一种具有惰性包覆层的管式换热器及在海绵钛生产中的应用

摘要

本发明公开一种具有惰性包覆层的管式换热器及在海绵钛生产中的应用。该换热器能够将镁热还原反应产生的聚集在液镁中心区域的热量迅速排出，从而四氯化钛加料量得以成倍放大；同时，该换热器的表面惰性包覆层始终保持凝固状态从而阻隔了钛晶在换热器金属表面上的结晶、沉积和附着，避免了钛坨和管式换热器金属表面的粘结；还原结束，包覆层熔化脱落，在钛坨轴心位置形成空洞，从而使得海绵钛蒸馏周期缩短一半以上。本发明将使海绵钛生产效率成倍提高，电耗成本大幅度下降，也为炉型的更大型化创造了先决条件。

主权项

一种具有惰性包覆层的管式换热器，其特征在于：本发明由管式换热器(3)、表面惰性包覆层(5)及其内部循环流动的液态冷却介质构成；具有惰性包覆层的管式换热器(1)垂直设置在还原炉反应器上盖(16)，并通过其外壁固定法兰(14)与还原炉反应器上盖开口法兰(15)密封固定，其底部(10)伸入还原剂金属镁初始液面(7‑1)以下，其上部从反应器上盖(16)引出作为换热器冷却介质的入口和出口；该惰性包覆层(5)物质具有以下特性：⑴、在还原反应过程中，该物质或该物质在反应器内部反应形成的产物具有一定的惰性，也就是说，该物质或该物质在反应器内部反应形成的产物具有不与还原炉反应器内的其他物质（比如：四氯化钛、金属镁、氯化镁、钛的低价氯化物等）发生化学反应的特性，并且在冷却介质的作用下能够在管式换热器(3)的外表面保持凝固状态，从而起到阻隔管式换热器(3)金属表面与反应器内部气氛（气氛包括：固态、液态和气态）直接接触的作用，同时也起到阻隔了新生钛晶在管式换热器(3)金属表面的生长、沉积和附着的作用；⑵、在还原蒸馏的全部过程中，该物质或该物质在反应器内部参加化学反应所形成的产物不影响镁热还原产物海绵钛的质量；⑶、该物质或该物质在反应器内部反应形成的产物具有相对较低的熔点或软化点，在还原过程结束后不阻碍管式换热器(3)从反应器中抽出；本发明惰性包覆层(5)的形成方式可以采用以下几种方式中的一种：⑴、管式换热器(3)位于反应器内部管段的外表面整体进行惰性物质预先包覆的方式；⑵、管式换热器(3) 位于反应器内部从液态金属镁还原反应结束液面7‑2位置或7‑2的稍上位置至管式换热器底端(10)之间管段的外表面局部进行惰性物质预先包覆的方式；⑶、管式换热器(3) 位于反应器内部并处于液态金属镁还原反应起始液面7‑1位置或7‑1稍下位置上部管段的外表面进行惰性物质预先包覆，剩余部分段在反应器内通过借助管式换热器周围的液态金属镁和/或液态氯化镁自凝固形成惰性包覆层的方式。