CN206828620U - 一种金属镁还原用风冷型结晶套筒 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种金属镁还原用风冷型结晶套筒，包括一个直筒状的降温筒，降温筒内为结晶腔，结晶腔内设置结晶筒，降温筒由三层筒壁构成，三层筒壁由外到内分别为外筒、中间喷流筒和内筒；外筒和中间喷流筒之间构成第一气腔，中间喷流筒和内筒之间构成第二气腔，外筒上端设置有出风口，出风口与第二气腔连通，外筒下端设置有进风口，进风口与第一气腔连通；中间喷流筒上开设有多个气体喷流孔。本实用新型采用喷流换热技术，强化了空气换热的传热系数，使采用空气冷却实现金属结晶区降温成为可能，该装置可以有效的提高结晶套筒的使用寿命，减少传统水套冷却工序中的水资源浪费和水结垢对性能的影响，降低综合投资。
Description
技术领域
本实用新型属于金属还原结晶用设备技术领域，尤其涉及一种金属镁还原用风冷型结晶套，该套筒可以利用风冷实现金属镁的冷却结晶。
背景技术
在皮江法（真空硅热法）炼镁工艺中，在还原罐中还原出的金属镁蒸汽在真空吸力的带动下由还原反应区到达结晶区，为达到金属镁结晶所需要的温度环境（液化—凝结），需要利用水冷的方式对结晶区进行降温，传统的水冷套筒见图1：
结晶冷却水套由水套筒、进出水管、上盖组成，冷却水套的作用是降低结晶区的温度以达到金属镁凝结的温度条件；工作时，冷却水通过进水管和出水管在水流的压力下实现循环，从还原罐中还原出的金属镁蒸汽在蒸汽压力和真空吸力的作用下，由还原区流动到结晶区，在结晶区放置有用于金属镁结晶的结晶筒，由于循环水的冷却作用，使结晶区达到金属镁的液化和凝结温度，金属镁蒸汽到达结晶区后冷却变为液体到固体，最后凝结为固体而结晶在结晶筒壁上，而金属镁实现凝结所释放的相变潜热通过循环水带走，如此连续工作实现并完成金属镁的结晶过程。
在水冷冷却水套中，存在如下一些缺点：1、冷却水在循环冷却过程中会和受周围环境影响，造成污染，影响水的洁净度。2、70℃的水温已经到水的结垢温度，长时间运行会造成水套结垢影响换热和水套使用。3、增加水的使用量，特别是在缺水的地区，会增加运行成本。4、增加水冷却和实现循环的冷却装置和设备动力的投资。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种金属镁还原用风冷型结晶套筒，解决现有金属还原结晶技术中水冷却循环系统投资大，水套在高温环境下易结垢造成性能降低和水套损坏的问题。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：
一种金属镁还原用风冷型结晶套筒，包括一个直筒状的降温筒，降温筒内为结晶腔，结晶腔内设置结晶筒，结晶腔通过降温筒顶部的密封盖密封，所述的降温筒由三层筒壁构成，三层筒壁由外到内分别为外筒、中间喷流筒和内筒；外筒和中间喷流筒之间构成第一气腔，中间喷流筒和内筒之间构成第二气腔，所述的外筒上端设置有出风口，出风口与第二气腔连通，外筒下端设置有进风口，进风口与第一气腔连通；所述的中间喷流筒上开设有多个气体喷流孔。
所述中间喷流筒在横截方向呈波浪环形结构，在中间喷流筒的每个波谷面上均纵向等间隔设置多组气体喷流孔。
所述的结晶筒为圆台空心筒状结构，结晶筒的下端套设在还原罐的金属气体出口位置。
所述的结晶腔内为真空环境。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型采用喷流换热技术，强化了空气换热的传热系数，使采用空气冷却实现金属结晶区降温成为可能，本实用新型可以有效的提高结晶套筒的使用寿命，减少传统水套冷却工序中的水资源浪费，降低综合投资。
附图说明
图1为传统技术中的水冷型结晶套筒结构示意图；
图2为本实用新型的结构示意图；
图3为本实用新型降温筒的横截面示意图；
图4为图3Ⅰ处的局部放大图。
图中，1-结晶腔，2-结晶筒，3-密封盖，4-外筒，5-中间喷流筒，6-内筒，7-第一气腔，8-第二气腔，9-出风口，10-进风口，11-气体喷流孔，12-还原罐，13-金属结晶体。
具体实施方式
本申请提出了一种能够用于金属冷凝结晶的风冷型结晶冷却装置——金属镁还原用风冷型结晶套筒。
利用风来作为冷却介质克服了水冷却循环系统以及冷却设施的投资，同时解决了水套结垢造成的水套性能降低和水套损坏。
利用风来作为冷却介质，相比水存在着换热系数低的缺点，为此要达到和水相同的冷却效果，需要从两个方面着手：
1、强化风冷的综合传热系数，通过强化传热来实现。
2、尽量减少除金属蒸汽冷凝所释放的相变热外的系统热——高温物料和还原罐对结晶区的辐射热。
有效的解决好上述两个问题就能够实现利用风冷形式实现结晶区冷却的效果，关于减少金属蒸汽冷凝所释放的相变热外的系统热——高温物料和还原罐对结晶区的辐射热的问题，申请人即将另外申请的专利技术——《一种用于竖式金属镁还原炉炉的还原罐总成》中将会做出详细说明，本文件不再强调说明。
本专利文件重点从强化传热的角度来解决风冷的冷却效果问题，下面结合附图对本实用新型进一步的说明：
参见附图1、图2所示的一种金属镁还原用风冷型结晶套筒，包括一个直筒状的降温筒，降温筒内为结晶腔1，结晶腔1内设置结晶筒2，结晶腔1通过降温筒顶部的密封盖3密封，结晶腔1内为真空环境。降温筒由三层筒壁构成，三层筒壁由外到内分别为外筒4、中间喷流筒5和内筒6；外筒4和中间喷流筒5之间构成第一气腔7，中间喷流筒5和内筒6之间构成第二气腔8，所述的外筒4上端设置有出风口9，出风口9与第二气腔8连通，外筒4下端设置有进风口10，进风口10与第一气腔7连通；所述的中间喷流筒5上开设有多个气体喷流孔11。结晶筒2为圆台空心筒状结构，结晶筒2的下端套设在还原罐12的金属气体出口位置。
参见图3、中间喷流筒5在横截方向呈波浪环形结构，在中间喷流筒5的每个波谷面上均纵向等间隔设置多组气体喷流孔11，气体喷流孔11的直径为Φ3～Φ8之间，冷空气从进风口10首先进入第一气腔7，在空气压力的作用下空气从气体喷流孔11以喷出速度在20～30m/s的高速喷出，喷出的气流高速喷向内筒6的筒壁（高温面），打破内筒6高温筒壁上的附面层（层流底层），形成较高的传热系数，吸收内筒6壁面热量的空气向上流动，从出风口9排出将热量带走。
在热交换的同时，金属气体在圆台空心筒状的结晶筒2内壁上成型为金属结晶体13。
本实用新型装置特别适合于金属镁还原工序的中的冷却结晶。同样适用于其他金属还原工序的中的冷却结晶。
本实用新型的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本实用新型说明书而对本实用新型技术方案采取的任何等效的变换，均为本实用新型的权利要求所涵盖。
Claims (4)
1.一种金属镁还原用风冷型结晶套筒，包括一个直筒状的降温筒，降温筒内为结晶腔（1），结晶腔（1）内设置结晶筒（2），结晶腔（1）通过降温筒顶部的密封盖（3）密封，其特征在于：所述的降温筒由三层筒壁构成，三层筒壁由外到内分别为外筒（4）、中间喷流筒（5）和内筒（6）；外筒（4）和中间喷流筒（5）之间构成第一气腔（7），中间喷流筒（5）和内筒（6）之间构成第二气腔（8），所述的外筒（4）上端设置有出风口（9），出风口（9）与第二气腔（8）连通，外筒（4）下端设置有进风口（10），进风口（10）与第一气腔（7）连通；所述的中间喷流筒（5）上开设有多个气体喷流孔（11）。
2.根据权利要求1所述的金属镁还原用风冷型结晶套筒，其特征在于：所述中间喷流筒（5）在横截方向呈波浪环形结构，在中间喷流筒（5）的每个波谷面上均纵向等间隔设置多组气体喷流孔（11）。
3.根据权利要求1或2所述的金属镁还原用风冷型结晶套筒，其特征在于：所述的结晶筒（2）为圆台空心筒状结构，结晶筒（2）的下端套设在还原罐（12）的金属气体出口位置。
4.根据权利要求3所述的金属镁还原用风冷型结晶套筒，其特征在于：所述的结晶腔（1）内为真空环境。
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