海绵钛还原反应器及配套系统开发——8吨海绵钛制备工艺及相关设备研究

摘要

还原反应器及配套系统是海绵钛生产关键工序的主要设备，是影响海绵钛质量的决定性因素。国内以3t/炉～5t/炉还原反应器为主,3t/炉～5t/炉单炉产能低、生产效率低、能耗高、生产成本高；虽然近年来，国内海绵钛企业纷纷致力于大型化还蒸炉的开发，并成功开发出8t/炉、10t/炉、12t/炉的还蒸炉，产能得到有效提高，但由于未完全解决反应器容积扩大、产能的增大后，反应过程的热量增加、热传导降低，反应过程产生热量不易散出，进而影响海绵钛产品质量等诸多难题，8t/炉、10t/炉、12t/炉生产的产品硬心较多，产品优等品率不高（一级品率约为50％），低于5t炉产优等品率。国内还原蒸馏装备及技术与国外相比，还有很大差距。
　　倒“U”形还原蒸馏炉是生产海绵钛的主要设备之一,本文基于攀枝花市欣宇化工现有的5吨“U”型反应器及配套系统进行研究，改造设计出8吨海绵钛反应器，通过对原有设备的优化以及生产过程中的温度、压力、加料排料制度等工艺操作，解决散热、成品海绵钛质量低等问题，大幅度提高生产效率及优等品率，降低生产成本及能源消耗，提升海绵钛生产的技术水平。

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1 绪论

1.1 海绵钛制备方法研究情况

1.2 国内外海绵钛生产技术现状

1.3 海绵钛的生产工艺及生产设备概述

1.4 本课题研究的意义及其目标、主要内容

2 镁热法还原蒸馏原理

2.1 还原过程

2.2 蒸馏过程机理

3 8t 倒“U”型还原-真空蒸馏炉设计以及配套系统设计

3.1 还原过程物料平衡计算

3.2 真空蒸馏的物料平衡

3.3 还原蒸馏罐和还原蒸馏炉尺寸选择以及冷凝器等配套系统的设计

3.4 热量平衡计算

3.5 还原热制度及工艺条件选择

3.6 蒸馏制度及工艺条件选择

3.7 还原蒸馏炉炉台数和还原蒸馏罐台数

3.8 还原过程和真空蒸馏过程真空系统图

4 8t 还原蒸馏试验方案

4.1 试验目的

4.2 试验条件

4.3 试验内容

4.4 化检验、试验时间、实验人员分工

4.5 安 全

5 试验报告

5.1 物料衡算

5.2 生产周期统计及分析

5.3 各阶段电耗统计及分析

5.4 还原阶段试验结果

5.5 蒸馏阶段试验结果

6 结论

参考文献

附 录

附录 1：

附录 2：

附录 3：

附录 4：

附录 7：

附录 8：

附录 9：

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果

致谢