CN109028979A - 液态氯化镁余热回收系统及方法 - Google Patents

液态氯化镁余热回收系统及方法 Download PDF

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Abstract

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。

Description

液态氯化镁余热回收系统及方法
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。
根据本发明，换热区的底部渐缩，工作腔出料口处设有控制其开度的工作腔出料口控制阀；主换热装置外壁包裹保温层；驱动器外侧固定有保护罩。
根据本发明，过热器、蒸发器和预热器均为管状，并且过热器、蒸发器和预热器为圆管、椭圆管、菱形管和六边形管中的任一种。
根据本发明，气液分离器为汽包。
根据本发明，还包括：用于接收制备海绵钛的反应炉排出的液态氯化镁的收集器，收集器的底部设有收集器出料口和控制收集器出料口的开度的收集器出料口控制阀；用于接收收集器排出的液态氯化镁的流量控制器，流量控制器的底部设有流量控制器出料口和控制流量控制器出料口开度的流量控制器出料口控制阀，流量控制器出料口与工作腔进料口连通。
本发明另一方面提供一种利用上述任一项的余热回收系统对液态氯化镁进行余热回收的方法，包括：液态氯化镁经工作腔进料口注入粒化器中，由驱动器驱动旋转的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，在此过程中液态氯化镁变为氯化镁球形颗粒；氯化镁球形颗粒碰到工作腔的内壁后向下运动与过热器、蒸发器和预热器依次换热，冷却后的氯化镁球形颗粒从工作腔出料口排出主换热装置，其中，预热器中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，气液分离器中分离出的二级热水进入蒸发器，蒸发器中的二级热水与氯化镁球形颗粒换热形成气液混合物进入气液分离器，气液分离器分离出的饱和蒸气进入过热器，过热器中的饱和空气与氯化镁球形颗粒换热形成过热蒸气排出过热器。
(三)有益效果
本发明的余热回收系统以及利用上述余热回收系统进行余热回收的方法中，均能够将液态氯化镁粒化成球形颗粒，同时设置主换热装置和换热器，结合球形颗粒增大了换热面积，使得液态氯化镁的潜热及高温显热得到了回收利用，明显降低了企业的运营成本，增强了企业竞争力。
附图说明
图1为海绵钛反应炉和具体实施方式所提供的液态氯化镁余热回收系统的收集器配合时的结构示意图，其中收集器位于收集位置；
图2为具体实施方式所提供的液态氯化镁余热回收系统的结构示意图，其中收集器位于出料位置；
图3是图2中A-A截面的一种结构的截面图；
图4是图2中A-A截面的另一种结构的截面图；
图5是图2中B-B截面的截面图。
【附图标记说明】
A：反应炉；a：液态镁；b：海绵钛坨；c：液态氯化镁；1：收集器保温层；2：收集器；3：收集器出料口控制阀；4：天车吊绳；5：流量控制器保温层；6：流量控制器；7：流量控制器出料口控制阀；8：流量控制器出料口；9：主换热装置保温层；10：粒化器；11：保护罩；12：驱动器；13：主换热装置；14：粒化区；15：过渡区；16：换热区；17：冷风进口；18：工作腔出料口控制阀；19：冷风管道；20：鼓风机；21：热风管道；22：换热器；23：工作腔进料口；24：过热器；25：蒸发器；26：预热器；27：热风出口；28：环形气仓；29：进气支管；30：环形进气管；31：总进气管；32：气液分离器；33、34、35：泵。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。本文所提及的“顶”、“底”等方位名词以图1和图2的定向为参照。
参照图1和图2，本实施例中提供一种液态氯化镁余热回收系统，该余热回收系统包括收集器2、流量控制器6、主换热装置13、粒化器10、驱动器11、过热器24、蒸发器25、预热器26、气液分离器32和换热器22。
以海绵钛生产为例，在海绵钛制备过程中，用于制备海绵钛的反应炉A中含有TiCl4、液态镁a、海绵钛坨b、液态氯化镁c。反应炉A中的液态氯化镁c通过管道从反应炉A的顶端排出反应炉A，收集器2位于管道的下方，收集器2具有收集器进料口，该收集器进料口对准管道的出口，以接收反应炉A排出的液态氯化镁。收集器2的底部设有收集器出料口和收集器出料口控制阀3，收集器出料口用于排出收集器2中的液态氯化镁，收集器出料口控制阀3用于控制收集器出料口的开度，以至少决定是否排出液态氯化镁，在本实施例中还可以决定排出的流量大小。当然，本发明不局限于此，反应炉A也可以是用于其他工业生产的反应炉，其能排出液态氯化镁。
流量控制器6的顶部设有流量控制器进料口，收集器2位于流量控制器6上方且收集器2的收集器出料口对准流量控制器进料口时，流量控制器6接收收集器2排出的液态氯化镁。流量控制器6的底部设有流量控制器出料口8和流量控制器出料口控制阀7，流量控制器出料口8用于排出流量控制器6中的液态氯化镁，流量控制器出料口控制阀7控制流量控制器出料口8开度，以决定是否排出液态氯化镁以及排出的流量大小，具体地，在流量控制器6中设有液面高度传感器，流量控制器出料口控制阀7根据流量控制器6内液面的高度决定出料口的开度，使出料处的流量保持稳定。流量控制器6作为缓存及流量控制装置，能够保证液态氯化镁向粒化器10稳定的供应。
主换热装置13中具有工作腔，在工作腔的顶部连通有工作腔进料口23，底部连通有工作腔出料口。工作腔进料口23与流量控制器出料口8连通以接收液态氯化镁，在本实施例中，可通过一注料管连通工作腔的顶部和流量控制器的底部，该注料管的上部视为工作腔进料口23，下部视为工作腔进料口23。
粒化器10和驱动器11设于工作腔中，粒化器10的顶面为一平面或顶面具有凹腔，粒化器10的底部与驱动器12连接。由此，粒化器10的上述平面的中间区域的上方或凹腔的敞口的中间部分为粒化器10的入口，平面边缘的外侧或凹腔的敞口的靠近外侧的环形区域(也即凹腔的敞口的边缘区域)为粒化物出口。主换热装置13的工作腔进料口23对准粒化器10的入口。驱动器11驱动粒化器10旋转以进行离心粒化，具体而言粒化器10中的液态氯化镁由于离心力的作用，氯化镁在粒化器10表面铺展成膜，并向粒化器10的顶端敞口边缘移动，最后飞出粒化器10并朝向工作腔的内壁运动(优选液态氯化镁的运动轨迹为水平朝向工作腔的内壁)。液态氯化镁从粒化器10中飞出时可能是圆形液滴、液丝或液片，在液态氯化镁飞行的过程中其表面张力使其保持或形成球形，并且在飞行过程中与工作腔内部空气换热使外壳逐渐坚硬形成氯化镁球形颗粒。
过热器24、蒸发器25、预热器26设于主换热装置13的工作腔中，并且过热器24、蒸发器25和预热器26位于粒化器10的下方且由上至下依次排列，由此氯化镁球形颗粒撞击到工作腔的内壁后在重力的作用下下落，下落的过程依次与过热器24、蒸发器25和预热器26换热，即依次与过热器24、蒸发器25和预热器26中的介质换热。预热器26具有供冷水进入的入口和供一级热水排出的出口，蒸发器25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24具有供饱和蒸气进入的入口和供过热蒸气排出的出口。
气液分离器32用于实现气液分离。气液分离器32具有入口、液体出口和气体出口。
其中，预热器26的入口连通补给冷水管路，在该管路上设置泵34。预热器26的出口与气液分离器32的入口连通，预热器26中的补给的冷水经过预热器26时被预热器26从氯化镁球形颗粒吸收的热量加热成一级热水，一级热水进入气液分离器32。
其中，蒸发器25的入口与气液分离器32的液体出口通过管路连通，该管路上设有泵33。蒸发器25的出口与气液分离器32的入口连通。气液分离器32中的二级热水(比一级热水的温度高)经过蒸发器25时被蒸发器25从氯化镁球形颗粒吸收的热量加热，部分热水蒸发形成蒸汽，二级热水经蒸发器25形成气液混合物进入气液分离器32，气液混合物中的液体混入气液分离器32中原本的液体中形成二级热水。
其中，过热器24的入口与气液分离器32的气体出口连通。气液分离器32中分离出的饱和蒸气进入过热器24并经过过热器24时被过热器24从氯化镁球形颗粒吸收的热量加热成过热蒸气，该过热蒸气排出过热器24可作为能源使用，例如用于发电等。
以对作为海绵钛制备产物的液态氯化镁进行余热回收为例，经过与过热器24、蒸发器25、预热器26换热的冷却的氯化镁球形颗粒从工作腔出料口排出主换热装置13进行收集，此时氯化镁球形颗粒的温度在50℃以下。
由此，上述余热回收系统能够将液态氯化镁粒化成球形颗粒，并且冷却后的球形氯化镁颗粒纯度很高，可以直接用作化工原料等，提高了氯化镁的产品附加值。同时，设置主换热装置13以及过热器24、蒸发器25、预热器26，结合球形颗粒增大了换热面积，使得液态氯化镁的潜热及高温显热得到了回收利用，明显降低了企业的运营成本，增强了企业竞争力。另外，该系统采用高温氯化镁球形颗粒与设于工作腔内的蒸发器25内的水直接换热生产蒸汽的方式，避免了采用生产热空气进入余热锅炉生产蒸汽这种方式的动力消耗与能量损耗，能够更高效地回收液态氯化镁的余热，大幅降低海绵钛的生产能耗，提升企业竞争力。此外，铁质收集器不存在对冷却后的氯化镁球形颗粒构成污染的问题，可进行无污染处理，例如，球形颗粒可流入包装袋进行打包、外运。
当然，本发明不局限于必须具有收集器和流量控制器，液态氯化镁可通过任意装置注入主换热装置13中。
进一步，在本实施例中，主换热装置13还包括与工作腔连通的冷风进口17和热风出口27，冷风进口17低于粒化器10且高于过热器24，热风出口27位于工作腔的顶部，高于冷风进口17。换热器22的冷水入口连接用于补给冷水的管路，该管路上设有泵35。换热器22的热气进口与主换热装置13的热风出口27通过热风管道21连通，换热器22的热水出口与气液分离器32的入口连通，以将冷水与主换热装置13排出的热风换热形成的热水送入气液分离器32作为补给水。而换热器22的冷气出口与冷风进口17连通，以将冷水与主换热装置13排出的热风换热形成的冷风循环使用。如此设置，一方面，刚刚结壳的氯化镁球形颗粒在经过过热器24前先被冷风进口进入的冷风冷却，保证带液心的颗粒经过过热器24后后续蒸发器25、预热器26时不会发生二次熔化；另一方面，换热器22也进行了热量回收，主换热装置13和换热器22的配合，实现了不同能级的余热全回收。优选地，换热器22为余热锅炉。
结合图2和图5，在本实施例中，余热回收系统还包括连接于主换热装置13的环形气仓28，环形气仓28的内环面设有多个微孔，微孔与工作腔的冷风进口17连通，即微孔的出气穿过冷风进口17吹入工作腔中。微孔的直径小于粒化后氯化镁颗粒的最小直径。
余热回收系统还包括多个进气支管29、环形进气管30、总进气管31，进气支管29的出口与环形气仓28的外环面连通，并且多个进气支管29沿环形气仓28的轴线均匀布置。环形进气管30与进气支管29的入口连通，总进气管31的出口与环形进气管30连通，换热器22的冷气出口与总进气管31的入口通过冷风管道19连通。由此，换热器22的冷气经总进气管31、环形进气管30、进气支管29、环形气仓28进入工作腔。在冷风管道19上设有循环风机20用于进行冷气循环，如此对冷气的循环使用可以节约能源，减少成本。
在本实施例中，过热器24、蒸发器25和预热器26均为管状，参照图3和图4，管状过热器24、蒸发器25和预热器26的排列方式可以分为顺排排列(图3)和叉排排列(图4)。气液分离器32为汽包。
进一步，本实施例中，收集器2能够在与反应炉A的液态氯化镁出口(在本实施例中即为从反应炉A中伸出的管道的出口)对准以接收液态氯化镁的收集位置(参照图1)和放置在流量控制器6上并能够向流量控制器6中注入液态氯化镁的出料位置(参照图2)之间移动。在海绵钛制备系统中包括多个反应炉A时，余热回收系统包括至少两个收集器2，每个收集器2能够对每个反应炉A进行液态氯化镁的收集，即收集器2能够在对应于每个反应炉A的收集位置和上述出料位置之间移动。由此，在多个反应炉A同时工作时，可控制其在不同时间排出液态氯化镁，进而至少两个收集器2可交替对液态氯化镁进行收集和对流量控制器的排出，这样可以保证流量控制器几乎连续地接收液态氯化镁，提高整体系统的工作效率。
优选地，在收集器2的四周均匀布置四个吊耳，每个吊耳均连接有一天车吊绳4，收集器2能够通过天车的悬吊在收集位置和出料位置之间移动。
进一步，参照图2，在本实施例中，工作腔由上至下包括依次连通的粒化区14、过渡区15和换热区16。粒化区14为圆柱形，粒化器10位于粒化区14中，热风出口27位于粒化区14。过渡区15的内壁由上至下向内倾斜呈圆锥形，冷风进口17与过渡区15连通。工作腔出料口位于换热区16，并且过热器24、蒸发器25和预热器26位于换热区16中，换热区16的底部渐缩呈圆锥形，工作腔出料口处设置控制其开度的工作腔出料口控制阀18。
进一步，参照图1和图2，收集器2由不锈钢制成，顶部形成圆形的收集器进料口(该进料口的直径为上述管道的外径的2倍，以保证进料过程中收集器2内外气压平衡)，收集器出料口可由连接在收集器底部的管路形成。收集器2中设有用于容纳液态氯化镁的收集腔，腔壁喷涂耐高温抗氧化涂层，收集器进料口和出料口均与收集腔连通，收集腔的底部渐缩形成倒梯形。收集器2的外壁包裹保温层(即图中的收集器保温层1)，以减少液态氯化镁在收集过程中的散热，防止了液态氯化镁表层的凝固结壳。收集器2的尺寸根据液态氯化镁的排出量确定，为最大排出量的1.5倍。
流量控制器6为不锈钢材料，流量控制器6内部形成用于容纳液态氯化镁的流量控制腔，腔壁喷涂耐高温抗氧化涂层，流量控制器6的进料口和出料口均与该流量控制腔连通。流量控制器6的外壁包裹保温层(即图中的流量控制器保温层5)，以减少高温颗粒的散热损失。顶部的中心位置设置圆形的流量控制器进料口(该进料口的直径为收集器出料口的外径的2倍)，出料口距离粒化器100mm～800mm。流量控制器6流量控制腔的底部渐缩形成倒梯形，驱动器11为调速电机，外侧固定有保护罩11。
主换热装置13为移动床或者鼓泡床。主换热装置13外部包裹保温材料形成保温层(参照图中示出的主换热装置保温层9)，以减少高温颗粒的散热损失。
粒化器10由不锈钢加工而成，粒化器10中用于接触液态氯化镁的表面喷涂耐高温抗氧化涂层，底部直接与驱动器11连接。如粒化器10为圆筒形，粒化器10的外径为50-250mm；如粒化器10为非锥形等非圆筒形，粒化器10的最大外径为50-250mm。粒化器10的转速为100rpm～1200rpm，获得的球形氯化镁颗粒直径大于0且小于等于5mm。
进一步，上述各控制阀均为电动的。
综上，在多个反应炉A同时制备海绵钛时，多个反应炉A依次间隔地排出液态氯化镁，上述至少两个收集器2中的一个收集器2对于当前排出液态氯化镁的反应炉A执行如下步骤：
S1、收集器2位于当前排出的液态氯化镁的反应炉A所对应的收集位置接收液态氯化镁，此时收集器出料口控制阀3控制收集器出料口关闭(参见图1)；
S2、收集器2移动至出料位置(参见图2)，收集器出料口控制阀3控制收集器出料口打开，收集器2向流量控制器6排出液态氯化镁，流量控制器6接收收集器2排出的液态氯化镁并将其经过工作腔进料口23注入粒化器10中(优选此时粒化器10已经由驱动器11驱动旋转)，其中，通过流量控制器出料口控制阀7控制流量控制器出料口8的开度以控制液态氯化镁进入粒化器10的速度；
S3、由驱动器11驱动旋转的粒化器10中的液态氯化镁由于离心力的作用飞出粒化器10并朝向工作腔的内壁运动，在此过程中液态氯化镁变为氯化镁球形颗粒；
S4、氯化镁球形颗粒碰到工作腔的内壁后向下运动与冷风进口进入的冷风、过热器24、蒸发器25和预热器26依次换热，冷却后的氯化镁球形颗粒从工作腔出料口排出主换热装置13，热空气从热风出口27排出并进入换热器22进行换热。其中，预热器26中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32，气液分离器32中分离出的二级热水进入蒸发器25，蒸发器25中的二级热水与氯化镁球形颗粒换热形成气液混合物进入气液分离器32，气液分离器32分离出的饱和蒸气进入过热器24，过热器24中的饱和空气与氯化镁球形颗粒换热形成过热蒸气排出过热器24。
优选地，对每一台反应炉A而言，液态氯化镁的排出是间歇性的，间隔时间是固定的，整个生产车间会有多台反应炉A同时进行工作，所以通过调节每台反应炉A的排放氯化镁的时间，来保证能够基本连续地向流量控制器导入液态氯化镁。
当然，本发明不局限于此，本实施例中的余热回收系统也可仅对应于一个反应炉A使用，此时余热回收的方法包括如下步骤：
S1、收集器2接收反应炉A排出的液态氯化镁；
S2、收集器2向流量控制器6排出液态氯化镁，流量控制器6接收收集器2排出的液态氯化镁并将其经过工作腔进料口23注入粒化器10中(优选此时粒化器10已经由驱动器11驱动旋转)，其中，通过流量控制器出料口控制阀7控制流量控制器出料口8的开度以控制液态氯化镁进入粒化器10的速度；
S3、由驱动器11驱动旋转的粒化器10中的液态氯化镁由于离心力的作用飞出粒化器10并朝向工作腔的内壁运动，在此过程中液态氯化镁变为氯化镁球形颗粒；
S4、氯化镁球形颗粒碰到工作腔的内壁后向下运动与从冷风进口进入工作腔的冷空气换热，冷却后的氯化镁球形颗粒从工作腔出料口排出主换热装置13，热空气从热风出口27排出并进入换热器22进行换热。
由此，利用上述余热回收系统进行余热回收的方法能够将液态氯化镁粒化成球形颗粒，并且冷却后的球形氯化镁颗粒纯度很高，可以直接用作化工原料等，提高了氯化镁的产品附加值。同时，设置主换热装置13和换热器22，结合球形颗粒增大了换热面积，使得液态氯化镁的潜热及高温显热得到了回收利用，明显降低了企业的运营成本，增强了企业竞争力。此外，冷却后的氯化镁球形颗粒不会存在对铁质收集器构成污染的问题，可进行无污染处理，例如，球形颗粒可流入包装袋进行打包、外运。
需要理解的是，以上对本发明的具体实施例进行的描述只是为了说明本发明的技术路线和特点，其目的在于让本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，但本发明并不限于上述特定实施方式。凡是在本发明权利要求的范围内做出的各种变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种液态氯化镁的余热回收系统，其特征在于，包括：
主换热装置(13)，所述主换热装置(13)中具有工作腔，在所述工作腔的顶部连通有工作腔进料口(23)，底部连通有工作腔出料口；
设于所述工作腔中的粒化器(10)和驱动器(11)，所述主换热装置(13)的工作腔进料口(23)对准所述粒化器(10)的入口，所述驱动器(11)与所述粒化器(10)连接以驱动其旋转进行离心粒化；
设于所述工作腔中的过热器(24)、蒸发器(25)、预热器(26)，所述过热器(24)、所述蒸发器(25)和所述预热器(26)位于所述粒化器(10)的下方并由上至下依次排列；
气液分离器(32)，所述气液分离器(32)具有入口、液体出口和气体出口，所述预热器(26)具有供冷水进入的入口和供一级热水排出的出口，所述蒸发器(25)具有供二级热水进入的入口和供气液混合物排出的出口，所述过热器(24)具有供饱和蒸气进入的入口和供过热蒸气排出的出口，所述预热器(26)的出口与所述气液分离器(32)的入口连通，所述蒸发器(25)的入口与所述气液分离器(32)的液体出口连通，所述蒸发器(25)的出口与所述气液分离器(32)的入口连通，所述过热器(24)的入口与所述气液分离器(32)的气体出口连通。
2.根据权利要求1所述的液态氯化镁的余热回收系统，其特征在于，
所述主换热装置还包括与所述工作腔连通的冷风进口和热风出口(27)，所述冷风进口低于所述粒化器(10)且高于所述过热器(24)，所述热风出口(27)位于所述工作腔的顶部；
所述余热回收系统还包括换热器(22)，所述换热器(22)的热气进口与所述主换热装置的热风出口(27)连通，所述换热器(22)的热水出口与所述气液分离器(32)的入口连通，以将冷水与所述主换热装置排出的热风换热形成热水送入气液分离器(32)。
3.根据权利要求2所述的液态氯化镁的余热回收系统，其特征在于，还包括：
连接于所述主换热装置(13)的环形气仓(28)，所述环形气仓(28)的内环面设有多个微孔，所述微孔与所述工作腔的冷风进口连通。
4.根据权利要求3所述的液态氯化镁的余热回收系统，其特征在于，还包括：
多个进气支管(29)，所述进气支管(29)的出口与所述环形气仓(28)的外环面连通；
环形进气管(30)，所述环形进气管(30)与所述进气支管(29)的入口连通；
总进气管(31)，所述总进气管(31)的出口与所述环形进气管(30)连通；
所述换热器的冷气出口与所述总进气管(31)的入口连通。
5.根据权利要求2所述的液态氯化镁的余热回收系统，其特征在于，
所述工作腔由上至下包括依次连通的粒化区(14)、过渡区(15)和换热区(16)；
所述粒化器(10)位于所述粒化区(14)中；
所述过渡区(15)的内壁由上至下向内倾斜，所述冷风进口与所述过渡区(15)连通；
所述工作腔出料口与所述换热区(16)连通，并且所述过热器(24)、所述蒸发器(25)和所述预热器(26)位于所述换热区(16)中。
6.根据权利要求5所述的液态氯化镁的余热回收系统，其特征在于，
所述换热区(16)的底部渐缩，所述工作腔出料口处设有控制其开度的工作腔出料口控制阀(18)；
所述主换热装置外壁包裹保温层；
所述驱动器(11)外侧固定有保护罩。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的液态氯化镁的余热回收系统，其特征在于，
所述过热器(24)、所述蒸发器(25)和所述预热器(26)均为管状，并且所述过热器(24)、所述蒸发器(25)和所述预热器(26)为圆管、椭圆管、菱形管和六边形管中的任一种。
8.根据权利要求1-6中任一项所述的液态氯化镁的余热回收系统，其特征在于，
所述气液分离器(32)为汽包。
9.根据权利要求1所述的液态氯化镁的余热回收系统，还包括：
用于接收制备海绵钛的反应炉(A)排出的液态氯化镁的收集器(2)，所述收集器(2)的底部设有收集器出料口和控制所述收集器出料口的开度的收集器出料口控制阀(3)；
用于接收所述收集器(2)排出的液态氯化镁的流量控制器(6)，所述流量控制器(6)的底部设有流量控制器出料口和控制所述流量控制器出料口开度的流量控制器出料口控制阀(7)，所述流量控制器出料口与所述工作腔进料口(23)连通。
10.一种利用权利要求1-9中任一项所述的余热回收系统对液态氯化镁进行余热回收的方法，其特征在于，包括：
液态氯化镁经工作腔进料口(23)注入所述粒化器(10)中，由所述驱动器(11)驱动旋转的粒化器(10)中的液态氯化镁由于离心力的作用飞出所述粒化器(10)并朝向所述工作腔的内壁运动，在此过程中所述液态氯化镁变为氯化镁球形颗粒；
所述氯化镁球形颗粒碰到所述工作腔的内壁后向下运动与所述过热器(24)、所述蒸发器(25)和所述预热器(26)依次换热，冷却后的氯化镁球形颗粒从所述工作腔出料口排出所述主换热装置(13)，其中，所述预热器(26)中的冷水与所述氯化镁球形颗粒换热形成一级热水进入气液分离器(32)，所述气液分离器(32)中分离出的二级热水进入所述蒸发器(25)，所述蒸发器(25)中的二级热水与所述氯化镁球形颗粒换热形成气液混合物进入气液分离器(32)，气液分离器(32)分离出的饱和蒸气进入过热器(24)，过热器(24)中的饱和空气与所述氯化镁球形颗粒换热形成过热蒸气排出所述过热器(24)。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108870994A (zh) * 2018-07-20 2018-11-23 东北大学 液态高炉渣的余热回收系统及方法
CN110906763A (zh) * 2019-12-03 2020-03-24 西安交通大学 一种基于联合冷却高温固体颗粒的余热回收系统及方法
CN111825349A (zh) * 2020-06-18 2020-10-27 西安交通大学 一种石灰-电石联产系统及方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101921884A (zh) * 2009-06-12 2010-12-22 中国科学院过程工程研究所 一种高炉熔渣干式显热回收系统和生产工艺
CN102433400A (zh) * 2011-12-23 2012-05-02 东北大学 高温冶金渣粒余热回收装置
CN104404179A (zh) * 2014-10-18 2015-03-11 郑州轻工业学院 一种液态高温物料余热回收装置
CN104846209A (zh) * 2015-05-29 2015-08-19 东北大学 一种从熔融铜渣中分步还原回收铁及煤气化回收余热的系统及方法
CN106041108A (zh) * 2016-06-01 2016-10-26 重庆大学 镍铁合金干法粒化及甲烷水蒸气重整余热回收装置和方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101921884A (zh) * 2009-06-12 2010-12-22 中国科学院过程工程研究所 一种高炉熔渣干式显热回收系统和生产工艺
CN102433400A (zh) * 2011-12-23 2012-05-02 东北大学 高温冶金渣粒余热回收装置
CN104404179A (zh) * 2014-10-18 2015-03-11 郑州轻工业学院 一种液态高温物料余热回收装置
CN104846209A (zh) * 2015-05-29 2015-08-19 东北大学 一种从熔融铜渣中分步还原回收铁及煤气化回收余热的系统及方法
CN106041108A (zh) * 2016-06-01 2016-10-26 重庆大学 镍铁合金干法粒化及甲烷水蒸气重整余热回收装置和方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108870994A (zh) * 2018-07-20 2018-11-23 东北大学 液态高炉渣的余热回收系统及方法
CN108870994B (zh) * 2018-07-20 2019-10-25 东北大学 液态高炉渣的余热回收系统及方法
CN110906763A (zh) * 2019-12-03 2020-03-24 西安交通大学 一种基于联合冷却高温固体颗粒的余热回收系统及方法
CN111825349A (zh) * 2020-06-18 2020-10-27 西安交通大学 一种石灰-电石联产系统及方法
CN111825349B (zh) * 2020-06-18 2021-09-07 西安交通大学 一种石灰-电石联产系统及方法

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