CN110157926A - 一种海绵钛还原过程中带加料余热利用的大盖 - Google Patents

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Abstract

一种海绵钛还原过程中带加料余热利用的大盖，其中心部位设一套管，其内设一伸入到反应器下部的加料余热利用装置；其由法兰、四氯化钛进料管、气化加料管、气孔和底板组成；法兰中心部位设有气化加料管；其顶部中心设有四氯化钛进料管，下部开设气孔。本发明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，增加了产品的品级率和合格率，节约反应器底部送电电耗成本，降低了生产成本、能源损耗；实现了钛坨中心成孔，增加钛坨蒸馏表面积，大大减少蒸馏电耗，缩短生产周期；加料方式杜绝了产生混合气体的排放，节约生产成本、改善操作工的劳动环境；结构简单，操作方便，运行时间长。

Description

一种海绵钛还原过程中带加料余热利用的大盖
技术领域
本发明涉及一种海绵钛的生产装置，特别涉及一种海绵钛还原过程中带加料余热利用的大盖。
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，与镁液面接触发生化学反应，镁还原四氯化钛是放热反应，反应热直接幅热到大盖底板，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；在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，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；在还原蒸馏工序中，炉型多数采用倒“U”型联合法生产，其特点是单炉产量大，优级品率高，能耗低的优势。但是，随着炉型的增大，还原期间反应器中心部位散热不及时，导致中心部位温度偏高，造成中心部位产品烧结、结构致密、夹心MgCl2偏多、硬块量增加等问题，从而严重影响产品的合格率，增加了海绵钛的生产成本。根据生产工艺条件，反应器中上部是放热反应，需要及时散热，反应器下部为了便于排放氯化镁，需要外部送电加热来维持高温的液体氯化镁温度，增加反应器底部生产电耗；海绵钛钛坨还原结束后转为进行蒸馏生产时，蒸馏表面积对钛坨的蒸馏速度影响特别大，蒸发表面积越大，蒸馏速率就快，且钛坨中心部位杂质很难蒸馏干净，如在钛坨中心部位增加蒸发表面积，能更好达到蒸馏效果。
综合上述，需解决的问题有：（1）镁法还原四氯化钛生产时，需对反应区的上部进行散热，同时也需对反应器下部区域进行加热的过程；（2）还原生产反应器内压力偏高时排出多余气体造成大气污染和生产原料的浪费；（3）蒸馏时需增大蒸发表面积。
发明内容
本发明是为了解决生产海绵钛过程中的还原期间反应区上部域温度高且散热不及时和反应器下部需送电加热、解决反应器内压力偏高气体排放污染及蒸馏生产需增大蒸发表面积的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种海绵钛还原过程中带加料余热利用的大盖3，包括有设于大盖3的耐高温密封圈2；所述大盖3中心部位设置有一套管4，其内设置有一伸入到反应器1下部的加料余热利用装置5；
所述加料余热利用装置5由法兰501、四氯化钛进料管502、气化加料管503、气孔504和底板505 组成；
所述法兰501中心部位设置有气化加料管503；
所述气化加料管503顶部中心设置有四氯化钛进料管502；
所述气化加料管503下部开设三个以上气孔504；
所述气化加料管503底部设置有底板505。
采用上述技术方案的有益效果是：
1、本发明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，增加了产品的品级率和合格率。
2、本发明利用还原余热，能节约反应器底部送电电耗成本，降低了生产成本、能源损耗。
3、本发明实现了钛坨中心成孔，增加钛坨蒸馏表面积，大大减少蒸馏电耗，缩短生产周期。
4、本发明在还原期间采用气化加料，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。
5、本发明改变了还原生产的反应面，由原来反应面在反应器上部液面转移到反应器的底部位置进行还原反应。
6、本发明的加料方式杜绝了产生混合气体的排放，节约生产成本、改善操作工的劳动环境。
7、本发明结构简单，操作方便，运行时间长。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图中：1－反应器、2－耐高温密封圈、3－大盖、4－套管、5－加料余热利用装置、6－海绵钛钛坨；
图2为本发明中加料余热利用装置的结构示意图；
图中：501－法兰、502－四氯化钛进料管、503－气化加料管、504－气孔、505－底板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，一种海绵钛还原过程中带加料余热利用的大盖3，包括有设于大盖3的耐高温密封圈2；所述大盖3中心部位设置有一套管4，其内设置有一伸入到反应器1下部的加料余热利用装置5；
如图1所示，加料余热利用装置5由法兰501、四氯化钛进料管502、气化加料管503、气孔504和底板505 组成；
所述法兰501中心部位设置有气化加料管503；
所述气化加料管503顶部中心设置有四氯化钛进料管502；
所述气化加料管503下部开设三个以上气孔504；
所述气化加料管503底部设置有底板505。
利用本发明在海绵钛还原反应时，由于镁液温度达800℃左右，在向四氯化钛进料管502通入常温的四氯化钛达到气化加料管503底部时，吸收气化加料管503管壁的热，即降低中心温度的热量，四氯化钛吸热随即被气化，被气化的四氯化钛通过气孔504流出进入反应器1内，过程中吸收液镁温度已完全被气化，气化的四氯化钛与镁发生氧化还原放热反应，从而实现有效的气化加料、降低反应器1上部中心温度；反应器1底部用反应热供热后，不需要再对反应器1底部进行送电，减少还原生产电耗；被气化的四氯化钛是在反应器的底部与镁发生还原反应，气体四氯化钛未达到镁液面就反应生产钛，因此在大盖底板与镁液面之间没有四氯化钛的存在，反应压力不会升高；还原结束后，海绵钛钛坨6已形成，吊出加料余热利用装置5，在海绵钛钛坨6中心部位的加料余热利用装置5形成了中心通道，增加了海绵钛钛坨6的蒸发表面积，达到减少蒸馏生产电耗，缩短蒸馏生产周期的目的。

Claims (1)

1.一种海绵钛还原过程中带加料余热利用的大盖（3），包括有设于大盖（3）的耐高温密封圈（2）；其特征在于：所述大盖（3）中心部位设置有一套管（4），其内设置有一伸入到反应器（1）下部的加料余热利用装置（5）；
所述加料余热利用装置（5）由法兰（501）、四氯化钛进料管（502）、气化加料管（503）、气孔（504）和底板（505）组成；
所述法兰（501）中心部位设置有气化加料管（503）；
所述气化加料管（503）顶部中心设置有四氯化钛进料管（502）；
所述气化加料管（503）下部开设三个以上气孔（504）；
所述气化加料管（503）底部设置有底板（505）。
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