专利名称：一种四氯化钛的制造设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种四氯化钛的制造设备，具体涉及一种用氯化转化法制备四氯化钛所使用的设备。
背景技术：
钛白(二氧化钛)是最重要的白色颜料，在涂料、油墨、橡胶、造纸、化纤和美术颜料等行业具有广泛的用途。中国的钛矿资源储藏量居世界的首位，仅攀枝花一西昌地区就蕴藏钒钛磁铁矿百亿吨，折合二氧化钛占世界已探明储量的35％，每年新产生钒钛矿渣三百万吨，至今已经累积矿渣五千万吨。
二氧化钛的生产工艺，有硫酸法和氯化法两种。硫酸法可以使用品位较低的矿物，设备投资较少，经过二十多年的努力，我国的硫酸法制备钛白已有一定的规模，但是由于制备方法的局限性，存在流程长、原材料消耗多、三废排放量大、产品质量较差。
氯化法是一种新兴的制备方法，其首先利用钛矿与氯气在高温下反应，获得四氯化钛，再用氧化法将四氯化钛制成钛白。氯化法具有流程短、污染小、能制备金红石型的钛白，但是技术含量高、对矿石的要求很高，现有技术无法利用钒钛矿渣制备四氯化钛，由此造成矿渣的积累，既污染环境又浪费资源。
中国在钛白制备领域开展了许多工作，并申请了大量的专利，但是这些专利都集中在四氯化钛的氧化及其反应器、钛白后处理和钛白多方面利用等领域，有关钛矿和钒钛矿渣的资源利用的工作和专利很少。在钛矿氯化转化领域，有采用(1)熔盐氯化的方法，用以处理钙、镁含量高的钛矿，其缺点是反应温度低，化学反应速率小，设备产能低、反应器体积庞大、设备难以大型化、生产连续差、废排放量大等问题；(2)沸腾氯化法，利用颗粒悬浮的原理，强化气一固间的传递过程，具有较高的反应速率、能够强化生产，其缺点是采用较高温度，一般仅处理富钛矿，当矿石中杂质含量较高时，产生大量熔融的氯化钙、氯化镁堵塞设备而影响正常操作，同时收率不够高，特别是当采用较高气速处于快速氯化时，设备腐蚀和磨损严重，细颗粒夹带问题很难解决。
发明内容
本实用新型目的是提供一种四氯化钛的制造设备，可以采用杂质含量较高的矿石或矿渣为原料，且具有较高的收率。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种四氯化钛的制造设备，包括第一喷动流化床、第二喷动流化床，所述第一喷动流化床上部设有钛矿入口，第二喷动流化床下部设有矿渣出口，第一喷动流化床和第二喷动流化床之间通过下行管连通，两个喷动流化床底部分别设有氯气入口。
上述技术方案中，所述的“喷动流化床”，目前通常用于谷物干燥、粉煤燃烧和气化等，具有较大的射流口径，同时还可以采用多射流技术而便于工业放大。
上述技术方案中，可以在所述第一喷动流化床底部设有氯化物分离结构，所述氯化物分离结构包括氯化物收集柱和排除口。
上述技术方案中，所述的氯气入口中带有氯气射流管和低速氯气入口。
上述技术方案中，可以在所述固体物料入口上设有阀门，下行管上设有阀门，废渣出口上设有阀门。
上述技术方案中，所述第一喷动流化床上部设有第一喷动流化床上部气体出口，所述第一喷动流化床上部气体出口经管道与第二喷动流化床的含氯气体入口连通，管道上可以设置气泵，所述第二喷动流化床顶端设有第二喷动流化床上部气体出口。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点1.由于本实用新型采用了二段喷动流化床的结构，先在第一喷动流化床的较高温度下进行反应，以提供较高的反应速率，再在第二喷动流化床的较低温度下进一步反应，可以提高收率；2.由于本实用新型采用喷动流化床，固体颗粒停留时间长，床层表观气速较低，可以使用较大的颗粒物料，气-固反应比较充分，设备腐蚀和磨损小，射流口径较大，不容易发生堵塞，并且第一喷动流化床下部专门设有氯化钙和氯化镁等的分离装置，避免了现有技术中发生的氯化钙、氯化镁等熔融粘结的问题；
3.本实用新型具有结构简单，易于实施，可降低生产成本、提高生产率的优点。
附图1为本实用新型实施例一的结构示意图；附图2为实施例一中第一喷动流化床底部结构的放大示意图。
其中[1]、第一喷动流化床；[2]、第二喷动流化床；[3]、阀门；[4]、阀门；[5]、阀门；[6]、固体物料入口；[7]、下行管；[8]、废渣出口；[9]、氯气入口；[10]、含氯气体入口；[11]、第一喷动流化床上部气体出口；[12]、第二喷动流化床上部气体出口；[13]、第一喷动流化床底部；[14]、低速氯气入口；[15]、氯化物收集柱；[16]、氯气射流管；[17]、排除口；[18]、管道。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述实施例一参见附图1所示，一种四氯化钛的制造设备，包括第一喷动流化床1、第二喷动流化床2，两个流化床的外面均有加热装置和保温材料。所述第一喷动流化床1上部设有固体物料入口6，第二喷动流化床2下部设有废渣出口8，第一喷动流化床1和第二喷动流化床2之间通过下行管7连通，两个喷动流化床底部分别设有氯气入口9、含氯气体入口10，固体物料入口6上设有阀门3，下行管7上设有阀门4，废渣出口8上设有阀门5，第一喷动流化床底部13具有液态氯化物分离和排放口，如附图2所示，由氯化物收集柱15和排除口17构成，所述的氯气入口9中包括有氯气射流管16和低速氯气入口14，第一喷动流化床上部气体出口11经管道18与第二喷动流化床2的含氯气体入口10连通，管道18上可以设置气泵，第二喷动流化床2顶端设有第二喷动流化床上部气体出口12。
将钛矿或钛渣粉碎，并与含碳物料如焦炭屑或木碳末等混合均匀，从固体物料入口6通入第一喷动流化床1中，自氯气入口9通入过量氯气，反应后的固体物料经下行管7通入第二喷动流化床2中，含有氯气和四氯化钛的气体自第一喷动流化床上部气体出口11经管道18由含氯气体入口10通入，氯化后获得的含四氯化钛的气体从第二喷动流化床上部气体出口12引出，最后的废渣从排渣口8排出。
其中，在第一喷动流化床1中生成的液态氯化钙和氯化镁，流入氯化物收集柱15，经过排除口17加以分离，减少在合成与后处理中发生堵塞的情况发生。
权利要求1.一种四氯化钛的制造设备，其特征在于包括第一喷动流化床[1]、第二喷动流化床[2]，所述第一喷动流化床[1]上部设有固体物料入口[6]，第二喷动流化床[2]下部设有废渣出口[8]，第一喷动流化床[1]和第二喷动流化床[2]之间通过下行管[7]连通，两个喷动流化床底部分别设有氯气入口[9]和含氯气体入口[10]。
2.根据权利要求1所述一种四氯化钛的制造设备，其特征在于所述第一喷动流化床[1]底部设有氯化物分离结构，所述氯化物分离结构包括氯化物收集柱[15]和排除口[17]。
3.根据权利要求1所述一种四氯化钛的制造设备，其特征在于所述氯气入口[9]中带有氯气射流管[16]和低速氯气入口[14]。
4.根据权利要求1所述一种四氯化钛的制造设备，其特征在于所述固体物料入口[6]上设有阀门[3]，下行管[7]上设有阀门[4]，废渣出口[8]上设有阀门[5]。
5.根据权利要求1所述一种四氯化钛的制造设备，其特征在于所述第一喷动流化床[1]上部设有气体出口[11]，其经管道[18]与第二喷动流化床[2]的含氯气体入口[10]连通，管道[18]上设置有气泵，所述第二喷动流化床[2]顶端设有气体出口[12]。
专利摘要本实用新型公开了一种四氯化钛的制造设备，其特征在于包括第一喷动流化床、第二喷动流化床，所述第一喷动流化床上部设有固体物料入口，第二喷动流化床下部设有废渣出口，第一喷动流化床和第二喷动流化床之间通过下行管连通，两个喷动流化床底部分别设有氯气入口和含氯气体入口。由于本实用新型采用了二段喷动流化床的结构，因而具有收率高、反应充分，设备腐蚀和磨损小，不容易发生氯化镁和氯化钙堵塞的优点。
文档编号C01G23/02GK2690375SQ20042002520
公开日2005年4月6日 申请日期2004年3月4日 优先权日2004年3月4日
发明者洪若瑜, 钱建中, 李洪钟 申请人:苏州大学, 中国科学院过程工程研究所