法。该方法是以Mg和TiCl₄作为原料，在800～1000℃的高温下进行还原反应生成海绵钛，同时还生成MgCl₂。在还原过程中，液态的MgCl₂每间隔一定时间被加压排出反应炉以腾出反应空间。MgCl₂的熔点为714℃，从反应炉中排出时的温度为820～890℃。目前，液态MgCl₂主要的处理方式为炉内加压排出直接进入到敞口收集槽内，然后在空气中进行自然冷却。该方法导致了大量潜热和显热未得到回收利用。虽然块状氯化镁的初期温度较高，但由于其内部导热系数较小，对其进行余热回收难度较大。

当然，除上述海绵钛工业生产的情况外，还存在其他工业生产中产生的高温液态氯化镁的余热难以回收的问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提供能够实现液态氯化镁的余热回收的液态氯化镁余热回收系统及方法。

(二)技术方案

本发明一方面提供一种液态氯化镁的余热回收系统，包括：主换热装置，主换热装置中具有工作腔，在工作腔的顶部连通有工作腔进料口，底部连通有工作腔出料口；设于工作腔中的粒化器和驱动器，主换热装置的工作腔进料口对准粒化器的入口，驱动器与粒化器连接以驱动其旋转进行离心粒化；设于工作腔中的过热器、蒸发器、预热器，过热器、蒸发器和预热器位于粒化器的下方并由上至下依次排列；气液分离器，气液分离器具有入口、液体出口和气体出口，预热器具有供冷水进入的入口和供一级热水排出的出口，蒸发器具有供二级热水进入的入口和供气液混合物排出的出口，过热器具有供饱和蒸气进入的入口和供过热蒸气排出的出口，预热器的出口与气液分离器的入口连通，蒸发器的入口与气液分离器的液体出口连通，蒸发器的出口与气液分离器的入口连通，过热器的入口与气液分离器的气体出口连通。

根据本发明，主换热装置还包括与工作腔连通的冷风进口和热风出口，冷风进口低于粒化器且高于过热器，热风出口位于工作腔的顶部；余热回收系统还包括换热器，换热器的热气进口与主换热装置的热风出口连通，换热器的热水出口与气液分离器的入口连通，以将冷水与主换热装置排出的热风换热形成热水送入气液分离器。

根据本发明，还包括：连接于主换热装置的环形气仓，环形气仓的内环面设有多个微孔，微孔与工作腔的冷风进口连通。

根据本发明，还包括：多个进气支管，进气支管的出口与环形气仓的外环面连通；环形进气管，环形进气管与进气支管的入口连通；总进气管，总进气管的出口与环形进气管连通；换热器的冷气出口与总进气管的入口连通。

根据本发明，工作腔由上至下包括依次连通的粒化区、过渡区和换热区；粒化器位于粒化区中；过渡区的内壁由上至下向内倾斜，冷风进口与过渡区连通；工作腔出料口与换热区连通，并且过热器、蒸发器和预热器位于换热区中。