本发明涉及一种可回收余热的强制对流镁热法海绵钛生产还原系统，属于化工领域。
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：遵宝钛业有限公司全流程海绵钛生产工艺采用的是镁热还原—真空蒸馏处理TiCl4生产海绵钛的Kroll法生产工艺，同时配备镁电解生产满足还原—蒸馏工序对精镁的需求。Kroll法生产海绵钛实现了原料Mg-Cl2-MgCl2的闭路循环，而且由于还原后立即进行真空蒸馏，蒸馏物仍处于高温状态，避开了蒸馏物导热率的降低，从而达到节能目的，所以采用联合法工艺可以提高蒸馏速率、减少能耗、缩短生产周期。遵宝钛业有限公司在生产规模方面与国外以达到相同水平，但在技术装备、能耗、产品质量以及生产控制及管理等方面都与先进国家还有一定的差距。由于镁热还原TiCl4是一个剧烈的放热反应，在生产的初中期，反应器的散热能力成为制约TiCl4加料速度的一个重要因素，而现目前，海绵钛还原设备环形空腔（还原反应釜和加热器之间的间隙）内的空气自然对流强度无法满足大型倒“U”形海绵钛还原—蒸馏一体化设备的生产需要，同时，现目前在还原反应热量散失方面造成的能量损失最大，主要是因为现目前缺乏对还原反应设备的余热回收装置。技术实现要素：本发明的目的在于，提供一种可回收余热的强制对流镁热法海绵钛生产还原系统。本发明能够满足大型倒“U”形海绵钛还原—蒸馏一体化设备的生产需要，可加快反应中期的散热速度和加料速度，提高生产效率，并且能对还原设备反应时产生的热量进行回收，且装置简单，制造成本低，回收效率高。本发明的技术方案：一种可回收余热的强制对流镁热法海绵钛生产还原系统，包括有还原反应釜，还原反应釜的顶部设有盖板，还原反应釜外设有筒形加热器，筒形加热器与还原反应釜之间有间隙，间隙内设有下隔板和上隔板，下隔板和上隔板之间形成环形冷却区域，冷却区域下部的筒形加热器上均布有至少1个冷空气入口，冷空气入口经导管连接有强制对流风机，导管上设有第一流量阀，冷却区域上部的筒形加热器上设有与冷空气入口对称的热空气出口，热空气出口上分别连接有导气管，且导气管的另一端汇总至导气总管，导气总管的一端连接有余热回收装置，导气总管上设有第二流量阀。前述的可回收余热的强制对流镁热法海绵钛生产还原系统，所述冷空气入口共设有5-6个，均匀分布在筒形加热器的筒壁上。前述的可回收余热的强制对流镁热法海绵钛生产还原系统，所述余热回收装置包括有换热壳体，换热壳体的一侧连接在导气总管上，换热壳体的另一侧设有冷空气出口，换热壳体内设有换热管，换热管的两端分别伸出换热壳体，并在其伸出的一端连接有冷却水导入管，冷却水导入管上设有水泵和第三流量阀，换热管伸出的另一端连接有热水导出管，热水导出管的一端连接有储水箱，储水箱上设有排水管，排水管上设有第四流量阀。前述的可回收余热的强制对流镁热法海绵钛生产还原系统，所述导气总管与换热壳体之间经法兰连接。前述的可回收余热的强制对流镁热法海绵钛生产还原系统，所述换热管呈蛇形盘曲在所述换热壳体中。本发明的有益效果：1、本发明通过在间隙内设置上下隔板形成冷却区域，并通过强制对流风机推动大量冷空气进入冷却区域的下部，然后从上部的热空气出口排出，使冷空气在冷却区域内形成对流后与还原反应釜发生热交换，将反应中期产生的热量快速带走，加快反应釜内的冷却速度，从而加快了反应中期的加料速度，提高了生产效率，另外，本发明通过流量阀精确控制冷空气进入量和进入速度，达到了避免反应前期和后期大量冷空气进入带走过多热量的目的，因为反应前期和反应后期还原反应放热量少，需要加热器辅助加热促进反应；此外，本发明通过将冷却区域的热空气收集并通入换热壳体，与换热管内的冷却水进行热交换，吸热后的冷却水升温变成热水流入蓄水箱储存备用，放热后的热空气通过冷空气出口排出，实现了对海绵钛生产设备的余热回收，虽然整个余热回收系统的理论效率可以高达81.75%，但是实际应用中，整个余热回收系统的余热回收效率仅有31.10%。通常情况下，为了保证热水的质量，低的余热回收效率是不可避免的。2、本发明的导气总管与换热壳体支架通过法兰连接，连接方便，且便于制造生产。3、本发明的换热管呈蛇形盘曲在换热壳体中，使在有限的换热壳体空间中尽可能的增加换热管的长度，延长冷却水与热空气的换热时间，提高了换热效果。为证明本发明的有益效果，申请人做了如下实验：加料速度对比：申请人设计两组反应，一组没有采用本发明的强制对流系统和方法，一组采用了本发明的强制对流系统和方法，其结果记录如表1所示：表1强制散热方案前后TiCl4的平均加料速度对比TiCl4的加料速度(kg·h-1)无强制对流483.36有强制对流529.80从表1可以看出，强制散热方案的提出，可以将TiCl4的平均加料速度提高9.61%，这对于缩短还原周期，降低还原周期电力消耗十分重要的。附图说明附图1为本发明的结构示意图；附图2为本发明余热回收装置的结构示意图。附图标记说明：1-筒形加热器，2-还原反应釜，3-盖板，4-下隔板，5-上隔板，6-冷空气入口，7-强制对流风机，8-第一流量阀，9-热空气出口，10-导气总管，11-第二流量阀，12-换热壳体，13-冷却水导入管，14-水泵，15-第三流量阀，16-热水导出管，17-储水箱，18-排水管，19-冷空气出口，20-第四流量阀，21-换热管，22-法兰。具体实施方式下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。本发明的实施例：一种可回收余热的强制对流镁热法海绵钛生产还原系统，如附图1-2所示，包括有还原反应釜2，还原反应釜2的顶部设有盖板3，还原反应釜2外设有筒形加热器1，筒形加热器1与还原反应釜2之间有间隙，间隙内设有下隔板4和上隔板5，下隔板4和上隔板5之间的间距根据还原反应釜2和筒形加热器1的直径大小而定（如还原反应釜2的外径为2.265m、筒形加热器1的内径为2.69m时，下隔板4和上隔板5之间的间距为1.192m），下隔板4和上隔板5之间形成环形冷却区域（形成单独的冷却区域的目的是将冷却段和保温段分开，使温度控制更加方便有效），冷却区域下部的筒形加热器1上均布有至少1个冷空气入口6，冷空气入口6经导管连接有强制对流风机7，导管上设有第一流量阀8，冷却区域上部的筒形加热器1上设有与冷空气入口6对称的热空气出口9，热空气出口9上分别连接有导气管，且导气管的另一端汇总至导气总管10，导气总管10的一端连接有余热回收装置，导气总管10上设有第二流量阀11。所述冷空气入口6优选为5-6个，均匀分布在筒形加热器1的筒壁上。所述余热回收装置包括有换热壳体12，换热壳体12的一侧连接在导气总管10上，换热壳体12的另一侧设有冷空气出口19，换热壳体12内设有换热管21，换热管21的两端分别伸出换热壳体12，并在其伸出的一端连接有冷却水导入管13，冷却水导入管13上设有水泵14和第三流量阀15，换热管21伸出的另一端连接有热水导出管16，热水导出管16的一端连接有储水箱17，储水箱17上设有排水管18，排水管18上设有第四流量阀20。所述导气总管10与换热壳体12之间经法兰22连接。所述换热管21呈蛇形盘曲在所述换热壳体12中。工作原理：通过在筒形加热器1与还原反应釜2之间的间隙内设置下隔板4和上隔板5，使其围成封闭的环形冷却区域，并在冷却区域下部的筒形加热器1上设置冷空气入口6，冷空气入口6通过导管连接强制对流风机7以后，强行的将冷空气送入冷却区域形成对流，在冷却区域内完成热交换以后，将热量通过冷却区域上部的热空气出口9排出，排出的热空气汇入导气总管10并送入换热壳体12中，同时，通过水泵14将冷却水从冷却水导入管13中注入换热管21内，使其与换热器壳体12中的热空气进行热交换，吸热后的冷却水升温变成热水，并从热水导出管16导出，流入储水箱17进行储存，使用时，打开排水管18上的第四流量阀20即可，而放热后的热空气变成冷空气，从冷空气出口19排出，同时，通过第一流量阀8控制冷空气进入的量和速度。所述强制对流风机7在还原反应初期处于停止状态，在还原反应进行到2-3段时开始强制鼓风，在还原反应后期停止鼓风。大量的冷空气从均布在所述冷却区域下部的5-6个冷空气入口6进入，热交换以后迅速的从热空气出口9排出。当前第1页1 2 3