一种氯化气体冷却系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种氯化气体冷却系统，氯化气体从氯化炉顶部出口排出，温度约1000°C，进入垂直夹套管道冷却，在垂直夹套管道内设3～5个喷嘴，顺流或垂直喷入液体粗四氯化钛，使氯化气体温度降到约160°C，杂质金属氯化物由气相变为固相，通过下游的气固分离设备分离出固体，排出系统。垂直夹套管道的夹套内为流动的冷却水，用于冷却和保护内部管道。本发明采用的设备结构简单，冷却管道内部不易堵塞，降低设备费用和操作维修费用。
【专利说明】一种氯化气体冷却系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及氯化法生产钛白粉【技术领域】，具体为一种用于氯化法的氯化炉生成气体的冷却系统。
【背景技术】
[0002]在氯化法钛白粉生产中，高钛渣和石油焦在氯化炉内与氯气发生反应，生成的气体从氯化炉顶部出口排出，温度约1000° C，主要成分为气相TiCl4、气相金属氯化物(FeCl2, FeCl3、MnCl2等)、CO、CO2, N2等，通过喷入液体粗四氯化钛，使高温氯化气体冷却到约160° C，此时气相杂质金属氯化物由气相变为固相，从氯化气体中分离出来。
[0003]目前氯化气体的冷却分为垂直段冷却和水平段冷却。
[0004]采用垂直段冷却时，冷却段采用碳钢衬耐火砖隔热，内设喷嘴若干个，顺着或逆着气流方向喷入粗四氯化钛。使用此方法时，耐火材料更换麻烦，需要分段砌筑、烘烤，维修成本闻。
[0005]采用水平段冷却时，冷却段材质为碳钢，外部喷水或放置在水槽内冷却保护，内设喷嘴若干个，顺着或逆着气流方向喷入粗四氯化钛。使用此方法时，析出的金属氯化物固体散落在管道内壁，细小颗粒可被气体带走，但大的颗粒易停留在水平管内，堵塞管道，影响正常生产，需要频繁地清理。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种氯化气体冷却系统，以解决现有技术存在的问题。
[0007]为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为:
一种氯化气体冷却系统，用于氯化炉中氯化气体冷却，所述氯化炉顶部设置有供炉中氯化气体排出的出口，其特征在于:在氯化炉顶部出口垂直连通夹套管道，所述夹套管道由内、外管构成，内、外管之间空隙构成夹套，夹套管道的内管与氯化炉出口连通，夹套管道末端连通至一个气固分离设备，温度为1000° C上下的氯化气体从氯化炉顶部出口排出至夹套管道内管中，在夹套管道侧部设置多个与夹套管道内管连通的喷嘴，多个喷嘴中，第一个喷嘴顺着内管中热气流方向向夹套管道内管中喷入液体粗四氯化钛，其余喷嘴垂直于内管中热气流方向向夹套管道内管中喷入液体粗四氯化钛，通过多个喷嘴向夹套管道内管中喷入液体粗四氯化钛使通入内管中的氯化气体温度降至160° C上下， 氯化气体中杂质金属氯化物由气相变为固相，通过夹套管道末端的气固分离设备分离出固体杂质金属氯化物。
[0008]所述的一种氯化气体冷却系统，其特征在于:夹套管道的夹套内通入流动的冷却水，用于冷却和保护内管。
[0009]所述的一种氯化气体冷却系统，其特征在于:氯化气体中杂质金属氯化物由气相变为固相时，细小颗粒的杂质金属氯化物被氯化气体带走至气固分离设备，大颗粒的杂质金属氯化物掉落到氯化炉内。
[0010]所述的一种氯化气体冷却系统，其特征在于:所述夹套管道的内管材料为Q345R。[0011]本发明能将氯化气体从温度1000° C上下降到160° C上下，采用的设备结构简单，内部不易堵塞，操作环境好，能有效降低设备费用和操作维修费用。
[0012]本发明的优点是:
(I)冷却管道垂直布置，在垂直管道内喷入液体粗四氯化钛，析出的金属氯化物固体不会停留在管道内，细小颗粒被气体带走，大的颗粒掉落到氯化炉内，氯化气体冷却管道不易堵塞。
[0013](2)在垂直冷却夹套管道内设3~5个喷嘴，第一个喷嘴为小流量喷嘴，用于开车和低负荷生产，顺着热气流方向喷入粗四氯化钛，后边几个喷嘴用于正常生产，垂直于气流方向喷入粗四氯化钛，减少了喷嘴之间的相互干扰，有利于喷入粗四氯化钛与热气流的充分接触，提高了冷却效果。
[0014](3)氯化气体冷却采用夹套管，夹套内为流动的冷却水，用于冷却和保护内部管道。内管材料为Q345R，不需要衬砖或其它处理措施，设备结构简单，操作环境好，设备费用和维修操作费用低。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本发明系统结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]如图1所示。一种氯化气体冷却系统，用于氯化炉I中氯化气体冷却，氯化炉I顶部设置有供炉中氯化气体排出的出口，在氯化炉I顶部出口垂直连通夹套管道2，夹套管道2由内、外管构成，内、外管之间空隙构成夹套，夹套管道2的内管与氯化炉I出口连通，夹套管道2末端连通至一个气固分离设备，温度为1000° C上下的氯化气体从氯化炉I顶部出口排出至夹套管道2内管中 ，在夹套管道2侧部设置四级与夹套管道2内管连通的喷嘴，四个喷嘴中，第一级喷嘴3为小流量喷嘴，第一级喷嘴3顺着内管中热气流方向向夹套管道内管中喷入液体粗四氯化钛，第二级喷嘴4、第三级喷嘴5、第四级喷嘴6分别垂直于内管中热气流方向向夹套管道2内管中喷入液体粗四氯化钛，通过四级喷嘴向夹套管道2内管中喷入液体粗四氯化钛使通入内管中的氯化气体温度降至160° C上下，氯化气体中杂质金属氯化物由气相变为固相，通过夹套管道2末端的气固分离设备分离出固体杂质金属氯化物。
[0017]夹套管道2的夹套内通入流动的冷却水，用于冷却和保护内管。
[0018]氯化气体中杂质金属氯化物由气相变为固相时，细小颗粒的杂质金属氯化物被氯化气体带走至气固分离设备，大颗粒的杂质金属氯化物掉落到氯化炉I内。
[0019]夹套管道2的内管材料为Q345R。
[0020]本发明中，由冷凝工段返回的温度为50° C液体粗四氯化钛，通过喷嘴沿垂直于热气流方向喷入，前几个喷嘴喷入的四氯化钛流量由控制阀调节，最后一个喷嘴喷入的四氯化钛流量根据冷却后的氯化气体温度通过控制阀调节，氯化气体温度从约1000° C降到约160° C。当停止喷四氯化钛时，打开氮气管道上的阀门，吹扫和冷却喷嘴。喷嘴材料为INC0NEL 600。
[0021]保护冷却水从夹套管道的下部进入，强制流动换热后从上部排出，冷却水温度从30° C升到约40° C。为了保证冷却水的可靠性，把备用水源管线接入冷却上水管线上，当正常使用的冷却水不能供应时切换到备用水源管线，实现安全停车。在热水管线上设有PH计，检测冷却水的PH值，当PH值减小时说明冷却管线内套管泄露，酸性介质污染冷却水，需要停车检修。 [0022]下面通过10万吨/年氯化法钛白装置对本发明的内容给予进一步详细说明。
[0023]由冷凝工段返回的温度为50° C液体粗四氯化钛，通过第一级喷嘴沿热气流方向喷入，流量为I~3m3/h，第二、三、四级喷嘴喷入的四氯化钛流量由控制阀调节，流量为10~15m3/h，氯化气体温度从约1000° C降到约160° C。当停止喷四氯化钛时，打开氮气管道上的阀门，吹扫和冷却喷嘴。喷嘴材料为INC0NEL 600。
[0024]压力为0.3MPa的冷却水从夹套管道的下部进入，强制流动换热后从上部排出，冷却水温度从30° C升到约40° C，冷却水流量为35m3/h。夹套管道内管材料为Q345R，夹套管道内径为950mm，内管内径为750mm，高度为9000mm。为了保证冷却水的可靠性，把备用水源管线接入冷却上水管线上，当正常使用的冷却水不能供应时切换到备用水源管线，实现安全停车。在热水管线上设有PH计，检测冷却水的PH值，当PH值小于7时说明冷却管线内套管泄露，酸性介质污染冷却水，需要停车检修。
【权利要求】
1.一种氯化气体冷却系统，用于氯化炉中氯化气体冷却，所述氯化炉顶部设置有供炉中氯化气体排出的出口，其特征在于:在氯化炉顶部出口垂直连通夹套管道，所述夹套管道由内、外管构成，内、外管之间空隙构成夹套，夹套管道的内管与氯化炉出口连通，夹套管道末端连通至一个气固分离设备，温度为1000° C上下的氯化气体从氯化炉顶部出口排出至夹套管道内管中，在夹套管道侧部设置多个与夹套管道内管连通的喷嘴，多个喷嘴中，第一个喷嘴顺着内管中热气流方向向夹套管道内管中喷入液体粗四氯化钛，其余喷嘴垂直于内管中热气流方向向夹套管道内管中喷入液体粗四氯化钛，通过多个喷嘴向夹套管道内管中喷入液体粗四氯化钛使通入内管中的氯化气体温度降至160° C上下，氯化气体中杂质金属氯化物由气相变为固相，通过夹套管道末端的气固分离设备分离出固体杂质金属氯化物。
2.根据权利要求1所述的一种氯化气体冷却系统，其特征在于:夹套管道的夹套内通入流动的冷却水，用于冷却和保护内管。
3.根据权利要求1所述的一种氯化气体冷却系统，其特征在于:氯化气体中杂质金属氯化物由气相变为固相时，细小颗粒的杂质金属氯化物被氯化气体带走至气固分离设备，大颗粒的杂质金属氯化物掉落到氯化炉内。
4.根据权利要求 1所述的一种氯化气体冷却系统，其特征在于:所述夹套管道的内管材料为Q345R。
【文档编号】C01G23/02GK103466694SQ201310360142
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年8月16日 优先权日:2013年8月16日
【发明者】杨国强, 蔡林清, 徐兴荣, 解为清, 孙洪涛, 吴震坤, 刘泳, 朱永东, 张思强, 李会文 申请人:东华工程科技股份有限公司