本发明专利技术涉及海绵钛生产制造领域，尤其是一种海绵钛生产还原反应区的冷却装置及冷却方法。本发明专利技术所要解决的技术问题是提供一种大大增加海绵钛还原反应器的冷却效果的海绵钛生产还原反应区的冷却装置及冷却方法。本发明专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：海绵钛生产还原反应区的冷却装置，包括加热电炉和设置于所述加热电炉内的还原反应器，所述加热电炉的炉腔进气口与水气雾化设备相通，加热电炉的水汽出口与含水空气冷凝器相通，所述含水空气冷凝器通过高位水槽与水气雾化设备相通，所述雾化水汽经由加热电炉和还原反应器之间的流道而对还原反应器进行冷却。本发明专利技术尤其适用于各种海绵钛生产装置的还原反应区的冷却工艺中。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及海绵钛生产制造领域，尤其是一种。
技术介绍
海绵钛全部采用KrolI法生产工艺(镁热法)，采用液镁与四氯化钛反应生产海绵钛，该反应是强放热反应，加上反应器内温度较高，海绵钛、氯化镁等物质的传热效果较差，导致反应区热量无法有效散失，反应区温度较高(数据显示反应区温度有时高达1200°C )，易导致海绵钛与反应器壁反应生成钛铁合金，导致海绵钛中铁、镍和铬含量升高，同时高温易导致海绵钛致密度升高，硬心比例升高，影响海绵钛质量。另外高温造成反应器氧化加剧，寿命缩短，设备成本增加，因此在海绵钛生产中必须对反应区罐壁冷却降低反应区温度以减少提高海绵钛质量降低高温对反应器寿命的影响，特别是采用高料速的反应器。目前，所有企业的海绵钛还原反应器的冷却设施都是采用干空气为冷却介质，多数企业采用自然风冷方式，部分企业采用强制风冷方式，该方式有以下弊端:1、干空气比热小，冷却效果较差，易造成反应热积聚，生成钛铁合金的同时，增大致密钛和硬心钛的比例，影响产品质量；2、反应热随着四氯化钛加料速度的增大而增大，反应热无法有效排出时就必须减小加料速度，从而导致反应时间延长，能耗增大；散热效果不好，导致反应器温度高，反应区氧化严重，反应器寿命短。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种大大增加海绵钛还原反应器的冷却效果的。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:海绵钛生产还原反应区的冷却装置，包括加热电炉和设置于所述加热电炉内的还原反应器，所述加热电炉的炉腔进气口与水气雾化设备相通，加热电炉的水汽出口与含水空气冷凝器相通，所述含水空气冷凝器通过高位水槽与水气雾化设备相通，所述雾化水汽经由加热电炉和还原反应器之间的流道而对还原反应器进行冷却。进一步的是，所述含水空气冷凝器与高位水槽之间设置有过滤器。进一步的是，所述高位水槽与水气雾化设备之间设置有流量计。进一步的是，所述流量计与高位水槽之间设置有流量控制阀。进一步的是，所述炉腔进气口与水气雾化设备之间设置有风机。进一步的是，利用所述的海绵钛生产还原反应区的冷却装置所进行的冷却方法，将工业新水经水气雾化设备的雾化后形成小液滴，液滴与一定体积的空气混合后进入雾化水汽经由加热电炉和还原反应器之间的流道并与还原反应器接触传热，经加热的水汽经水汽出口排出后进入含水空气冷凝器，所述含水空气冷凝器产生的新水再次进入水气雾化设备。本专利技术的有益效果是:采用强制冷却方式，在空气通道上增设水气雾化装置，在还原反应进行过程中，使用水雾(汽)和干空气的混合气体为冷却介质，提高冷却介质的比热容，达到强化冷却效果，提高产品质量，增大加料速度和减少设备损耗的目的。采用本专利技术所述冷却方法和装置具有如下优点:一、因提高了散热效果，可以增大四氯化钛加料速度，在反应器产能相同的情况下，缩短还原时间30% -40%，降低了能耗；二、有效减少了反应器壁对海绵钛的污染和海绵钛的烧结，可有效减少致密钛和硬心钛的比例，有利于提高产品质量；三、有效减少了反应器的氧化损失，采用该专利所述方法，反应器每个反应周期的损失厚度由Imm减少为0.6_，延长了反应器寿命，节约了成本。本专利技术尤其适用于各种海绵钛生产装置的还原反应区的冷却工艺中。【附图说明】图1是本专利技术的结构图。图中标记为:含水空气冷凝器1、炉腔进气口 2、水汽出口 3、雾化水进口 4、还原反应器5、加热电炉6、过滤器7、高位水槽8、流量控制阀9、流量计10、水气雾化设备11、空气进口管道12、风机13。【具体实施方式】下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。如图1所示的海绵钛生产还原反应区的冷却装置，包括加热电炉6和设置于所述加热电炉6内的还原反应器5，所述加热电炉6的炉腔进气口 2与水气雾化设备11相通，加热电炉6的水汽出口 3与含水空气冷凝器I相通，所述含水空气冷凝器I通过高位水槽8与水气雾化设备11相通，所述雾化水汽经由加热电炉6和还原反应器5之间的流道而对还原反应器5进行冷却。一般的，用于冷却的空气绝对湿度为50-250g水/m3空气，液滴直径为1_10微米为最佳，于此同时的，所述水气雾化设备11的雾化方式优选为超声波雾化、高压泵雾化、高速离心雾化、喷射雾化或加热汽化。这样的结合可以保证进入到加热电炉6和还原反应器5之间的流道的雾化水汽以最佳的效率对还原反应器5进行冷却。为了防止循环中出现的杂质对设备的损坏，可以选择在含水空气冷凝器I与高位水槽8之间设置过滤器7。如图1所示的，过滤器7可以很好的及时处理掉杂志，保证进入到高位水槽8以及下游的水质符合标准。当然，为了对整个过程的水量实现更精确的控制，可以选择在所述高位水槽8与水气雾化设备11之间设置有流量计10，如图1所示的，甚至可以进一步的在流量计10与高位水槽8之间设置流量控制阀9，从而实现对整个冷却过程的控制，进一步的调高冷却的品质，保证生产的顺利进行。另外，为了让水汽更顺畅的进入到炉腔进气口 2，可以选择在所述炉腔进气口 2与水气雾化设备11之间设置风机13，如图1所示的，风机13经由空气进口管道12将雾化水进口 4的水汽强制吹入到炉腔进气口 2内，从而加强了冷却的效率，进一步的保证了冷却的效率。与此同时的，本专利技术还提供了一种新的利用上述海绵钛生产还原反应区的冷却装置所进行的冷却方法，将工业新水经水气雾化设备11的雾化后形成小液滴，液滴与一定体积的空气混合后进入雾化水汽经由加热电炉6和还原反应器5之间的流道并与还原反应器5接触传热，经加热的水汽经水汽出口 3排出后进入含水空气冷凝器1，所述含水空气冷凝器I产生的新水再次进入水气雾化设备11。实施例首先，设置还原反应器5的反应区高限温度800°C _850°C，若反应区温度超过850°C，则启动风机13和水气雾化设备11，同时根据流量计10的显示调整进入水气雾化设备11的速度，使进水速度与的进气速度质量比为0.05-0.25，从而既可以保证冷却效果，水又不会在反应器壁上凝结流下。混合后的含水空气，在风机13的推动力下，与还原反应器5的反应器壁接触传热，换热后的尾气经水汽出口 3排出，尾气进入含水空气冷凝器I中冷凝为液体水，空气放空，冷凝水经过滤器7的过滤后再次进入高位水槽8备用，实现水的循环再生。【主权项】1.海绵钛生产还原反应区的冷却装置，包括加热电炉(6)和设置于所述加热电炉(6)内的还原反应器(5)，其特征在于:所述加热电炉(6)的炉腔进气口(2)与水气雾化设备(11)相通，加热电炉(6)的水汽出口(3)与含水空气冷凝器(I)相通，所述含水空气冷凝器(I)通过高位水槽(8)与水气雾化设备(11)相通，所述雾化水汽经由加热电炉(6)和还原反应器(5)之间的流道而对还原反应器(5)进行冷却。2.如权利要求1所述的海绵钛生产还原反应区的冷却装置，其特征在于:所述含水空气冷凝器(I)与高位水槽(8 )之间设置有过滤器(7 )。3.如权利要求1所述的海绵钛生产还原反应区的冷却装置，其特征在于:所述高位水槽(8)与水气雾化设备(11)之间设置有流量计(10)。4.如权利要求3所述的海绵钛生产还原反应区的冷却装置，其特征在于:所述流量计(10)与高位水槽(8)之间设置有流量控制阀(9)。5.如权利要求1、2、3或4所述的海绵钛生产还原反应区本文档来自技高网...
【技术保护点】
海绵钛生产还原反应区的冷却装置，包括加热电炉（6）和设置于所述加热电炉（6）内的还原反应器（5），其特征在于：所述加热电炉（6）的炉腔进气口（2）与水气雾化设备（11）相通，加热电炉（6）的水汽出口（3）与含水空气冷凝器（1）相通，所述含水空气冷凝器（1）通过高位水槽（8）与水气雾化设备（11）相通，所述雾化水汽经由加热电炉（6）和还原反应器（5）之间的流道而对还原反应器（5）进行冷却。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：苗庆东，李开华，程晓哲，李亮，张瑶，朱福兴，
申请(专利权)人：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51
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