CN106916967A - 一种镁热法制备海绵钛生产设备用的余热回收分析系统 - Google Patents

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吴复忠
金会心
王文豪
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Abstract

本发明公开了一种镁热法制备海绵钛生产设备用的余热回收分析系统，包括有换热壳体，换热壳体的一侧连接有热空气导入管，热空气导入管内设有第一热线风速仪和第三电热偶，换热壳体的另一侧设有冷空气出口，冷空气出口内设有第二热线风速仪，换热壳体内设有换热管，换热管的两端伸出换热壳体后分别连接有冷却水导入管和热水导出管，冷却水导入管内设有第一电热偶，冷却水导入管外设有超声流量计，热水导出管内设有第二电热偶；所述第一热线风速仪、第二热线风速仪、第三电热偶、第一电热偶和第二电热偶分别连接计算机。本发明能对换热设备的热空气流量和冷却水流量进行检测并分析，提高了换热系统流量参数的可靠性和合理性，使换热效果更佳。

Description

一种镁热法制备海绵钛生产设备用的余热回收分析系统
技术领域
本发明涉及一种余热回收分析系统，特别是一种镁热法制备海绵钛生产设备用的余热回收分析系统。
背景技术
遵宝钛业有限公司全流程海绵钛生产工艺采用的是镁热还原—真空蒸馏处理TiCl4生产海绵钛的Kroll法生产工艺，同时配备镁电解生产满足还原—蒸馏工序对精镁的需求。Kroll法生产海绵钛实现了原料Mg-Cl2-MgCl2的闭路循环，而且由于还原后立即进行真空蒸馏，蒸馏物仍处于高温状态，避开了蒸馏物导热率的降低，从而达到节能目的，所以采用联合法工艺可以提高蒸馏速率、减少能耗、缩短生产周期。遵宝钛业有限公司在生产规模方面与国外以达到相同水平，但在技术装备、能耗、产品质量以及生产控制及管理等方面都与先进国家还有一定的差距。
现目前，尤其是在还原反应热量散失方面造成的能量损失最大，现目前，本团队根据企业需要设计了一套余热回收装置，但是缺乏针对该装置的余热回收分析系统，不能对余热回收的效率进行分析计算，对设备使用过程中空气流量和冷却水流量的关系无法确定，从而不能得出最优的水、气流量关系，达不到最优的换热效果。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种镁热法制备海绵钛生产设备用的余热回收分析系统。本发明能对换热设备的热空气流量和冷却水流量进行检测并分析，提高了换热系统流量参数的可靠性和合理性，使换热效果更佳。
本发明的技术方案：一种镁热法制备海绵钛生产设备用的余热回收分析系统，包括有换热壳体，换热壳体的一侧连接有热空气导入管，热空气导入管内设有第一热线风速仪和第三电热偶，换热壳体的另一侧设有冷空气出口，冷空气出口内设有第二热线风速仪，换热壳体内设有换热管，换热管的两端分别伸出换热壳体，并在其伸出的一端连接有冷却水导入管，冷却水导入管内设有第一电热偶，冷却水导入管外设有超声流量计，换热管伸出的另一端连接有热水导出管，热水导出管内设有第二电热偶；所述第一热线风速仪、第二热线风速仪、第三电热偶、第一电热偶和第二电热偶分别连接计算机。
前述的镁热法制备海绵钛生产设备用的余热回收分析系统，所述热空气导入管与换热壳体之间经法兰连接。
前述的镁热法制备海绵钛生产设备用的余热回收分析系统，所述换热管呈蛇形盘曲在所述换热壳体中。
本发明的有益效果：
1、本发明通过分别检测热空气进入的流量和温度、冷空气流出的流量和温度、以及冷却水进出时的温度和流量，并将检测结果汇入计算机计算进行分析，可得出合理可靠的流量参数，使换热效果达到最佳。
2、本发明的热空气导入管与换热壳体支架通过法兰连接，连接方便，且便于制造生产。
3、本发明的换热管呈蛇形盘曲在换热壳体中，使在有限的换热壳体空间中尽可能的增加换热管的长度，延长冷却水与热空气的换热时间，提高了换热效果。
为进一步证明本发明的有益效果，申请人做了如下实验：
在遵宝钛业有限公司还原蒸馏车间26#还原炉上进行的工业化试验，并进行了数据采集，并分别通过计算机绘制出热空气温度和水温变化（图2）、热空气流量和水流量变化图（图3）。
从图2和图3可以看出，换热器出口处的温度变化范围为77-83℃，平均温度为80.1℃，试验测试结果不确定性0.18%；换热器的热产品的质量流量为0.1124-0.1786kg/s，平均质量流量0.1466kg/s，试验测试结果不确定性0.85%。
附图说明
附图1为本发明的结构示意图；
附图2为热空气温度和水温变化图；
附图3为热空气流量和水流量变化图。
附图标记说明：1-换热壳体，2-热空气导入管，3-冷空气出口，4-换热管，5-冷却水导入管，6-热水导出管，7-法兰，8-第一热线风速仪，9-第二热线风速仪，10-超声流量计，11-第三电热偶，12-第二电热偶，13-第一电热偶，14-计算机。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
本发明的实施例
一种镁热法制备海绵钛生产设备用的余热回收分析系统，如附图1所示，包括有换热壳体1，换热壳体1的一侧连接有热空气导入管2，热空气导入管2内设有第一热线风速仪8和第三电热偶11，换热壳体1的另一侧设有冷空气出口3，冷空气出口3内设有第二热线风速仪9，换热壳体1内设有换热管4，换热管4的两端分别伸出换热壳体1，并在其伸出的一端连接有冷却水导入管5，冷却水导入管5内设有第一电热偶13，冷却水导入管5外设有超声流量计10，换热管4伸出的另一端连接有热水导出管6，热水导出管6内设有第二电热偶12；所述第一热线风速仪8、第二热线风速仪9、第三电热偶11、第一电热偶13和第二电热偶12分别连接计算机14。
所述热空气导入管2与换热壳体1之间经法兰7连接。
所述换热管4呈蛇形盘曲在所述换热壳体1中。
本发明的工作原理：使用时，首先将反应器周围的热空气收集，并通过热空气导入管2将热空气导入换热壳体1中，同时，通过水泵9将冷却水从冷却水导入管5中注入换热管4内，使其与换热器壳体1中的热空气进行热交换，吸热后的冷却水升温变成热水，并从热水导出管6导出，流入储水箱11进行储存，使用时，打开排水管12上的第三阀门13即可，而放热后的热空气变成冷空气，从冷空气出口3排出，空气和冷却水流动过程中，分别通过第一热线风速仪8和第二热线风速仪9测量热空气进入时的流速以及冷空气流出时的流速，同时，通过第三电热偶11检测热空气流入时的温度，通过超声流量计10检测冷却水的流量，并通过第一电热偶13和第二电热偶12检测冷却水进入时和排出时的温度，并将数据传输给计算机14即可。

Claims (3)

1.一种镁热法制备海绵钛生产设备用的余热回收分析系统，其特征在于：包括有换热壳体（1），换热壳体（1）的一侧连接有热空气导入管（2），热空气导入管（2）内设有第一热线风速仪（8）和第三电热偶（11），换热壳体（1）的另一侧设有冷空气出口（3），冷空气出口（3）内设有第二热线风速仪（9），换热壳体（1）内设有换热管（4），换热管（4）的两端分别伸出换热壳体（1），并在其伸出的一端连接有冷却水导入管（5），冷却水导入管（5）内设有第一电热偶（13），冷却水导入管（5）外设有超声流量计（10），换热管（4）伸出的另一端连接有热水导出管（6），热水导出管（6）内设有第二电热偶（12）；所述第一热线风速仪（8）、第二热线风速仪（9）、第三电热偶（11）、第一电热偶（13）和第二电热偶（12）分别连接计算机（14）。
2.根据权利要求1所述的镁热法制备海绵钛生产设备用的余热回收分析系统，其特征在于：所述热空气导入管（2）与换热壳体（1）之间经法兰（7）连接。
3.根据权利要求1所述的镁热法制备海绵钛生产设备用的余热回收分析系统，其特征在于：所述换热管（4）呈蛇形盘曲在所述换热壳体（1）中。
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