本发明专利技术涉及一种海绵钛还原蒸馏反应装置，该装置由罐体和大盖通过法兰胶垫、螺栓组连接组成，罐体包括：底板、筛板、排氯化镁套管、罐体法兰、腰形筒体；大盖包括：排氯化镁管、保温层、内加热装置、大盖上法兰、大盖下法兰、中心管、加料套管一、短筒体、加料套管二。该反应装置整体呈立体腰圆形结构，所述底板是一块斜板，位于整个装置的最下部，与腰形筒体配合形成开放式的立体腰形罐体；本反应装置整体有效宽度为1.2～1.5米，高度为宽度的1.5～2.5倍，长度为宽度的2～3倍。采用本发明专利技术反应装置生产海绵钛不仅能改变海绵钛坨结构，解决致密问题，而且还能大大提高总体加料速度，使蒸馏变得容易，周期大大缩短。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于海绵钛生产领域，特别涉及一种海绵钛还原蒸馏反应装置及生产工-H-O
技术介绍
经过六十年的发展，海绵钛生产工艺逐渐趋于统一:克劳尔法(镁法)及还原一一蒸馏联合生产，设备、产能朝大型化发展。海绵钛还原蒸馏工序，是由四氯化钛生产海绵钛的重要环节，是海绵钛的质量、成本控制的关键。在反应装置内，一次性加入镁，然后在还原过程中，连续不断地加入四氯化钛，液体镁与气化后的四氯化钛在液体镁表面反应，生成液体氯化镁(沉入反应装置底部并被间断排出)和固态的海绵状(富含毛细管)的钛。还原结束后，在真空及高温状态下，将反应装置中残存的镁和氯化镁，蒸馏至冷凝器内，实现对海绵钛的提纯。海绵钛要实现应用，须将钛坨破碎、压制成电极、真空电弧炉熔炼铸锭、制成型材。海绵钛还原反应是放热反应，反应热须通过对流、传质的方式，由内向外传递，距离反应装置壁越远，散热越难，温度越高。目前海绵钛还原生产均采用点式加料，即通过加料管在一个或几个点位加料。四氯化钛浓度、还原反应剧烈程度、反应热，均呈正态分布，即越接近加料点位垂线位置，其值越大。传统海绵钛还原生产所使用的反应装置，都是圆筒式的，加料点位处于圆筒中心位置，故反应装置中心位置反应热最集中，温度最高，可能会导致海绵钛烧结而致密。有的机构进行过多点加料的探索，但受圆筒式反应装置限制，加料点位只能围绕圆筒中心线对称分布，这样虽然能够降低中心线位置的反应热，却解决不了中心线位置的散热，因此多点加料效果不明显，反而增加设备制作及人工操作难度。目前世界上海绵钛生产的氯化、精制、电解等工序的技术均比较开放，唯独还原蒸馏技术均采取严密封锁政策，国内还没有技术引进先例。我国的海绵钛质量、综合成本等方面，在世界上均不处劣势，但还原蒸馏单位产品电耗、海绵钛可加工性(致密程度均匀则易于加工)与世界先进水平却差距明显。目前国内均选择简单的设备、产能大型化，即增大反应装置直径和高度，来降低单位产品电耗；而这种设备大型化将使产品散热条件变差、钛坨高度增加、单炉产品占炉时间过长，导致钛坨中心部和底部致密，可加工性变差。
技术实现思路
为克服上述缺陷，本专利技术要解决的技术问题是提供一种结构新颖、操作简单、散热较好的海绵钛还原蒸馏反应装置及生产工艺。该装置由罐体和大盖通过法兰胶垫、螺栓组连接组成，罐体包括:底板、筛板、排氯化镁套管、罐体法兰、腰形筒体；大盖包括:排氯化镁管、保温层、内加热装置、大盖上法兰、大盖下法兰、中心管、加料套管一、短筒体、加料套管二。该反应装置整体呈立体腰圆形结构，所述底板是一块斜板，斜角为2?5°，位于整个装置的最下部，与腰形筒体配合形成开放式的立体腰形罐体；所述筛板位于底板的上方，通过点焊方式悬空固定在反应装置腰形筒体内壁上，筛板与底板之间的距离为20?30 mm ;所述排氯化镁管呈L形，焊接在大盖上，插入到焊接在腰形筒体圆弧形一端内侧的排氯化镁套管中；在大盖之下，罐体上方，设有保温层，用于蒸馏过程对反应装置的保温，减少罐体内的热量损失，同时避免冷凝物冷凝在大盖下；所述加料套管一、加料套管二分别对称设置于大盖下法兰两端的圆弧中心；中心管设置在大盖的中心位置，位于加料套管一、加料套管二中间；内加热装置位于大盖下法兰中部、中心管的外围，主要用于蒸馏过程中对中心管进行加热；法兰胶垫呈腰圆形结构，位于大盖下法兰与罐体法兰之间，通过螺栓组将大盖下法兰、罐体法兰紧固在一起。所述螺栓组由20?30颗螺栓组成，用于将大盖下法兰、罐体法兰紧固连接在一起。所述短筒体通过焊接方式，将大盖上法兰、大盖下法兰连接在一起。所述反应装置罐体宽度为1.2?1.5米，高度为宽度的1.5?2.5倍，长度为宽度的2?3倍。所述筛板与反应装置底板保持相同的倾斜度，反方向装配，以保证筛板上端面水平。采用上述海绵钛还原蒸馏反应装置生产海绵钛的工艺为: 一一将上一轮次用作冷凝器，并在大盖中心管上上好盲板的反应装置，或者直接将组装好，并经预抽合格的空反应装置，吊入加热炉内后，作为反应器使用；从排氯化镁管抽真空两小时，然后充氩、加热，温度达到700°C后，在充氩情况下，拆下大盖中心管上的盲板，从该处一次性加入液体镁；在还原过程中，在加料套管一、加料套管二及中心管三个位置，安装加料管，进行三点平行加料；在大盖中心管位置，须同时安装加料管和放气管，在排放氯化镁结束时，拔下放气管堵头以快速泄压；以反应器外壁四点测温，作为控制加料速度的依据；在反应器自由液面对应位置温度达到750°C以上时开始加料，加料过程最高温度须控制在750?870°C之间；保证三颗加料管加料速度的均衡； 一一还原过程结束后，卸下加料管，在加料套管一、加料套管二上分别用耐高温垫圈及盲板密闭，在大盖中心管上装上镁塞或者高温阀；将组装好并预抽合格的一套空反应装置，作为冷凝器，通过螺栓连接或者焊接实现反应器与冷凝器联接，在冷凝器端连接真空系统，进行真空蒸馏；以加热炉电炉丝外侧3?4点测温，作为蒸馏温度控制的依据；蒸馏结束后，在微正压情况下将反应器与冷凝器分离，装有产品的反应器吊入冷却水套冷却；将冷凝器吊入加热炉，进入下一轮次的还原蒸馏生产。采用本专利技术反应装置生产海绵钛的有益效果是: 第一，改变海绵钛坨结构，解决致密问题。利用横向增大反应装置尺寸，实现平行多点加料，钛坨扁平，高度降低，散热条件改善，可降低罐体中心位置的温度，避免钛坨在还原过程中烧结而致密。第二，多点加料，总体加料速度提高。与相同单炉产能传统加料方式相比，单个点位加料速度降低，但总加料速度可以明显提高。第三，蒸馏变得容易，周期可以缩短。反应装置横截面积及钛坨表面积加大，蒸馏过程中单位时间内自由镁及自由氯化镁挥发量加大；钛坨扁平，内部任何位置离钛坨表面的距离均较短，钛坨中残存镁及氯化镁挥发的路径较短，再加上结构疏松，毛细管多，蒸馏容易。【附图说明】图1为本专利技术还原蒸馏反应装置的主视图； 图2为本专利技术还原蒸馏反应装置的俯视图。图中:1 一底板、2 —筛板、3 —排氯化镁套管、4 一法兰胶垫、5 —排氯化镁管、6 —保温层、7 —内加热装置、8 —螺检组、9 一大盖上法兰、10 —大盖下法兰、11 一???体法兰、12 一腰形筒体、13 —中心管、14 一加料套管一、15 —短筒体、16 —加料套管二。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术进行详述。本专利技术是通过横向增大尺寸实现装备大型化，采用平行多点加料，既降低加料点垂线位置反应热，又改善反应装置中心位置的散热，从而解决海绵钛坨致密问题。如图1、图2所示，一种海绵钛还原蒸馏反应装置，该装置由罐体和大盖通过法兰胶垫4、螺栓组8连接组成，罐体包括:底板1、筛板2、排氯化镁套管3、罐体法兰11、腰形筒体12 ;大盖包括:排氯化镁管5、保温层6、内加热装置7、大盖上法兰9、大盖下法兰10、中心管13、加料套管一 14、短筒体15、加料套管二 16。该反应装置整体呈立体腰圆形结构，所述底板I是一块斜板，斜角为2?5°，位于整个装置的最下部，与腰形筒体12配合形成开放式的立体腰形罐体；所述筛板2位于底板I的上方，通过点焊方式悬空固定在反应装置腰形筒体12内壁上，筛板2与底板I之间的距离为20?30 mm ;所述排氯化镁管5呈L形，焊接在大盖上，插入到焊接在腰形本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种海绵钛还原蒸馏反应装置，该装置由罐体和大盖通过法兰胶垫（4）、螺栓组（8）连接组成，罐体包括：底板（1）、筛板（2）、排氯化镁套管（3）、罐体法兰（11）、腰形筒体（12）；大盖包括：排氯化镁管（5）、保温层（6）、内加热装置（7）、大盖上法兰（9）、大盖下法兰（10）、中心管（13）、加料套管一（14）、短筒体（15）、加料套管二（16）；其特征在于：该反应装置整体呈立体腰圆形结构，所述底板（1）是一块斜板，斜角为2～5°，位于整个装置的最下部，与腰形筒体（12）配合形成开放式的立体腰形罐体；所述筛板（2）位于底板（1）的上方，通过点焊方式悬空固定在反应装置腰形筒体（12）内壁上，筛板（2）与底板（1）之间的距离为20～30㎜；所述排氯化镁管（5）呈L形，焊接在大盖上，插入到焊接在腰形筒体（12）圆弧形一端内侧的排氯化镁套管（3）中；在大盖之下，罐体上方，设有保温层（6），用于蒸馏过程对反应装置的保温；所述加料套管一（14）、加料套管二（16）分别对称设置于大盖下法兰（10）两端的圆弧中心；中心管（13）设置在大盖的中心位置，位于加料套管一（14）、加料套管二（16）中间；内加热装置（7）位于大盖下法兰（10）中部、中心管（13）的外围，主要用于蒸馏过程中对中心管（13）进行加热；法兰胶垫（4）呈腰圆形结构，位于大盖下法兰（10）与罐体法兰（11）之间，通过螺栓组（8）将大盖下法兰（10）、罐体法兰（11）紧固在一起。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：罗时雨，
申请(专利权)人：罗时雨，
类型：发明
国别省市：贵州;52
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