[發(fā)明專利]細(xì)粒級鈦原料沸騰氯化爐二次氯氣加注裝置

有效

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• 申請日: 2015-06-03
• 公開（公告）號: CN104891561A
• 公開（公告）日: 2015-09-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 溫良英;李元坤;王海鵬;魯峰;陳登福;龍木軍;張正榮
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號: C01G23/02
• 分類號: C01G23/02
• 代理公司: 重慶博凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50212
• 代理人: 李海華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及制備四氯化鈦的沸騰爐，特別涉及利用細(xì)粒級鈦原料制備四氯化鈦的沸騰氯化爐二次氯氣加注裝置，屬于四氯化鈦制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

細(xì)粒級鈦原料沸騰氯化是將選別、加工去雜質(zhì)后的細(xì)粒級富鈦原料與石油焦的混合料在氯氣作用下處于沸騰流化狀態(tài)進(jìn)行氯化反應(yīng)制備四氯化鈦的方法。由于鈦原料顆粒細(xì)小，采用傳統(tǒng)的沸騰氯化工藝和裝備，勢必導(dǎo)致這種細(xì)粒級鈦原料大量逸出，技術(shù)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)變差等問題。

專利CN103818951B公布了一種使細(xì)粒級富鈦料分散懸浮在具有強(qiáng)烈剪切作用的氯氣流中，在沸騰爐上部擴(kuò)大分離區(qū)域壁面圓周上設(shè)置切向加注二次氯氣的小孔，強(qiáng)制氣固分離，達(dá)到減少未反應(yīng)完全的細(xì)顆粒逸出，提高沸騰氯化爐的效率的目的。但由于小孔分布設(shè)置比較復(fù)雜，加工精準(zhǔn)度難以保證，同時存在分散不連續(xù)性，影響二次強(qiáng)旋分離的實際運(yùn)行效果。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于提供一種細(xì)粒級鈦原料沸騰氯化爐的二次氯氣加注裝置，實現(xiàn)強(qiáng)化沸騰爐上部氣固的旋轉(zhuǎn)剪切相互作用、離心分離效果，減少未反應(yīng)完全的細(xì)粒級料逸出；同時，提高氯化反應(yīng)效率、TiCl₄的產(chǎn)出率和平衡沸騰氯化爐頂部氣態(tài)TiCl₄的溫度。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

細(xì)粒級鈦原料沸騰氯化爐的二次氯氣加注裝置，包括反應(yīng)器主段、爐頂、旋風(fēng)分離器和上升管，爐頂兩端進(jìn)出口分別接反應(yīng)器主段上端和旋風(fēng)分離器上端以形成倒U型結(jié)構(gòu)，上升管下端伸于旋風(fēng)分離器內(nèi)，在旋風(fēng)分離器下端設(shè)有循環(huán)返料腿，用于將固體粉料返回沸騰氯化爐反應(yīng)器內(nèi)；其特征在于：在爐頂、反應(yīng)器主段上端和旋風(fēng)分離器形成的倒U型結(jié)構(gòu)外套設(shè)有封閉的倒U型管殼，倒U型結(jié)構(gòu)和倒U型管殼之間形成二次氯氣加注通道，上升管上端從倒U型管殼上表面穿出，循環(huán)返料腿從倒U型管殼下表面穿出；在倒U型管殼套裝旋風(fēng)分離器所在段下端設(shè)有切向進(jìn)氣的二次氯氣導(dǎo)入口，在反應(yīng)器主段上部沿周向均勻設(shè)有若干條軸向的二次氯氣加注口，二次氯氣加注口與反應(yīng)器主段相切。

進(jìn)一步地，反應(yīng)器主段上端和爐頂之間通過二次氯氣加注段連接，二次氯氣加注口設(shè)于二次氯氣加注段上且為2-4道切向細(xì)縫；所述二次氯氣加注段為圓筒形，其內(nèi)徑與反應(yīng)器主段相同。

進(jìn)一步地，所述的二次氯氣加注口的寬度為1～2mm，高度為200～300mm。

進(jìn)一步地，所述的倒U型管殼的內(nèi)壁與倒U型結(jié)構(gòu)的外壁之間的距離為5～20mm。

與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

1、本發(fā)明提到的二次氯氣加注入口處為2～4條豎直方向且與二次氯氣加注段內(nèi)壁相切的細(xì)縫，二次氯氣加注入口細(xì)縫在二次氯氣加注段沿周向均勻分布。這種二次氯氣加注入口方式的優(yōu)點(diǎn)在于在二次氯氣加注段形成連續(xù)的旋轉(zhuǎn)流，實現(xiàn)強(qiáng)化沸騰爐上部氣固的旋轉(zhuǎn)剪切相互作用、離心分離效果，減少未反應(yīng)完全的細(xì)粒級料逸出，促進(jìn)細(xì)粒級鈦原料分散懸浮在氯氣流中，延長細(xì)粒級富鈦料在沸騰氯化爐內(nèi)與氯氣的反應(yīng)時間，提高沸騰氯化爐的效率。

2、通過用二次氯氣回收旋風(fēng)分離器外壁散失的熱量、降低器壁表面溫度和內(nèi)側(cè)粗氣態(tài)TiCl₄的溫度；

3、采用本發(fā)明的二次氯氣加注裝置，可實現(xiàn)二次氯氣的預(yù)熱加注，可以減少由于溫差對加注段溫度的影響，提高氯化反應(yīng)效率和TiCl₄的產(chǎn)出率，同時平衡沸騰氯化爐頂部氣態(tài)TiCl₄的溫度。

附圖說明??

圖1-本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2-本發(fā)明二次氯氣加注段示意圖。

圖中，1-反應(yīng)器主段；2-二次氯氣加注段；3-爐頂；4-旋風(fēng)分離器；5-上升管；6-倒U型管殼；7-二次氯氣導(dǎo)入口；8-循環(huán)返料腿。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。