1.本发明属于海绵钛制造技术领域，具体为一种回收还原及电解反应余热的海绵钛生产系统。
背景技术：
2.采用镁热还原法技术生产海绵钛，四氯化钛与精镁的还原反应在高温高压的密闭条件下进行，反应放出大量反应热，大量的反应热积聚于反应区无法释放，造成反应区超温、还原大盖烧红；电解槽随着运行时间的增加电极等关键位置老化，容易导致热槽，还原反应温度高、电解槽热槽，容易影响海绵钛成品质量和电解效率；通常采用风门或鼓风机进行强有力的通风散热，借助空气流动来对系统降温，但是这样直接排放则会造成热量浪费，且这部分热量也较难驱散，无形中增加了散热负荷；在利用有机物除去粗四氯化钛中三氯氧钒，需要使用蒸馏釜加热，将四氯化钛从常温加热至四氯化钛沸点温度，需电量大。
3.专利cn218443446u公开了一种换热效率高的钛管换热器，包括壳体，壳体内固定安装有螺旋管，壳体上的下部位置固定安装有进水管，壳体上的上部位置固定安装有出水管，壳体上活动安装有换热机构，换热机构包含有风冷壳、抽风机、通气管、过滤板、转杆、搅拌叶、排污管和螺纹盖，提高钛管换热器散热效果。专利cn211854935u公开了一种脱硝后的焦炉烟气余热回收锅炉，包括余热回收锅炉体，余热回收锅炉体的内侧固定连接有水平设置在隔板，余热回收锅炉体的外侧固定连接有电机，电机的输出轴上固定连接有蜗杆的一端，蜗杆的另一端延伸至余热回收锅炉体内并固定套接有绞龙，余热回收锅炉体的底部一侧连通有积尘箱，积尘箱的内侧连通有输水管的底端，输水管的顶端延伸至隔板的上方并连通有喷淋管，喷淋管的底侧连通有多个喷头，有效提高了热交换速率，且方便清理余热回收锅炉体内产生的水垢。
4.专利cn218443446u中使用过滤板阻挡水垢只能阻挡不可溶的固体水垢，在换热中，水中的可溶性盐受热分解为不可溶盐并附着在螺旋管内壁进而影响换热效率。专利cn211854935u中使用喷淋管喷洒除垢剂来清理水垢，但是喷淋管安装在螺旋管上方，向下喷淋时存在死角，水垢清除不完全；因此，需要一种能够完全去除螺旋管上附着水垢的结构，来确保换热效率。
5.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现要素：
6.本发明的目的在于提供一种回收还原及电解反应余热的海绵钛生产系统，以解决现有技术的上述问题。
7.为实现上述目的，本发明提供了一种回收还原及电解反应余热的海绵钛生产系统，包括依次设置的汇集罐和蒸馏釜，所述汇集罐另一侧设有与其连通的反应釜和电解槽，所述汇集罐和所述蒸馏釜之间设有用于回收余热的换热器，所述换热器的左右两侧壁之间
安装有用于容纳热气的螺旋管，所述换热器一侧壁靠近顶端处安装有进水管，所述换热器顶壁中部安装有出气管，所述换热器外侧壁靠近所述进水管处安装有液位计，所述换热器内安装有用于清刷所述螺旋管水垢的清扫机构，所述螺旋管外套设有活动环，所述活动环内安装有用于改变喷洒角度的控制机构，所述换热器内安装有用于移动所述活动环的移动机构。
8.在本发明的技术方案中，所述清扫机构包括通过旋转环转动连接于所述换热器右侧壁的内齿环和外齿环，所述内齿环内轮齿和所述外齿环外轮齿均啮合有转动齿轮，所述转动齿轮同轴连接有转轴，两个所述转轴分别位于所述螺旋管内外两侧，所述转轴外侧壁规则安装有与所述螺旋管紧密贴合的若干刷毛。
9.在本发明的技术方案中，所述换热器左右两侧壁靠近所述转轴处均转动连接有两个转环，所述转轴转动连接于两侧相邻所述转环之间。
10.在本发明的技术方案中，所述换热器一外侧壁于所述内齿环和所述外齿环之间固定有驱动电机，所述驱动电机输出轴同轴连接有同时与所述内齿环外轮齿和所述外齿环内轮齿啮合的驱动齿轮。
11.在本发明的技术方案中，所述活动环内侧壁顶部和底部之间均转动连接有转杆，位置较高的所述转杆外侧壁中部固定套设有控制齿轮，两个所述转杆之间固定有储液环，所述储液环内侧壁规则安装有若干喷头，所述储液环底端处安装有软管。
12.在本发明的技术方案中，所述控制机构包括固定于所述活动环左右两侧壁靠近顶端处的两个呈倒l形的支架，两个所述支架底端之间通过固定柱滑动连接有齿条，所述齿条一侧轮齿与所述控制齿轮啮合，所述齿条其中一端与相邻所述支架之间安装有套设在所述固定柱外的弹簧。
13.在本发明的技术方案中，所述控制机构还包括固定于所述活动环内侧壁靠近所述齿条的控制电机，所述控制电机输出轴同轴连接有与所述齿条另一侧轮齿啮合的半齿轮。
14.在本发明的技术方案中，所述换热器底壁中部安装有排渣管，所述换热器一侧壁底端处安装有与所述软管连通的进液管。
15.在本发明的技术方案中，所述移动机构包括并排设置于所述换热器左右两侧壁之间的丝杆和限位柱，所述丝杆与所述活动环螺纹连接，所述限位柱与所述活动环滑动连接，所述换热器外侧壁固定有输出轴与所述丝杆同轴连接的移动电机。
16.在本发明的技术方案中，该系统的作业流程包括以下步骤：
17.s1、先将氯化镁加入电解槽内电解产生镁和氯气，待电解槽内温度大于670℃之后，使用风门将电极等温度较高处的热量吹入汇集罐内；
18.s2、接着将镁和四氯化钛加入反应釜内进行还原反应，待还原温度大于850℃之后，使用风门将反应釜内热量吹入汇集罐内；
19.s3、再将汇集罐内热气送入换热器，并在螺旋管内运动，从进水管处加入冷却水被热气加热并从出气管排出；
20.s4、从出气管排出的热气继续运动至蒸馏釜处，作为加热气体加热蒸馏釜；
21.s5、待还原温度低于850℃之后，停止反应釜内的排热，待电解槽内温度低于670℃时，停止电解槽内的排热；
22.s6、再启动移动电机驱动丝杆旋转并带动活动环移动，接着启动控制电机旋转而
间歇性带动齿条运动，齿条在弹簧回弹力作用下反复运动，进而带动转杆和储液环反复摆动，则储液环上的喷头向螺旋管喷洒除垢剂；
23.s7、接着启动驱动电机带动驱动齿轮并同时带动内齿环和外齿环旋转，而带动内外侧的转轴和转动齿轮旋转，进而带动两个转轴上的刷毛清刷下螺旋管上的水垢；
24.s8、再从进水管处加入清洁水冲刷水垢，并从排渣管处排出污水。
25.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
26.1、本发明中，利用还原及电解反应余热热量，将余热热量用于对蒸馏釜内的四氯化钛原料进行初步预热及二次加热，节省了大量用电成本，降低了能耗，提高了产品附加值，有效地避免了热资源的浪费。
27.2、本发明中，利用驱动电机同时间接驱动内齿环和外齿环旋转，再带动两个转轴旋转，使转轴在自转的同时沿内齿环内圈或外齿环外圈公转，使转轴上的刷毛能够完全清扫下螺旋管外侧壁上附着的水垢。
28.3、本发明中，利用移动机构控制活动环位置，再由半齿轮和弹簧共同作用下带动齿条反复运动，进而带动上方的转杆反复摆动，使活动环在运动过程中，储液环上的各个喷头能够反复摆动喷洒除垢剂，减少喷洒死角，使螺旋管上附着的水垢软化，便于刷毛清扫。
附图说明
29.图1为本发明的整体流程图；
30.图2为本发明中换热器的主视图；
31.图3为本发明中换热器的结构示意图；
32.图4为本发明中换热器的剖视图；
33.图5为本发明中清扫机构的结构示意图；
34.图6为本发明中清扫机构的局部左视图；
35.图7为本发明中活动环、控制机构和移动机构的结构示意图；
36.图8为本发明中控制机构的结构示意图。
37.附图标记说明：
38.1、反应釜；
39.2、电解槽；
40.3、汇集罐；
41.4、换热器；40、螺旋管；41、进水管；42、出气管；43、液位计；44、排渣管；45、清扫机构；450、内齿环；451、外齿环；452、转环；453、转轴；454、转动齿轮；455、刷毛；456、驱动电机；457、驱动齿轮；46、活动环；460、转杆；4600、控制齿轮；461、储液环；462、喷头；463、软管；47、控制机构；470、支架；471、固定柱；472、齿条；473、弹簧；474、控制电机；475、半齿轮；48、移动机构；480、移动电机；481、丝杆；482、限位柱；49、进液管；
42.5、蒸馏釜。
具体实施方式
43.下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
44.除非另有其他明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其他元件或其他组成部分。
45.参照图1-图8，本发明的一种回收还原及电解反应余热的海绵钛生产系统，包括依次设置的汇集罐3和蒸馏釜5，汇集罐3另一侧设有与其连通的反应釜1和电解槽2，汇集罐3和蒸馏釜5之间设有用于回收余热的换热器4，换热器4的左右两侧壁之间安装有用于容纳热气的螺旋管40，换热器4一侧壁靠近顶端处安装有进水管41，换热器4顶壁中部安装有出气管42，换热器4外侧壁靠近进水管41处安装有液位计43，换热器4内安装有用于清刷螺旋管40水垢的清扫机构45，螺旋管40外套设有活动环46，活动环46内安装有用于改变喷洒角度的控制机构47，换热器4内安装有用于移动活动环46的移动机构48，从进水管41处加入冷却水，冷却水接触螺旋管40汽化从出气管42排出，液位计43方便查看换热器4内水位高低。
46.具体地，清扫机构45包括通过旋转环转动连接于换热器4右侧壁的内齿环450和外齿环451，内齿环450内轮齿和外齿环451外轮齿均啮合有转动齿轮454，转动齿轮454同轴连接有转轴453，两个转轴453分别位于螺旋管40内外两侧，转轴453外侧壁规则安装有与螺旋管40紧密贴合的若干刷毛455，旋转环位于换热器4侧壁内的部分为凸字形或梯形，内齿环450和外齿环451能够分别带动两个转轴453转动，使转轴453在自转的情况下沿内齿环450内圈或外齿环451外圈公转，提高清扫效果。
47.进一步地，换热器4左右两侧壁靠近转轴453处均转动连接有两个转环452，转轴453转动连接于两侧相邻转环452之间，对转轴453公转进行限位，使转轴453能够正常转动。
48.此外，换热器4一外侧壁于内齿环450和外齿环451之间固定有驱动电机456，驱动电机456输出轴同轴连接有同时与内齿环450外轮齿和外齿环451内轮齿啮合的驱动齿轮457，驱动电机456输出轴带动驱动齿轮457旋转，驱动齿轮457再同时带动内齿环450和外齿环451旋转。
49.上述方案中，活动环46内侧壁顶部和底部之间均转动连接有转杆460，位置较高的转杆460外侧壁中部固定套设有控制齿轮4600，两个转杆460之间固定有储液环461，储液环461内侧壁规则安装有若干喷头462，储液环461底端处安装有软管463，储液环461内壁上的喷头462能够喷洒除垢剂，能够使螺旋管40上附着的硬质水垢软化，便于刷毛455清扫。
50.上述方案中，控制机构47包括固定于活动环46左右两侧壁靠近顶端处的两个呈倒l形的支架470，两个支架470底端之间通过固定柱471滑动连接有齿条472，齿条472一侧轮齿与控制齿轮4600啮合，齿条472其中一端与相邻支架470之间安装有套设在固定柱471外的弹簧473，齿条472运动时会带动控制齿轮4600旋转，进而控制转杆460偏转。
51.具体地，控制机构47还包括固定于活动环46内侧壁靠近齿条472的控制电机474，控制电机474输出轴同轴连接有与齿条472另一侧轮齿啮合的半齿轮475，半齿轮475接触齿条472时会带动齿条472运动，同时弹簧473压缩，进而带动控制齿轮4600和转杆460偏转，之后半齿轮475脱离齿条472，弹簧473驱使齿条472回复原位，进而使控制齿轮4600反复偏转。
52.进一步地，换热器4底壁中部安装有排渣管44，方便及时排出水垢，换热器4一侧壁底端处安装有与软管463连通的进液管49，方便添加除垢剂。
53.上述方案中，移动机构48包括并排设置于换热器4左右两侧壁之间的丝杆481和限位柱482，丝杆481与活动环46螺纹连接，限位柱482与活动环46滑动连接，换热器4外侧壁固
定有输出轴与丝杆481同轴连接的移动电机480，与控制机构47相互配合，使活动环46运动时，储液环461反复摆动，减少喷洒死角。
54.上述方案中，该系统的作业流程包括以下步骤：
55.s1、先将氯化镁加入电解槽2内电解产生镁和氯气，待电解槽2内温度大于670℃之后，使用风门将电极等温度较高处的热量吹入汇集罐3内；
56.s2、接着将镁和四氯化钛加入反应釜1内进行还原反应，待还原温度大于850℃之后，使用风门将反应釜1内热量吹入汇集罐3内；
57.s3、再将汇集罐3内热气送入换热器4，并在螺旋管40内运动，从进水管41处加入冷却水被热气加热并从出气管42排出；
58.s4、从出气管42排出的热气继续运动至蒸馏釜5处，作为加热气体加热蒸馏釜5；
59.s5、待还原温度低于850℃之后，停止反应釜1内的排热，待电解槽2内温度低于670℃时，停止电解槽2内的排热；
60.s6、再启动移动电机480驱动丝杆481旋转，并在限位柱482限位下，活动环46开始移动，接着启动控制电机474驱动半齿轮475旋转而间歇性带动齿条472运动，半齿轮475带动齿条472运动时会压缩弹簧473，之后半齿轮475脱离齿条472之后，弹簧473驱使齿条472回复原位，齿条472在弹簧473回弹力作用下反复运动，通过控制齿轮4600带动转杆460和储液环461反复摆动，储液环461上的喷头462向螺旋管40均匀喷洒除垢剂，同时减少喷洒死角；
61.s7、接着启动驱动电机456带动驱动齿轮457并同时带动内齿环450和外齿环451旋转，内齿环450内轮齿带动内侧转轴453旋转，外齿环451外轮齿带动外侧转轴453旋转，两个转轴453上的刷毛455能够充分清扫下螺旋管40上的水垢；
62.s8、再从进水管41处加入清洁水冲刷水垢，并从排渣管44处排出污水。
63.前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。