CN214842602U - 一种新型氯化镁电解槽高效换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型专利涉及氯化镁电解领域，具体公开了一种新型氯化镁电解槽高效换热器，包括沿横向设置的冷媒分配主管Ⅰ和冷媒分配主管Ⅱ，冷媒分配主管Ⅰ上连通有冷媒输入管，冷媒分配主管Ⅱ上连通有冷媒输出管，冷媒分配主管Ⅰ和冷媒分配主管Ⅱ间连通有能够沉入电解质液中的“U”形的换热管，换热管设置有若干根。热交换接触面更大更高效，可实现更高效率的冷却；换热器可分为独立的几段，每段可独立运行，减少因局部损坏而导致停槽；集镁室上盖承受应力更小，不易变形；换热管采用整体制备，设备的所有焊点高于电解质液面，换热器寿命长，电解槽稳定运行时间长。

Description

一种新型氯化镁电解槽高效换热器

技术领域

本实用新型涉及镁冶金技术领域，具体涉及一种新型氯化镁电解槽高效换热器。

背景技术

氯化镁的熔盐电解工艺是生产金属镁的主要工艺之一，也是Kroll法海绵钛生产过程的配套工艺。该工艺是在熔盐体系下，将氯化镁加入到电解槽中，使氯化镁发生电化学反应，生成金属镁液体和氯气。在该过程中，由于电解采用直流电进行电解，所以在电解槽内部会由于电流产生多余的热量，但这部分热量必须及时被排出电解槽，以使电解槽控制在一定的温度范围内，如果电解槽温度过高，就会发生逆反应，即金属镁和氯气发生氯化反应生成氯化镁，这样会降低电解槽产量和电流效率，导致单位能耗的增加，同时还会增加电解质挥发。

原有降低电解槽温度的方法是向电解槽内加入固体氯化镁，或降低电流密度。加入固体氯化镁会打乱物料平衡，扰动电解槽槽况；降低电流密度则会造成氯化镁电解槽单槽产量下降。因此通过物理进行降温是行业内一个新的发展方向，可以很好的避免上述问题，现在国内采用的降温装置多为中国实用新型专利公开的一种镁电解槽降温装置，授权公告号为CN205954122U，该降温装置主要由冷却主管、冷却弯支管、连接法兰、固定法兰、钢外护管a、b，密封堵板、封头和加强筋等组成，该降温装置在使用中发现存在以下问题：（1）冷却主管、冷却弯支管与封头的连接关系和结构形式导致其在实现该结构时，只能采用焊接技术实现，因此必然存在焊接点，而焊接点会淹没在电解槽内部，淹没在熔融的电解质内，导致焊接点容易被电解质腐蚀造成泄漏发生，且当局部发生泄漏时必须立刻停槽检修；（2）冷却弯支管仅为两排，其与电解质内接触面有限，因此限制了热交换的接触面，效率较低；（3）该装置为单排式，挂在电解槽上端，即仅有左右两个冷却主管挂接点，容易导致电解槽集镁室上盖受力不均，一段时间后产生形变，上盖无法盖紧。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种新型氯化镁电解槽高效换热器，该换热器采用整体“U”型冷却支管结构，不易泄漏、热交换接触面更大更高效，且不易导致电解槽集镁室上盖变形。

本实用新型的具体技术方案是：一种新型氯化镁电解槽高效换热器，包括沿横向设置的冷媒分配主管Ⅰ和冷媒分配主管Ⅱ，所述冷媒分配主管Ⅰ上连通有冷媒输入管，所述冷媒分配主管Ⅱ上连通有冷媒输出管，所述冷媒分配主管Ⅰ和冷媒分配主管Ⅱ间连通有能够沉入电解质液中的“U”形的换热管，所述换热管设置有若干根。

进一步，优选的是，还包括固定封堵板，所述冷媒分配主管Ⅰ和冷媒分配主管Ⅱ两端设置有固定封堵板。

进一步，优选的是，若干所述换热管竖直并排设置。

进一步，优选的是，所述冷媒输入管设置有2根以上。

进一步，优选的是，所述冷媒输出管设置有2根以上。

进一步，优选的是，还包括隔板，所述隔板设置在冷媒分配主管Ⅰ和冷媒分配主管Ⅱ上，其能够将冷媒分配主管Ⅰ和冷媒分配主管Ⅱ分隔成若干段。

进一步，优选的是，所述隔板均布设置在冷媒分配主管Ⅰ和冷媒分配主管Ⅱ上。

进一步，优选的是，所述冷媒分配主管Ⅰ和冷媒分配主管Ⅱ分别设置有1~9块隔板，能够将冷媒分配主管Ⅰ和冷媒分配主管Ⅱ分隔成2~10段。

进一步，优选的是，所述冷媒分配主管Ⅰ和冷媒分配主管Ⅱ分别沿中心线设置有1块隔板，隔板将冷媒分配主管Ⅰ和冷媒分配主管Ⅱ分隔成左右对称的2段；所述冷媒输入管设置有2根，所述冷媒输入管包括冷媒输入管Ⅰ和冷媒输入管Ⅱ，所述冷媒输入管Ⅰ和冷媒输入管Ⅱ对称设置在冷媒分配主管Ⅰ的隔板两侧；所述冷媒输出管设置有2根，所述冷媒输出管包括冷媒输出管Ⅰ和冷媒输出管Ⅱ，所述冷媒输入管Ⅰ和冷媒输入管Ⅱ对称设置在冷媒分配主管Ⅱ的隔板两侧。

进一步，优选的是，还包括连接法兰，所述冷媒输入管和冷媒输出管外壁上设置有与集镁室上盖连接的的连接法兰。

进一步，优选的是，还包括保护套，所述换热管与冷媒分配主管Ⅰ和/或冷媒分配主管Ⅱ连接处套装有保护套。

进一步，优选的是，所述换热管为整体不锈钢材质中空管一体折弯而成。

本实用新型的有益效果是：热交换接触面更大更高效，可实现更高效率的冷却；换热器可分为独立的几段，每段可独立运行，减少因局部损坏而导致停槽；集镁室上盖承受应力更小，不易变形；换热管采用整体制备，设备的所有焊点高于电解质液面，换热器寿命长，电解槽稳定运行时间长。

附图说明

图1为本实用新型第一种实施例的立体结构视图。

图2为本实用新型第一种实施例的主视图，其中右侧进行了局部剖视，以示出固定封堵板。

图3为本实用新型第二种实施例的立体结构视图。

图4为本实用新型第二种实施例的主视图，其中右侧进行了局部剖视，以示出固定封堵板。

图5为本实用新型第二种实施例的侧视图，其中对固定封堵板进行了局部剖视。

图6为本实用新型第三种实施例中换热管与冷媒分配主管连接处的局部视图，其中对保护套进行了局部剖视和局部放大。

上图中：1-冷媒分配主管Ⅰ，2-冷媒分配主管Ⅱ，3-冷媒输入管，301-冷媒输入管Ⅰ，302-冷媒输入管Ⅱ，4-冷媒输出管，401-冷媒输出管Ⅰ，402-冷媒输出管Ⅱ，5-换热管，6-固定封堵板，7-连接法兰，8-隔板，9-保护套，901-保护外套，902-内层填充耐火材料。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例1：

如图1和2所示，一种新型氯化镁电解槽高效换热器，包括沿横向平行设置的冷媒分配主管Ⅰ1和冷媒分配主管Ⅱ2，即冷媒分配主管Ⅰ1和冷媒分配主管Ⅱ2各1根，沿横向平行并排设置。

冷媒分配主管Ⅰ1和冷媒分配主管Ⅱ2两端设置有固定封堵板6，固定封堵板6可以采用形状相同的板材，也可以采用其他形状的板材，其均在本实用新型技术方案之内，固定封堵板6即将冷媒分配主管Ⅰ1和冷媒分配主管Ⅱ2的端口密封，又起到连接固定冷媒分配主管Ⅰ1和冷媒分配主管Ⅱ2的作用，从而保证冷媒分配主管Ⅰ1和冷媒分配主管Ⅱ2稳固、可靠。

冷媒分配主管Ⅰ1上连通有冷媒输入管3，冷媒输入管3连通设置在冷媒分配主管Ⅰ1上侧，在本实施例中冷媒输入管3设置有2根，当然也可以仅设置1根或设置更多，其均在本实用新型技术方案之内，当设置有2根时，如图所示，冷媒输入管3包括冷媒输入管Ⅰ301和冷媒输入管Ⅱ302，冷媒输入管Ⅰ301和冷媒输入管Ⅱ302沿冷媒分配主管Ⅰ1中心线对称设置，并位于冷媒分配主管Ⅰ1中心部位。

冷媒分配主管Ⅱ2上连通有冷媒输出管4，冷媒输出管4连通设置在冷媒分配主管Ⅱ2上侧，在本实施例中冷媒输出管4设置有2根，当然也可以仅设置1根或设置更多，其均在本实用新型技术方案之内，当设置有2根时，如图所示，即冷媒输出管4包括冷媒输出管Ⅰ401和冷媒输出管Ⅱ402，冷媒输出管Ⅰ401和冷媒输出管Ⅱ402沿冷媒分配主管Ⅱ2中心线对称设置，并位于冷媒分配主管Ⅱ2两侧部位。

冷媒分配主管Ⅰ1和冷媒分配主管Ⅱ2间连通有能够沉入电解质液中的“U”形的换热管5，换热管5设置有若干根，换热管5竖直并排设置，换热管5为整体不锈钢材质中空管一体折弯而成，换热管5通过焊接连接在冷媒分配主管Ⅰ1和冷媒分配主管Ⅱ2下侧。

在使用时，换热管5沉入电解质液中，冷媒分配主管Ⅰ1、冷媒分配主管Ⅱ2、冷媒输入管3和冷媒输出管4均不沉入电解质液中，其均在电解质液面以上，以此减少电解质对冷媒输入管3和冷媒输出管4与冷媒分配主管焊接部位的腐蚀，增加设备使用寿命，换热管5沉入电解质液中时，其与冷媒分配主管Ⅰ1和冷媒分配主管Ⅱ2焊接连接处均位于电解质液面以上，仅换热管5整体部位处于电解质液中，换热管5与冷媒分配主管连接的焊点高于电解质，在电解质液面上端，不易腐蚀，寿命更长。

换热管5为整体不锈钢材质中空管一体折弯而成“U”形的，可有效增大换热面积，热交换接触面更大更高效，提高热交换效率。

冷媒输入管3和冷媒输出管4外壁上设置有与集镁室上盖连接的的连接法兰7，即冷媒输入管Ⅰ301、冷媒输入管Ⅱ302、冷媒输出管Ⅰ401和冷媒输出管Ⅱ402的外壁上均设置有盘型的连接法兰7，采用多个受力点与集镁室上盖连接的连接方式，较单点或两点连接来说，集镁室上盖受力更均匀，单点受力压强更小，集镁室上盖不易变形。

实施例2：

如图3至图5所示，本实施例与实施例1的不同之处在于还包括隔板8，隔板8设置在冷媒分配主管Ⅰ1和冷媒分配主管Ⅱ2上，其能够将冷媒分配主管Ⅰ1和冷媒分配主管Ⅱ2分隔成若干段，每段为独立的密闭的一段，优选的为，隔板8均布对应设置在冷媒分配主管Ⅰ1和冷媒分配主管Ⅱ2上。

冷媒分配主管Ⅰ1和冷媒分配主管Ⅱ2可以分别对应设置1~9块隔板8，其能够将冷媒分配主管Ⅰ1和冷媒分配主管Ⅱ2对应分隔成2~10段，每段独立运行，并可以配有独立的冷媒输入管3和冷媒输出管4，减少因局部损坏而导致停槽，

如本实施例中冷媒分配主管Ⅰ1和冷媒分配主管Ⅱ2分别沿中心线设置有1块隔板8，隔板8将冷媒分配主管Ⅰ1和冷媒分配主管Ⅱ2分隔成对应的左右对称的2段；从而形成了左右能够独立运行的2个部分即冷媒分配主管Ⅰ1和冷媒分配主管Ⅱ2的左侧运行段和冷媒分配主管Ⅰ1和冷媒分配主管Ⅱ2的右侧运行段；

然后对应配置有冷媒输入管3有2根，冷媒输入管3包括冷媒输入管Ⅰ301和冷媒输入管Ⅱ302，冷媒输入管Ⅰ301和冷媒输入管Ⅱ302对称设置在冷媒分配主管Ⅰ1的隔板8两侧；因此冷媒分配主管Ⅰ1左侧运行段和右侧运行段实现了独立配置有冷媒输入管。

同样，对应配置冷媒输出管4设置2根，冷媒输出管4包括冷媒输出管Ⅰ401和冷媒输出管Ⅱ402，冷媒输入管Ⅰ301和冷媒输入管Ⅱ302对称设置在冷媒分配主管Ⅱ2的隔板8两侧，因此冷媒分配主管Ⅱ2左侧运行段和右侧运行段实现了独立配置有冷媒输出管。

当左侧运行段损坏、冷却液泄漏是可以单独停止左侧运行段，当右侧运行段损坏、冷却液泄漏是可以单独停止右侧运行段，减少因局部损坏而导致停槽。

从而实现氯化镁电解槽换热的高效率；换热器分为独立的几段，每段可独立运行，减少因局部损坏而导致停槽；集镁室上盖承受应力更小，不易变形；焊点高于电解质液面，换热器寿命长，电解槽稳定运行时间长。

本实用新型的技术方案能够把氯化镁电解槽电解过程中产生的多余热量由冷媒为介质进行高效换热，即达到冷却电解槽的作用。

实施例3：

如图6所示，本实施例与实施例1、实施例2的不同之处在于在换热管5与冷媒分配主管Ⅰ1和冷媒分配主管Ⅱ2连接处套装有保护套9，即在换热管5与冷媒分配主管Ⅰ1和冷媒分配主管Ⅱ2焊接连接处套装有保护套9，当然也可以仅在换热管5与冷媒分配主管Ⅰ1或换热管5与冷媒分配主管Ⅱ2处套装保护套9，其均在本实用新型技术方案之内。

保护套9包括二层，主要为外层的保护外套901，保护外套901优选不锈钢材质，以及位于保护外套901内侧的内层填充耐火材料902，通过进一步在换热管5与冷媒分配主管Ⅰ1和冷媒分配主管Ⅱ2焊接连接处增加保护套9，可以有效防止焊缝腐蚀。

以上通过具体的和优选的实施例详细的描述了本实用新型，但本领域技术人员应该明白，本实用新型并不局限于以上所述实施例，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新型氯化镁电解槽高效换热器，其特征在于:包括沿横向设置的冷媒分配主管Ⅰ（1）和冷媒分配主管Ⅱ（2），所述冷媒分配主管Ⅰ（1）上连通有冷媒输入管（3），所述冷媒分配主管Ⅱ（2）上连通有冷媒输出管（4），所述冷媒分配主管Ⅰ（1）和冷媒分配主管Ⅱ（2）间连通有能够沉入电解质液中的“U”形的换热管（5），所述换热管（5）设置有若干根。

2.根据权利要求1所述的一种新型氯化镁电解槽高效换热器，其特征在于：还包括固定封堵板（6），所述冷媒分配主管Ⅰ（1）和冷媒分配主管Ⅱ（2）两端设置有固定封堵板（6）。

3.根据权利要求1所述的一种新型氯化镁电解槽高效换热器，其特征在于：若干所述换热管（5）竖直并排设置。

4.根据权利要求1所述的一种新型氯化镁电解槽高效换热器，其特征在于：所述冷媒输入管（3）设置有2根以上。

5.根据权利要求1所述的一种新型氯化镁电解槽高效换热器，其特征在于：所述冷媒输出管（4）设置有2根以上。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种新型氯化镁电解槽高效换热器，其特征在于：还包括隔板（8），所述隔板（8）设置在冷媒分配主管Ⅰ（1）和冷媒分配主管Ⅱ（2）上，其能够将冷媒分配主管Ⅰ（1）和冷媒分配主管Ⅱ（2）分隔成若干段。

7.根据权利要求6所述的一种新型氯化镁电解槽高效换热器，其特征在于：所述隔板（8）均布设置在冷媒分配主管Ⅰ（1）和冷媒分配主管Ⅱ（2）上。

8.根据权利要求7所述的一种新型氯化镁电解槽高效换热器，其特征在于：所述冷媒分配主管Ⅰ（1）和冷媒分配主管Ⅱ（2）分别设置有1~9块隔板（8），能够将冷媒分配主管Ⅰ（1）和冷媒分配主管Ⅱ（2）分隔成2~10段。

9.根据权利要求8所述的一种新型氯化镁电解槽高效换热器，其特征在于：所述冷媒分配主管Ⅰ（1）和冷媒分配主管Ⅱ（2）分别沿中心线设置有1块隔板（8），隔板（8）将冷媒分配主管Ⅰ（1）和冷媒分配主管Ⅱ（2）分隔成左右对称的2段；所述冷媒输入管（3）设置有2根，所述冷媒输入管（3）包括冷媒输入管Ⅰ（301）和冷媒输入管Ⅱ（302），所述冷媒输入管Ⅰ（301）和冷媒输入管Ⅱ（302）对称设置在冷媒分配主管Ⅰ（1）的隔板（8）两侧；所述冷媒输出管（4）设置有2根，所述冷媒输出管（4）包括冷媒输出管Ⅰ（401）和冷媒输出管Ⅱ（402），所述冷媒输入管Ⅰ（301）和冷媒输入管Ⅱ（302）对称设置在冷媒分配主管Ⅱ（2）的隔板（8）两侧。

10.根据权利要求1所述的一种新型氯化镁电解槽高效换热器，其特征在于：还包括保护套（9），所述换热管（5）与冷媒分配主管Ⅰ（1）和/或冷媒分配主管Ⅱ（2）连接处套装有保护套（9）。

Images