CN111763834A - 一种应用于倒u型海绵钛还原蒸馏炉的冷凝支桶 - Google Patents
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Abstract
一种应用于倒U型海绵钛还原蒸馏炉的冷凝支桶，包括顶端开口的圆柱形的桶体，所述桶体侧壁外套设间接冷却水套，间接冷却水套的下部设有间接冷却水进水口，间接冷却水套的上部设有间接冷却水出水口；所述桶体内设有一个直接冷却水喷水环，直接冷却水喷水环的设置位置不高于所述间接冷却水套的上沿，在直接冷却水喷水环上方的桶体侧壁上还设有溢流口；直接冷却水喷水环上设有多个向位于桶体内的冷端反应器器壁喷水的喷水口，直接冷却水喷水环的侧面连接有贯穿桶体侧壁和间接冷却水套的直接冷却水进水口，所述桶体下部还设有直接冷却水出水口。本发明可以效改善冷凝支桶的冷却效果，减缓蒸馏堵管现象。
Description
技术领域
本发明属于海绵钛生产领域，特别涉及一种应用于倒U型海绵钛还原蒸馏炉的冷凝支桶。
背景技术
在倒U型海绵钛还原蒸馏炉生产中，冷凝支桶是一个重要的生产设备。冷凝支桶的作用是在海绵钛蒸馏过程中对冷端反应器进行冷却，使蒸馏过程中从热端蒸发出来的镁和氯化镁蒸汽凝结沉积到冷端反应器壁上。冷凝支桶的冷却方式对蒸馏过程有重要的影响，目前国内使用倒U型炉的海绵钛企业，所使用的冷凝支桶结构均为浸泡式冷却方式，冷凝支桶下部进水，在冷凝支桶上部不同高度设置三个出水口，蒸馏时反应器下半部分全部浸泡在冷凝支桶的水中，通过从不同高度的出水口出水来调节冷端反应器内部的温度。
蒸馏初期进入到冷端反应器内部的蒸汽量较大，冷端内部温度较高，冷凝支桶需要设置高水位防止反应器内部温度过高，以此避免镁蒸气来不及冷凝进入到真空系统中，在高恒温蒸馏的中后期，蒸汽量较小，需要冷凝支桶设置相对较低的水位，防止冷端内部温度过低导致蒸汽在冷端大盖上冷凝造成蒸馏堵管。目前的冷凝支桶的结构无法进行线性调节，只能进行三档水位调节温度，因此针对不同蒸馏阶段所需的冷却效果适应性较差，且浸泡式冷却进水口和出水口布局在180°的位置，使用过程冷却水全部在液面以下流动，不可避免存在局部水短路的情况，进而导致冷却不均的现象。
发明内容
本发明的目的是提供一种应用于倒U型海绵钛还原蒸馏炉的冷凝支桶，采用间接水加直接水喷淋冷却的方式，根据不同蒸馏阶段的冷端反应器内部不同温度，调节冷却水量，可以效改善冷凝支桶的冷却效果，减缓蒸馏堵管现象。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种应用于倒U型海绵钛还原蒸馏炉的冷凝支桶，包括顶端开口的圆柱形的桶体，所述桶体侧壁外套设间接冷却水套，间接冷却水套的下部设有间接冷却水进水口，间接冷却水套的上部设有间接冷却水出水口；所述桶体内设有一个直接冷却水喷水环，直接冷却水喷水环的设置位置不高于所述间接冷却水套的上沿，在直接冷却水喷水环上方的桶体侧壁上还设有溢流口；直接冷却水喷水环上设有多个向位于桶体内的冷端反应器器壁喷水的喷水口，直接冷却水喷水环的侧面连接有贯穿桶体侧壁和间接冷却水套的直接冷却水进水口，所述桶体下部还设有直接冷却水出水口。
所述直接冷却水进水口和所述间接冷却水出水口位于同一高度。
所述直接冷却水喷水环上均布有多个直径20mm的喷水口。
所述间接冷却水套上设有一个不与间接冷却水套内腔连通的连接孔，所述直接冷却水进水口设置在连接孔内。
所述桶体底部的底板倾斜设置，所述的直接冷却水出水口设置在底板最低端对应的桶体侧壁上。
所述桶体侧壁上还设有液位计接口，液位计接口的设置位置高于所述直接冷却水出水口，且不低于所述间接冷却水套的下沿，液位计接口穿过间接冷却水套和所述桶体连通，以监测桶体内的液位。
所述桶体底部设有下法兰，桶体顶部设有上法兰。
所述间接冷却水套焊接在桶体侧壁外侧。
所述直接冷却水喷水环焊接在筒体侧壁内侧。
本发明的有益效果是：本发明采用喷淋的方式对冷端反应器直接进行喷淋冷却，冷却更均匀，且喷淋水量可以线性的控制，即使在蒸馏初期，也可以通过喷淋水量的调节满足冷端反应器在蒸馏初期不同细分阶段的温度要求，从而使得对冷端反应器温度控制更加线性和细致。而在蒸馏后期，可以降低喷淋量，甚至不进行喷淋，而只是采用间接冷却水套的冷却控制冷端反应器的温度。
本发明中间接冷却水套自始至终通有循环的冷却水，对喷淋冷却进行辅助，改善冷凝支桶整体的冷却效果。
本发明中直接冷却水喷水环设置在间接冷却水套覆盖的范围内，可确保喷水环内的直接冷却水处于一个相对较低的温度环境中，保证对冷端反应器的冷却效果，并可节省直接冷却水的用量，节能降耗。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图中标记：1、下法兰，2、桶体，3、上法兰，4、间接冷却水套，5、底板，6、直接冷却水喷水环；a-间接冷却水进水口，b-直接冷却水进水口，c-液位计接口，d-间接冷却水出水口，e-溢流口，f-直接冷却水出水口。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不作为对发明做任何限制的依据。
参照附图所示，一种应用于倒U型海绵钛还原蒸馏炉的冷凝支桶，其桶体2为顶端敞口的圆柱形，桶体2的底部设置有下法兰1，顶部设置有上法兰3，在桶体2侧壁套设有间接冷却水套4，间接冷却水套4的轴向长度小于桶体2高度，间接冷却水套4通过焊接的方式与桶体2侧壁固定连接，在间接冷却水套4内通有间接冷却水，本发明所述的“间接冷却”是指冷却水和还原蒸馏炉冷端反应器不接触。间接冷却水套4采用下进上出的进水结构，在间接冷却水套4下部设有间接冷却水进水口a，间接冷却水套4的上部设有间接冷却水出水口d，并且间接冷却水进水口a和间接冷却水出水口d为异侧设置。在所述桶体2的侧壁内侧设有直接冷却水喷水环6，直接冷却水喷水环6为闭合的环形圆管，并通过焊接的方式固定在桶体2侧壁的内侧，直接冷却水喷水环6的设置高度不高于所述间接冷却水套4的上沿，直接冷却水喷水环6上设有多个向位于桶体2内的冷端反应器器壁喷水的喷水口，直接冷却水喷水环6的侧面连接有贯穿桶体2侧壁和间接冷却水套4的直接冷却水进水口b，直接冷却水进水口b和所述间接冷却水出水口d位于同一高度，并相对设置。所述桶体2下部还设有直接冷却水出水口f，以及时排出桶体2内的水，避免冷却水的积存。所述桶体2上部还设有溢流口e，防止因直接冷却水出水口f堵塞造成的桶体2内部水位过高的情况出现，溢流口e设置在所述间接冷却水出水口d的正上方，并高于间接冷却水套4的上沿。
优选的，所述桶体2的底板5采用倾斜设置的方式，并在最低点处对应的桶体2侧壁上设置直接冷却水出水口f，直接冷却水出水口f略高于底板5，便于水的排出。
所述直接冷却水喷水环6上均布有多个直径20mm的喷水口。
所述间接冷却水套4上设有一个不与间接冷却水套4内腔连通的连接孔，所述直接冷却水进水口b设置在连接孔内。
所述桶体2侧壁上还设有液位计接口c，液位计接口c的设置位置高于所述直接冷却水出水口f，且不低于所述间接冷却水套4的下沿，液位计接口c穿过间接冷却水套4和所述桶体2内部连通，以监测桶体2内的液位。
所述液位计接口c在穿过间接冷却水套4时，也可以采用和所述直接冷却水进水口b同样的方式。
通过采用本发明所述的冷凝支桶，使得冷端反应器器壁得到更均匀的冷却，并且可以根据冷端反应器内部温度对冷却水进行连续多级的线性调节，显著的减缓冷端蒸馏管堵管现象。
利用倒U型还原蒸馏炉进行海绵钛蒸馏试验，试验组采用本发明所述的冷凝支桶，对照组采用常规的冷凝支桶，分别进行3次蒸馏试验，其结果如下表所示：
由以上结果可知，本发明的冷凝支桶使用效果好，操作简单，满足了现场使用要求，可显著减缓蒸馏阶段冷端堵管现象。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，所属领域的普通技术人员应当理解，参照上述实施例可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换均在申请待批的权利要求保护范围之内。
Claims (9)
1.一种应用于倒U型海绵钛还原蒸馏炉的冷凝支桶，包括顶端开口的圆柱形的桶体，其特征在于：所述桶体侧壁外套设间接冷却水套，间接冷却水套的下部设有间接冷却水进水口，间接冷却水套的上部设有间接冷却水出水口；所述桶体内设有一个直接冷却水喷水环，直接冷却水喷水环的设置位置不高于所述间接冷却水套的上沿，在直接冷却水喷水环上方的桶体侧壁上还设有溢流口；直接冷却水喷水环上设有多个向位于桶体内的冷端反应器器壁喷水的喷水口，直接冷却水喷水环的侧面连接有贯穿桶体侧壁和间接冷却水套的直接冷却水进水口，所述桶体下部还设有直接冷却水出水口。
2.根据权利要求1所述的一种应用于倒U型海绵钛还原蒸馏炉的冷凝支桶，其特征在于：所述直接冷却水进水口和所述间接冷却水出水口位于同一高度。
3.根据权利要求1所述的一种应用于倒U型海绵钛还原蒸馏炉的冷凝支桶，其特征在于：所述直接冷却水喷水环上均布有多个直径20mm的喷水口。
4.根据权利要求1所述的一种应用于倒U型海绵钛还原蒸馏炉的冷凝支桶，其特征在于：所述间接冷却水套上设有一个不与间接冷却水套内腔连通的连接孔，所述直接冷却水进水口设置在连接孔内。
5.根据权利要求1所述的一种应用于倒U型海绵钛还原蒸馏炉的冷凝支桶，其特征在于：所述桶体底部的底板倾斜设置，所述的直接冷却水出水口设置在底板最低端对应的桶体侧壁上。
6.根据权利要求1所述的一种应用于倒U型海绵钛还原蒸馏炉的冷凝支桶，其特征在于：所述桶体侧壁上还设有液位计接口，液位计接口的设置位置高于所述直接冷却水出水口，且不低于所述间接冷却水套的下沿，液位计接口穿过间接冷却水套和所述桶体连通，以监测桶体内的液位。
7.根据权利要求1所述的一种应用于倒U型海绵钛还原蒸馏炉的冷凝支桶，其特征在于：所述桶体底部设有下法兰，桶体顶部设有上法兰。
8.根据权利要求1所述的一种应用于倒U型海绵钛还原蒸馏炉的冷凝支桶，其特征在于：所述间接冷却水套焊接在桶体侧壁外侧。
9.根据权利要求1所述的一种应用于倒U型海绵钛还原蒸馏炉的冷凝支桶，其特征在于：所述直接冷却水喷水环焊接在筒体侧壁内侧。
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