一种高纯度二氧化钛连续生产氧化炉及其生产方法

文档序号:9516734阅读:528来源:国知局
一种高纯度二氧化钛连续生产氧化炉及其生产方法
【技术领域】
[0001]本发明属于二氧化钛生产设备领域,尤其涉及一种高纯度二氧化钛连续生产氧化炉及其生产方法。
【背景技术】
[0002]二氧化钛(化学式:T1 2),白色固体或粉末状的两性氧化物,分子量:79.87,是一种白色无机颜料,具有无毒、最佳的不透明性、最佳白度和光亮度,被认为是目前世界上性能最好的一种白色颜料。广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、化妆品等工业。
[0003]中国的二氧化钛工业起始于20世纪50年代中期,但二氧化钛的产量严重不足,每年进口近20万吨,而且我国的钛精矿绝大部分是岩矿,有害成分多、元素杂,生产中难以分离;因此如何提高产量、减少浪费、提高效率迫在眉睫。

【发明内容】

[0004]本发明提供一种高纯度二氧化钛连续生产氧化炉及其生产方法,用以解决现有生产效率低、产量低、浪费大、生产的杂质多等技术问题。
[0005]为了解决以上技术问题,本发明所采取的技术方案是:一种高纯度二氧化钛连续生产氧化炉,包括炉体,其特征是所述炉体由内胆及包裹内胆的压力容器构成,所述炉体依次分为甲苯燃烧段、浴室段、打疤盐段,所述炉体甲苯燃烧段的开口处与甲苯枪连接,所述甲苯枪与炉体的开口处接触的侧面设有导压管;
所述炉体甲苯燃烧段外设置环形风箱罩,环形风箱罩外圈绕设有热氧环,甲苯燃烧段上设有热氧入口,热氧环与热氧入口连接,甲苯燃烧段侧部设有透过环形风箱罩的氯化钾入口 ;所述浴室段前侧部设有冷却水进、出口,浴室段后侧部设有四氯化钛入口和载气入口,所述打疤盐段侧部设有氯化钠加入口,打疤盐段外设有冷却套,冷却套上冷却水进、出
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[0006]作为优选,所述四氯化钛入口为朝向甲苯燃烧段方向的斜道。
[0007]作为优选,所述在位于四氯化钛后部区域的浴室段轴心处设有带有空腔的整流子,所述浴室段后侧部设有第二载气入口,第二载气入口与整流子连接,整流子表面设有载气喷口。
[0008]作为优选,所述内胆为陶瓷材料构成。
[0009]作为优选,所述炉体末端出口与气固分离器连接,气固分离器与抽气机连接,抽气机通过管道与疤枪和载气入口连接。
[0010]一种采用高纯度二氧化钛连续生产的方法,其特征是包括以下步骤:
1.预热:对氧化炉内通入甲苯、氧气,使炉内温度达到1500°C —1800 °C,煅烧时间为10 — 30min,气压 80000— 120000Pa ;
2.反应:将四氯化钛注入氧化炉内,喷入氯化钾,氯化钾为四氯化钛的千分之一;在整流子的作用下,四氯化钛与煅烧段通入的氧气发生剧烈氧化反应,并且得到含有四氯化钛气体的二氧化钛反应混合物;
3.载入成核气体:成核剂为体积浓度为10%的氯化钾、铝酸钠混合溶液,其中氯化钾:铝酸钠=1:1,载气为氮气、氯气混合气体,其混合比8:2;
4.回收产品和气体:将高纯度二氧化钛从气固分离器底部排
料口排出,对含有四氯化钛的气体混合物进行冷凝处理,冷凝温度为-23°C,将气体回收后过滤,通入载气入口。
[0011]本发明具有节约能源、提高纯度、增加效率等特点。本发明中的内胆材料为陶瓷,陶瓷具有极高耐氧化,避免被各种化学反应氧化,同时保证反应顺利进行;整流子促进反应气流平衡,促进反应正常进行。热氧环提高促进氧气快速补充,促进燃烧,浴室段加入的成核气体及其成核剂可控制氧化生成的Ti02颗粒质量,还可防止氧化反应器结疤,冷却水对生成的气固混合混合物降温;本发明的生产方法中尾气回收利用,气体循环利用,提高使用效率,减少资源的浪费。
【附图说明】
[0012]图1为本发明结构示意图;
图2为图1中A处放大图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图和【具体实施方式】,对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
[0014]结合图1、2所示,该高纯度二氧化钛连续生产氧化炉的炉体由内胆101及包裹内胆101的压力容器100复合结构构成,内胆101为陶瓷构成,陶瓷具有极高耐氧化,不会被化学物腐蚀,炉体内部结构,陶瓷化学性稳定,避免被各种化学反应氧化,同时保证反应顺利进行。
[0015]内胆101依次分为甲苯燃烧段3、浴室段6、打疤盐段8,在炉体的甲苯燃烧段3开口处与甲苯枪9连接,甲苯枪9注入甲苯,甲苯枪9与炉体的开口处接触的侧面设有导压管10,导压管10保持炉体内部压强平衡。
[0016]炉体甲苯燃烧段3外设置环形风箱罩4,环形风箱罩4外圈绕设有热氧环11,甲苯燃烧段3上设有热氧入口 12,热氧环11与热氧入口 12连接,甲苯燃烧段3侧部设有透过环形风箱罩4的氯化钾入口 13,起到为晶粒抑制的作用,防止反应生成物固化;通过热氧环11向热氧入口 12注入氧气,促进甲苯燃烧段3处的反应,用甲苯燃烧产生的热量将氧气加热,使炉内的温度达到1500 V —1800 V,促进化学反应。
[0017]浴室段6前侧部设有冷却水进、出口 14、15,冷却水冷却反应后的产物。浴室段6后侧部设有四氯化钛入口 16及载气入口 17,四氯化钛入口 16为朝向甲苯燃烧段3方向的斜道,便于四氯化钛与甲苯燃烧段3内的气体充分接触发生反应,在位于四氯化钛后部区域的浴室段6轴心处设有带有空腔的整流子25,浴室段6后侧部设有第二载气入口 161,第二载气入口 161与整流子25连接,整流子25表面设有载气喷口,第二载气入口 161气体进入整流子25,经整流子25载气喷口喷出与四氯化钛充分混合,并降低整流子25的温度。
[0018]整流子25保持气流方向一致,载气入口 17中载入成核气体,通过整流子25作用后与四氯化钛充分混合后促进正向反应进行。载气
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