[發明專利]一種低溫沸騰氯化系統

有效

• 申請號: 201410224818.1
• 申請日: 2014-05-26
• 公開（公告）號: CN103979603A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 周艾然;陸平;王建鑫;龍盤忠
• 申請（專利權）人: 攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司
• 主分類號: C01G23/02
• 分類號: C01G23/02
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 邢偉;譚昌馳

技術領域

本發明涉及低溫沸騰氯化反應技術領域，更具體地講，涉及一種用碳化高爐渣制取四氯化鈦的低溫沸騰氯化系統。

背景技術

目前，全世界僅有攀鋼在使用高鈦型高爐渣(TiO₂含量高達20～26wt％)提取四氯化鈦的工藝，即“高爐渣高溫碳化-低溫選擇氯化制取TiCl₄”工藝，其是在電爐中用碳質還原劑對高鈦型高爐渣進行高溫還原碳化處理，將鈦還原為碳化鈦(TiC)，碳化處理后的高爐渣稱為碳化渣(又稱為碳化高爐渣)，然后將碳化渣進行低溫選擇性氯化，將碳化渣中的鈦以TiCl₄的形式提取出來。

該工藝的低溫氯化工序使用的氯化爐為空爐結構，即爐內除了設置在爐體下部的一個氣體分布器外不存在任何內構件。具體地，現有的低溫沸騰氯化爐包括爐體，爐體的上部設置有固體物料入口(即加料口)和氣體出口，爐體的下部設置有渣料出口和氣體分布器。固體物料(例如碳化渣)從加料口加入到爐體內部，反應氣體(例如氯氣)和流態化氣體(例如氮氣)通過氣體分布器加入到爐體內部。固體物料在反應氣體的流化作用下呈流化態并與反應氣體反應。由于碳化渣的密度較大(2.0～2.2t/m³)，有效成分較少致使爐內床層較高，這樣的爐型結構會導致一些不足，比如擴散阻力過大、局部壓力過大、爐體震動劇烈、原料停留時間短且分布不均，以及反應和傳動的推動力下降等等，這些問題將會嚴重影響氯化生產的氯化率，造成大量氯氣富余和氯化殘渣，給生產系統和環境帶來極大壓力，并且大型化困難，亟需開發一種能夠解決上述技術問題的低溫沸騰氯化爐。

發明內容

針對現有技術中存在的不足，本發明的目的之一在于解決上述現有技術中存在的一個或多個問題。例如，本發明的目的之一在于提供一種能夠提高氯氣的使用效率和碳化渣的氯化率并且能夠實現連續生產、穩定排渣和大型化的低溫沸騰氯化系統。

為了實現上述目的，本發明提供了一種低溫沸騰氯化系統。所述低溫沸騰氯化系統包括低溫沸騰氯化爐、進料裝置和上排渣管，所述低溫沸騰氯化爐包括爐體，由爐體圍成的爐體內腔，設置在所述爐體內腔中的第一氣體分布器和第二氣體分布器，以及設置在所述爐體上且與所述爐體內腔連通的上排渣口、加料口、氯氣入口、排氣口和流態化氣體入口；所述爐體由下至上被劃分為爐底、反應段、連接段和沉降段；所述上排渣口設置在所述反應段的上部，所述上排渣管與上排渣口連接；所述進料裝置設置在所述爐體之外并通過所述加料口向爐底提供碳化渣；所述排氣口設置在所述沉降段的上部或頂部；所述第一氣體分布器通過管道與所述氯氣入口連通，且用于從上方向所述反應段內提供氯氣；所述第二氣體分布器通過管道與所述流態化氣體入口連通，且用于向爐底噴入流態化氣體；所述碳化渣在流態化氣體的作用下呈流化態并向上運動與所述氯氣逆流接觸發生氯化反應。

根據本發明低溫沸騰氯化系統的一個示例性實施例，所述第一氣體分布器可以包括用于使氯氣沿所述爐體內腔橫截面分布的第一氣體分布管組件和設置在所述第一氣體分布管組件靠近所述第二氣體分布器一側的管壁上的多個噴嘴，所述第二氣體分布器可以包括用于使流態化氣體沿所述爐體內腔橫截面分布的第二氣體分布管組件和設置在所述第二氣體分布管組件遠離所述第一氣體分布器一側的管壁上的多個噴嘴。

根據本發明低溫沸騰氯化系統的一個示例性實施例，所述第一氣體分布管組件和所述第二分布管組件均可以包括母管和與所述母管連通且呈同心環布置的多個支管。

根據本發明低溫沸騰氯化系統的一個示例性實施例，所述第一氣體分布器可以設置在所述低溫沸騰氯化爐內固體物料的料層料面的上方0.25～0.5m處。

根據本發明低溫沸騰氯化系統的一個示例性實施例，所述第二氣體分布器可以設置在所述反應段和所述爐底的連接處。

根據本發明低溫沸騰氯化系統的一個示例性實施例，所述加料口可以設置在所述反應段的下部并靠近所述第二氣體分布器。優選地，所述加料口設置在第二氣體分布器上方0.25m處。

根據本發明低溫沸騰氯化系統的一個示例性實施例，優選地，所述加料口和所述上排渣口沿所述爐體的周向相對設置。

根據本發明低溫沸騰氯化系統的一個示例性實施例，所述低溫沸騰氯化爐還可以包括設置在所述爐底底部且與所述爐體內腔連通的下排渣口。

根據本發明低溫沸騰氯化系統的一個示例性實施例，所述低溫沸騰氯化系統還可以包括下排渣管和吹掃裝置，所述下排渣管包括與所述下排渣口連通的豎直段、向下傾斜設置的傾斜段以及用于連接所述豎直段和傾斜段的彎頭，所述吹掃裝置與所述彎頭連通以通入吹掃氣體。