[发明专利]一种反应器大盖余热回收利用装置和方法

说明书

本发明公开了一种反应器大盖余热回收利用装置和方法，属于节能环保技术领域。解决了现有技术中海绵钛制备过程中的余热回收装置换热效率低、投资成本高、热量利用效率低的问题。本发明的技术方案是：包括反应器大盖和预热盘管，预热盘管位于反应器大盖的内侧并与反应器大盖接触，反应器大盖上设置有四氯化钛入口塞，四氯化钛入口塞内部设置有与反应器连通的管道，预热盘管的一端与所述管道连接，另一端设置有四氯化钛接口。本发明既实现了反应余热的回收利用，又能够降低反应区域的温度，而且不需要与其他介质进行热量交换，也不需要铺设管路，能够提高换热效率和热量利用效率，降低投资成本，适用于海绵钛制备过程中反应余热的回收利用。

技术领域

本发明属于节能环保技术领域，具体涉及一种反应器大盖余热回收利用装置和方法。

背景技术

目前国内外工业生产海绵钛均采用镁还原四氯化钛方法，直接在密闭容器内通入四氯化钛，镁还原四氯化钛是放热反应，其主要化学反应为：TiCl₄+Mg→MgCl₂+Q，反应热直接幅射到大盖底板，特别是在还原加料后期，大盖底板被热腐蚀，杂质铁混入产品中，导致产品中的铁含量偏高；如果多余的热量不能及时排出，会造成反应区域温度过高，会导致海绵钛的结构致密，影响后期蒸馏工艺，致使海绵钛中残存大量的镁和氯等杂质元素，降低海绵钛的品质。同时在反应过程中热量不能及时导出，大盖与底板与镁液面之间的混合气体(主要是四氯化钛为主，含少量的钛的低价物)温度过高，会使当反应器内反应压力偏高时，按生产工艺要求，必须把多余的混合气体排出反应器外，不但造成原料损失，还对大气造成污染，影响操作工的身体健康。

为保证还原时产生的热量能够及时排出，需要对海绵钛还原炉进行通风冷却。但直接排放的方式不仅造成大量热量浪费，也不符合现代企业节能降耗、绿色环保的发展理念，而且对作业环境、尤其是酷暑时期作业造成较大的影响。现有技术中有关于镁热法制备海绵钛的余热回收装置，大部分是通过管路将其引入到换热器内，与其他介质，如水等进行热量交换，然后将热水收集使用。该方法一方面换热效率低，另一方面该余热的应用场地距离海绵钛的生产场地一般较远，需要铺设管路将换热介质引出，增加投资成本，降低热量利用效率；另外管路铺设也会增加管廊的负担，且存在一定的安全隐患。

因此，亟需对传热量回收利用方式进行改进。

发明内容

针对现有技术中海绵钛制备过程中的余热回收装置换热效率低、投资成本高、热量利用效率低的问题，本发明提供一种反应器大盖余热回收利用装置和方法，其目的在于：降低投资成本，提高换热效率和热量利用效率。

本发明采用的技术方案如下：

一种反应器大盖余热回收利用装置，包括反应器大盖和预热盘管，所述预热盘管位于反应器大盖的内侧并与反应器大盖接触，所述反应器大盖上设置有四氯化钛入口塞，所述四氯化钛入口塞内部设置有与反应器连通的管道，预热盘管的一端与所述管道连接，另一端设置有四氯化钛接口。

采用该技术方案后，预热盘管能够吸收反应器大盖上散发的热量，并利用该热量对预热盘管中的液态四氯化钛进行预热，加速液态四氯化钛的气化，四氯化钛吸热气化的同时带走了反应器大盖上多余的热量，促进了反应区域的传热。本发明避免了传统四氯化钛中心加料时，四氯化钛不完全气化时，液液反应导致的中心部位温度偏高，不易散热的问题，降低了反应温度偏高使海绵钛致密化的可能；克服了反应器上部中心位置散热不及时，造成中心部位海绵钛烧结、夹心MgCl₂和硬块偏多的结构致密问题，提高了产品的品级率和合格率；本发明利用还原余热，促进了四氯化钛的气化和反应器大盖的传热，既提高了能源利用率，又提高了海绵钛品质；本发明采用气化加料，使海绵钛坨结构得到改善，产品结构均匀，蒸馏时有利于Mg和MgCl₂的挥发，从而减少海绵钛的蒸馏时间；本发明的加料方式减少了混合气体的排放次数，改善了操作人员的工作环境；反应器内部产生的余热就地使用，不需要与其他介质进行热量交换，也不需要铺设管路，能够提高换热效率和热量利用效率，降低投资成本，而且结构简单运行可靠。