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1.本实用新型属于冶金生产技术领域，具体涉及镁热法海绵钛生产技术范围内氯化镁电解工艺中镁电解槽运行过程的一种镁电解槽集镁区温度调节用换热器。


背景技术：

2.镁热法海绵钛生产过程中，将纯四氯化钛采用金属镁进行还原、蒸馏后，得到还原产物和氯化镁，通过对氯化镁电解生成金属镁和氯气，可在镁热法海绵钛生产中的循环使用。镁电解是海绵钛生产中的重要工序之一。
3.目前镁电解槽生产能力低，自动化控制水平不高，劳动强度大，电解造成的车间工作环境条件比较差。电解槽的进料采用氯化镁抬包通过多功能天车，一次加入到电解槽内，引起电解槽内温度变化大，造成电解槽温度不稳定，导致电流效率下降。目前电解槽采用列管式空气换热器进行温度调节。列管式空气换热器主要焊接接头位于熔融电解质液面内，换热器的使用寿命只有两、三个月，甚至更短。另外换热器更换需打开集镁区大盖，造成停槽，严重影响电解槽的连续运行。因此开发一种镁电解用换热器延长其使用寿命，减少电解槽停槽时间，提高电解槽工作效率势在必行。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是克服上述现有技术存在的现有列管式空气换热器使用寿命短的不足，提供一种镁电解槽集镁区温度调节用换热器，使所有焊接接头位于熔融电解质液面以上，提高换热器的使用寿命。
5.为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.一种镁电解槽集镁区温度调节用换热器，包括u型换热管、进气管、进气集箱、出气管、出气集箱、支撑结构和保温结构，其中：
7.所述的进气管通过进气集箱与u型换热管入口连通，所述的出气管通过出气集箱与u型换热管出口连通；
8.所述的u型换热管并排设置若干组，各组与进气管和出气管之间均并联连通，单组u型管为双管并联设置；
9.所述的u型换热管与进气集箱、出气集箱之间均采用对接焊接，焊接接头位于镁电解中的熔融电解质/熔融镁层液面以上。
10.所述的进气管设置数量≥1，当＞1时，为并排设置；所述的出气管设置数量≥1，当＞1时，为并排设置，以进一步提高换热效率。
11.所述的进气管与出气管外部均套设有保温套管，所述的保温套管包括钢管、上法兰和下法兰，所述的上法兰与下法兰之间由螺栓连接，方便拆卸。
12.所述的进气管与保温套管之间、所述的出气管与保温套管之间均填充有保温材料，防止热量过多散失到镁电解槽外部。
13.所述的集镁区包括有集镁区大盖，所述的保温套管垂直穿过集镁区大盖，并固定
在大盖上。
14.所述的进气管与进气主管道连通，所述的出气管与出气主管道连通。
15.所述的进气集箱为横向设置的一根主管，所述的出气集箱为横向设置的一根主管；所述的进气集箱、出气集箱与镁电解槽的集镁区大盖平行设置。
16.所述的u型换热管与进气集箱、出气集箱之间均采用对接焊接，焊接接头位于熔融电解质/熔融镁层液面以上，以保证焊接接头与熔融电解质或熔融镁层不直接接触，延长焊接接头的使用寿命。
17.所述的u型换热管基于向下自由膨胀原理设置，以消除管道热应力。
18.所述的u型换热管之间采用支撑结构固定在一起，防止移位和变形，每根u型换热管在熔融镁层部分同样设置保温结构，防止熔融镁层低于熔点而凝固。
19.所述的镁电解槽集镁区温度调节用换热器工作过程中：
20.空气由进气主管道进入进气管并汇集到进气集箱中后，由进气集箱分配至多个并联的u型换热管中，空气通过u型换热管与熔融电解质换热后，汇入出气集箱中，最终热空气由出气管汇入出气主管道中，完成换热过程。
21.本实用新型的有益效果：
22.本实用新型的镁电解槽集镁区温度调节用换热器采用u形换热管结构并平行混插设置，大幅提高换热器的换热面积；且进气集箱和出气集箱平行固定在镁电解槽的集镁区大盖上，进气管和出气管采用两点方式设置，改善流场分布；进气集箱和出气集箱与换热管之间的焊接接头设置在熔融电解质/熔融镁层液面以上，避免焊接接头与熔融镁电解质/熔融镁层直接接触，提高换热器的使用寿命，同时减少电解槽停槽时间，大幅提高电解槽工作效率。
附图说明：
23.图1是本实用新型实施例1的镁电解槽集镁区温度调节用换热器结构示意图；
24.图2是图1的a-a向剖视图；其中：
25.1-u型换热管；2-保温结构；3-进气集箱；4-进气管保温套管；5-进气管；6-进出管法兰；7-螺栓；8-螺母；9-上法兰；10-下法兰；11-出气管；12-出气管保温套管；13-出气集箱；14-横梁；15-支撑结构，a-集镁室长度，b-集镁室槽内高度，d-集镁室最高液位，e-镁层厚度，e-集镁室大盖，f-集镁室宽度。
具体实施方式：
26.下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
27.一种镁电解槽集镁区温度调节用换热器，其结构示意图如图1所示，图1的a-a向剖视图如图2所示，包括u型换热管1、进气管5、进气集箱3、出气管11、出气集箱13、支撑结构15和保温结构2，其中：
28.所述的进气管5通过进气集箱3与u型换热管1入口连通，所述的出气管11通过出气集箱13与u型换热管1出口连通；
29.所述的u型换热管1并排设置若干组，各组与进气管5和出气管11之间均并联连通，单组u型管为双管并联设置；
30.所述的u型换热管1与进气集箱3、出气集箱13之间均采用对接焊接，焊接接头位于镁电解中的熔融电解质/熔融镁层液面以上；
31.所述的进气集箱3与出气集箱13之间设有横梁14。
32.所述的进气管5设置数量≥1，当＞1时，为并排设置；所述的出气管11设置数量≥1，当＞1时，为并排设置，以进一步提高换热效率。
33.所述的进气管5与出气管11外部均套设有保温套管，包括进气管保温套管4和出气管保温套管12，所述的保温套管包括钢管、上法兰9和下法兰10，所述的上法兰9与下法兰10之间由螺栓7与螺母8配合连接，方便拆卸。
34.所述的进气管5与保温套管之间、所述的出气管11与保温套管之间均填充有保温材料，防止热量过多散失到镁电解槽外部。
35.所述的集镁区包括有集镁区大盖，所述的保温套管垂直穿过集镁区大盖，并固定在大盖上。
36.所述的进气管5与进气主管道通过进出管法兰6连通，所述的出气管11与出气主管道通过进出管法兰6连通。
37.所述的进气集箱3为横向设置的一根主管，所述的出气集箱13为横向设置的一根主管；所述的进气集箱3、出气集箱13与镁电解槽的集镁区大盖平行设置。
38.所述的u型换热管1与进气集箱3、出气集箱13之间均采用对接焊接，焊接接头位于熔融电解质/熔融镁层液面以上，以保证焊接接头与熔融电解质或熔融镁层不直接接触，延长焊接接头的使用寿命。
39.所述的u型换热管1基于向下自由膨胀原理设置，以消除管道热应力。
40.所述的u型换热管1之间采用支撑结构15固定在一起，防止移位和变形，每根u型换热管1在熔融镁层部分同样设置保温结构2，防止熔融镁层低于熔点而凝固。
41.所述的镁电解槽集镁区温度调节用换热器工作过程中：
42.空气由进气主管道进入进气管5并汇集到进气集箱3中后，由进气集箱3分配至多个并联的u型换热管1中，空气通过u型换热管1与熔融电解质换热后，汇入出气集箱13中，最终热空气由出气管11汇入出气主管道中，完成换热过程。