用于海绵钛蒸馏生产中冷凝装置及冷凝方法与流程

本发明属于海绵钛的生产技术领域，特别涉及海绵钛生产中蒸馏物镁、氯化镁的冷凝装置及冷凝方法。

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，目前，海绵钛的生产主要是镁还原生产法，即向密闭的反应器不断通入四氯化钛与液体镁反应生成海绵钛，还原完成后在热端反应器内生成钛坨，而钛坨内大多残留有镁、氯化镁等杂质，故还需要蒸馏过程经过高真空蒸馏除去杂质镁和氯化镁，国内外大多数采用倒u型联合生产海绵钛，即还原结束后的热端反应器旁边再组装一个冷端系统，冷端系统主要包括大盖、反应器、冷凝器，在冷端反应器接入真空系统抽高真空，热端系统的反应器与冷端反应器用过道连接，镁、氯化镁经蒸馏过道进入冷端反应器冷凝。热端反应器物料的重量达40吨左右，冷端空反应器达10吨左右，随着蒸馏进行。冷端反应器可达20吨，冷端反应器法兰直接放在冷凝器上，因重力大、摩擦系数大的因素，不容易移动，而过道都是铁及合金制造，有热胀冷缩特性。在高温下，过道会热涨变长，而冷、热端反应器因重力、摩擦力作用，被固定在同一位置，使过道严重变形，会导致焊缝拉裂，产品进气，影响产品质量。下一次还原蒸馏组装过道时，变形的过道增加了操作工组装的劳动强度。海绵钛生产蒸馏阶段对镁、氯化镁的冷凝工艺，直接影响生产周期、生产成本和操作工的劳动强度。此外，蒸馏阶段堵真空通道是一大技术难题，堵管是在冷端反应器上部形成一层镁、氯化镁的混合物，这层混合堵塞真空通道，导致蒸馏停止，充入氩气使整个系统至正压，操作工疏通通道平均每次达1小时，疏通后花2小时的时间送电升高恒温，整个充氩、疏通、排压、升温要5小时左右，耗费人力，增加氩气消耗和电耗，使生产周期延长。

技术实现要素：

为克服现有技术存在的问题，本发明设计提供了一种用于海绵钛蒸馏生产中冷凝装置及冷凝方法，解决了现有过道受热变形拉裂问题，且还可防止堵管现象的发生。

本发明的技术方案是：

一种用于海绵钛蒸馏生产中冷凝装置，主要由冷凝器及反应器组成，反应器设置在冷凝器中，所述冷凝器的底板上设置内箱体和外箱体，在外箱体上设置间接水进口和间接水出口、间接水排水管，在内箱体上设置直接水出口、直接水进管和直接水排水管，在冷凝器的中上部还设有加热气体管，加热气体管穿过内箱体和外箱体，盖板连接在内箱体和外箱体的顶部通过盖板焊接密封，在盖板上设置滚动轴承装置，所述反应器通过反应器法兰直接放在滚动轴承装置上。

进一步地，所述的冷凝器及反应器横截面为长方形或腰圆形或椭圆形。

进一步地，所述反应器由筒体、反应器法兰、大盖组成，反应器法兰与大盖之间设有密封垫，在大盖上分别设置有抽空管、过道和测温管，抽空管插至反应底部悬空与反应器底部的距离为500mm，测温管插入到反应器的中部。

利用本发明的冷凝装置进行冷凝方法，在海绵钛生产还原结束后，把组装好大盖的反应器吊入冷凝器中，安装好测温管、焊接过道、组装抽空管，并把抽空管与真空系统管路连接，预抽合格后，从直接水进管通入直接水，打开直接水出口，保证冷却直接水对反应器壁冷却，然后对过道进行加热升温，当过道温度到820°，启动真空系统，镁、氯化镁蒸汽经蒸馏被抽到冷端反应器冷凝，初期大量的氯化镁和镁蒸汽进入冷端反应器，需要强制冷却氯化镁和镁蒸汽，使之被冷凝在反应器内，蒸馏初期冷端反应器内测温管处温度控制在500°左右，当冷端反应器内测温管处温度下降到400°时，立刻关闭直接水进管，打开直接水排水管，使直接冷却水全部流空，当冷端反应器内测温管温度上升到500°，打开间接水进口，在蒸馏后期，热端反应器的氯化镁、镁剩余极少量，蒸馏过来的镁、氯化镁因量少，温度会急剧下降，当温度下降到300°时，关闭间接水进口，打开间接水排水管，同时打开加热气体管，对发生堵蒸馏通道部位的反应器外壁进行加热，此热是其他还原生产炉的余热，通过强制加压方式输送到反应器器壁。使冷端反应器内的温度控制在400°左右，避免堵管发生，在此环节蒸馏30个小时，即可停止蒸馏，充氩至正，拆除测温管、真空管，整过蒸馏冷凝完成。

本发明中针对现有技术中过道受热变形问题，发明人通过在冷凝器上设置滚动轴承，冷端反应器下法兰放置在滚动轴承上，当进行过道加热升高温时，过道因热胀变成，热端反应器已固定，过道的延伸方向指向冷端系统，冷端反应器在滚动轴承的作用下滑动，移动距离补偿了过道的伸长量。同理在蒸馏结束后，过道降温冷却时会收缩，冷端反应器的滑动，避免了过道被拉裂的风险。

本发明中，在在冷凝器的中上部还设有加热气体管，可合理利用其它的还原系统生产的余热，避免氯化镁堵塞真空通道问题。缩短蒸馏生产时间，减少了电耗，氩气消耗等生产成本，降低了操作工的劳动强度。

1、解决过道变形问题，杜绝因过道变形导致产品进气。

2、因合理的冷凝工艺，解决了真空通道堵管问题。

3、解决真空通道堵管问题，减少生产电耗、氩气消耗的生产成本。

4、解决真空通道堵管问题，降低了操作工的劳动强度。

5、解决真空通道堵管问题，缩短生产周期25小时。

6、还原余热的合理利用。

本装置设备简单，操作方便，运行时间长等优点，是一种很实用有效的发明装置。

附图说明

图1为本发明的冷凝装置剖视示意图；

图2为图1的俯视图；

图中：1－反应器法兰、2－密封垫、3－大盖、4－抽空管、5－过道、6－测温管、7－滚动轴承装置、8－盖板、9－内箱体、10－外箱体、11－直接水出口、12－间接水进口、13－直接水排水管、14－直接水进管、15－间接水出口、16－加热气体管、17－间接水排水管、18－底板。

具体实施方式

下面结合附图1、图2对本发明作进一步详细说明。

如图1、图2所示，一种用于海绵钛蒸馏生产中冷凝装置，主要由冷凝器及反应器组成，反应器设置在冷凝器中，所述冷凝器的底板18上设置内箱体9和外箱体10，在外箱体10上设置间接水进口12和间接水出口15、间接水排水管17，在内箱体上设置直接水出口11、直接水进管14和直接水排水管13，在冷凝器的中上部还设有加热气体管16，加热气体管16穿过内箱体9和外箱体10，盖板8连接在内箱体9和外箱体10的顶部通过盖板8焊接密封，在盖板8上设置滚动轴承装置7，所述反应器通过反应器法兰1直接放在滚动轴承装置7上。

所述的冷凝器及反应器横截面为长方形或腰圆形或椭圆形。

所述反应器由筒体、反应器法兰1、大盖3组成，反应器法兰1与大盖3之间设有密封垫2，在大盖3上分别设置有抽空管4、过道5和测温管6，抽空管4插至反应底部悬空与反应器底部的距离为500mm，测温管6插入到反应器的中部。

利用上述冷凝装置进行冷凝方法，在海绵钛生产还原结束后，把组装好大盖的反应器吊入冷凝器中，安装好测温管6、焊接过道5、组装抽空管4，并把抽空管4与真空系统管路连接，预抽合格后，从直接水进管14通入直接水，打开直接水出口11，保证冷却直接水对反应器壁冷却，然后对过道5进行加热升温，当过道温度到820°，启动真空系统，镁、氯化镁蒸汽经蒸馏被抽到到冷端反应器冷凝，初期大量的氯化镁和镁蒸汽进入冷端反应器，需要强制冷却氯化镁和镁蒸汽，使之被冷凝在反应器内，蒸馏初期冷端反应器内测温管6处温度控制在500°左右，当冷端反应器内测温管6处温度下降到400°时，立刻关闭直接水进管14，打开直接水排水管13，使直接冷却水全部流空，当冷端反应器内测温管6温度上升到500°，打开间接水进口12，在蒸馏后期，热端反应器的氯化镁、镁剩余极少量，蒸馏过来的镁、氯化镁因量少，温度会急剧下降，当温度下降到300°时，关闭间接水进口12，打开间接水排水管17，同时打开加热气体管16，对发生堵蒸馏通道部位的反应器外壁进行加热，此热是其他还原生产炉的余热，通过强制加压方式输送到反应器器壁。使冷端反应器内的温度控制在400°左右，避免堵管发生，在此环节蒸馏30个小时，即可停止蒸馏，充氩至正，拆除测温管、真空管，整过蒸馏冷凝完成。