一种新型无筛板沸腾氯化炉底部结构的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种新型无筛板沸腾氯化炉底部结构，包括外形呈漏斗状的外壳，所述外壳的底部具有排渣口，所述外壳的内侧面具有内衬层，且该内衬层由耐高温防腐蚀的材料制得；所述外壳上密封贯穿固定设置有圆形喷管，其特征在于：所述圆形喷管的喷气口的端面形状为竖直的圆形，该喷气口具有露在所述内衬层外的外露部，所述外露部的下端与所述内衬层的表面齐平。本发明无筛板沸腾氯化炉底部结构具有结构简单，设计巧妙的优点，能够有效减轻直至消除粘性物料对气体分布器堵塞的影响，改善炉内气体分布；利于减少停炉次数与时间,延长沸腾氯化炉的单次工作时间，利于沸腾氯化的连续高效生产。
【专利说明】
一种新型无筛板沸腾氯化炉底部结构
技术领域
[0001]本发明属于四氯化钛制备技术领域，具体涉及一种新型无筛板沸腾氯化炉底部结构。
【背景技术】
[0002]钛作为理想的结构材料耐蚀材料，被广泛应用于航空航天、舰船、兵器、化工、冶金、电力、海洋工程、医药、汽车体育用品、建筑等行业。钛白粉作为具有优良性能的白色颜料，用于涂料、油墨、塑料、造纸、化纤和橡胶等领域”海绵钛和钛白粉由TiCl4生产而来，因此TiCl4是钛工业生产的重要中间原料。
[0003]沸腾氯化法是国内外生产TiCl4的主流工艺，沸腾氯化法分为有筛板沸腾氯化法(ω (0&0+1%0)<1.5%)和无筛板沸腾氯化法(ω (0&0+1%0)<2.5%?3.0%)^]。其中，无筛板沸腾氯化工艺的应用，扩大了钛原料应用的范围。目前，国内主要应用含有较高的钙镁杂质(CaO与MgO含量2.0%?3.0%)的钛原料，因此普遍采用下排渣的无筛板沸腾氯化炉[:]。又由氯化热力学可知，钛渣中各组分在氯化温度下的氯化顺序为Ca0>Mn0>Fe0(转化为FeCl2)>Mg0>Fe203>Fe0(转化为 FeCl3)>Ti02>Al203>Si02，Ca0 和 MgO 优先于 T12 氯化[^CaO 和 MgO 的氯化产物CaCl2与MgCl2在氯化温度下呈熔融状态，难以挥发出去，随着氯化的进行，它们在氯化床层内越积越多，使原料颗粒粘结，恶化流态化状况，有时甚至堵塞气体分布器，影响氯化气体分布，无法正常进行氯化操作?。
[0004]现有的无筛板沸腾氯化炉?部结构主要设置有环缝式氯气分布器或气管式氯气分布器。其中，环缝式氯气分布器的无筛板沸腾氯化炉的应用，在一定程度上解决了炉内气体分布均匀性问题，但在氯化过程中，无筛板沸腾氯化炉底部的粘结物料下落过程中，有的会挂在气体分布器的下边缘或掉入分布器内，严重时引起堵塞，从而影响无筛板沸腾氯化工艺的正常进行。刘禹明等提出了一种无筛板沸腾氯化炉气体分布器即为气管式氯气分布器，该氯气分布器能够保证通入的氯气分布的均匀性，但却同样难以克服气管出气口堵塞的技术问题。
[0005]基于此，
【申请人】考虑设计一种能够有效预防粘结物料堵塞气体分布器的新型无筛板沸腾氯化炉底部结构。
[0006]参考文献:
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【发明内容】
[0007]针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是:如何提供一种能够有效预防粘结物料堵塞气体分布器的新型无筛板沸腾氯化炉底部结构。
[0008]为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案:
一种新型无筛板沸腾氯化炉底部结构，包括外形呈漏斗状的外壳，所述外壳的底部具有排渣口，所述外壳的内侧面具有内衬层，且该内衬层由耐高温防腐蚀的材料制得;所述外壳上密封贯穿固定设置有圆形喷管，其特征在于:所述圆形喷管的喷气口的端面形状为竖直的圆形，该喷气口具有露在所述内衬层外的外露部，所述外露部的下端与所述内衬层的表面齐平。
[0009]采用上述新型无筛板沸腾氯化炉底部结构后，在氯化过程中，下落的炉渣(或氯化反应产生的粘性物)掉于底部结构的锥形斜面上，其中绝大部分炉渣沿该锥形斜面面向下滚落至排渣口排出；极少部分炉渣沿上述锥形斜面滚落至圆形喷管的喷气口上端后，再沿喷气口两侧的弧形斜面下落，故喷气口正对处以及其四周不易堆积炉渣，能够有效预防粘结物料堵塞气体分布器(即圆形喷管)，这样有利于减少停炉次数与时间，延长沸腾氯化炉的单次工作时间，利于沸腾氯化的连续化生产。
[0010]与此同时，喷气口占用该底部结构内部的空间最少，这样，不仅不会阻挡底部结构内部的气体流动，还使得底部结构内部的可供气体流动的空间最大，故能够使得底部结构内部的气体能够更加均匀充分地分布，使得氯化反应能够更快更完全地进行。
[0011]进一步，所述喷气口的上端与其上方相邻的所述内衬层表面之间固定设置有一个滑坡，所述滑坡在竖直方向上的投影能够覆盖所述外露部顶端的水平部分。
[0012]因喷气口上端的水平部分虽面积较小，但仍较易堆积下落的炉渣;故设置了上述滑坡后，该滑坡可使得下落至其坡面的炉渣快速滑落，故能够进一步防止因喷气口处的炉渣堆积而造成堵塞气体分布器的情况。
[0013]进一步，所述滑坡的坡面为内凹型弧形面。
[0014]这样一来，上述结构的滑坡能够使得由该滑坡滑落的炉渣具有最大的向远离喷气口的方向移动的加速度，故可使得经由该滑坡滑落的炉渣能够更远离喷气口的出气口，起到更好的防堵塞效果的同时;也可使得喷气口氯气的喷出过程更为顺畅，从而优化沸腾氯化炉内氯气的分布，促使氯化反应更好地进行。
[0015]进一步，所述圆形喷管为沿所述外壳的圆周方向均匀设置的多个。
[0016]多个圆形喷管的设置，能够提高单位时间内沸腾氯化炉中氯气通入量，进而提高氯化反应速度，提高TiCl4的生产效率。
[0017]进一步，所述圆形喷管的进气端密封连接有流量控制阀。
[0018]上述流量控制阀的设置，能够更为方便地控制进入沸腾氯化炉的氯气量，从而对氯化反应过程进行调控。此外，设置流量控制阀后，使得该底部结构能够根据各种炉体大小的沸腾氯化炉所需的通气量来调节，故能够更好的适应各种炉体大小的沸腾氯化炉，具有更佳的通用性。
[0019]作为优选，所述圆形喷管的内径为20mm至30_。
[0020]上述尺寸的圆形喷管能够保证适合氯气通气量的情况下，使得外露在内衬层外部的喷气口的表面积更小，更好地防止下落的炉渣在喷气口的表面的堆积，故具有更好的防堵塞效果。
[0021]进一步，所述内衬层的上端面沿所述外壳的圆周方向上凸形成有一圈环形凸台。
[0022]上述环形凸台的设置，使其能够伸入沸腾炉炉身内部，起到连接炉身、保护法兰及下面的炉壁砖的作用。
[0023]作为优选，所述圆形喷管为在所述外壳的高度方向上间隔设置的至少两组。
[0024]这样一来，能够更好地满足沸腾氯化炉内氯气的需求量。
[0025]作为优选，在高度方向上间隔设置的至少两组圆形喷管在同一水平面上的投影为交错分布。
[0026]上述结构的设置，可使得沸腾氯化炉内氯气的分布更为均匀，从而帮助氯化反应更好地进行。
[0027]本发明无筛板沸腾氯化炉底部结构具有结构简单，设计巧妙的优点，能够有效减轻直至消除粘性物料对气体分布器堵塞的影响，改善炉内气体分布;利于减少停炉次数与时间，延长沸腾氯化炉的单次工作时间，利于沸腾氯化的连续高效生产。
【附图说明】
[0028]图1为本发明无筛板沸腾氯化炉底部结构的结构示意图。
[0029]图2为图1中A处放大图。
[0030]图3为图1中A处另一种实施方式的放大图。
[0031]图中标记为:
I排渣口；
2内衬层；
3外壳；
4环形凸台；
5圆形喷管；
6流量控制阀；
7滑坡； 8旁吹通道；
9条形沟槽。
【具体实施方式】
[0032]下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。其中，针对描述采用诸如上、下、左、右等说明性术语，目的在于帮助读者理解，而不旨在进行限制。
[0033]具体实施时:如图1至图2所示，一种新型无筛板沸腾氯化炉底部结构，包括外形呈漏斗状的外壳3，所述外壳3的底部具有排渣口 I，所述外壳3的内侧面具有内衬层2，且该内衬层2由耐高温防腐蚀的材料制得;所述外壳3上密封贯穿固定设置有圆形喷管5，所述圆形喷管5的喷气口的端面形状为竖直的圆形，该喷气口具有露在所述内衬层2外的外露部，所述外露部的下端与所述内衬层2的表面齐平。
[0034]实施时，优选该喷气口正对所述外壳3的轴心线。这样一来，由喷气口喷出的氯气气流不会在炉底结构内部形成旋流，更利于氯气在底部结构中的充分分布。
[0035]其中，所述喷气口的上端与其上方相邻的所述内衬层2表面之间固定设置有一个滑坡7，所述滑坡7在竖直方向上的投影能够覆盖所述外露部顶端的水平部分。
[0036]其中，所述滑坡7的坡面为内凹型弧形面。
[0037]其中，所述圆形喷管5为沿所述外壳3的圆周方向均匀设置的6个。
[0038]其中，所述圆形喷管5的进气端密封连接有流量控制阀6。
[0039]其中，所述圆形喷管5的内径为20mm至30mm。
[0040]其中，所述内衬层2的上端面沿所述外壳3的圆周方向上凸形成有一圈环形凸台4。
[0041]其中，所述圆形喷管5为在所述外壳3的高度方向上间隔设置的两组。
[0042]其中，在高度方向上间隔设置的至少两组圆形喷管5在同一水平面上的投影为交错分布，彼此错开30度。这样就能有效的改善沸腾氯化炉内的气体分布，得到分布更为均匀的氯化气体分布。
[0043]采用上述新型无筛板沸腾氯化炉底部结构后，在氯化过程中，下落的炉渣(或氯化反应产生的粘性物)掉于底部结构的锥形斜面上，其中绝大部分炉渣沿该锥形斜面面向下滚落至排渣口 I排出；极少部分炉渣沿上述锥形斜面滚落至圆形喷管5的喷气口上端后，再沿喷气口两侧的弧形斜面下落，故喷气口正对处以及其四周不易堆积炉渣，能够有效预防粘结物料堵塞气体分布器(即圆形喷管5)，这样有利于减少停炉次数与时间，延长沸腾氯化炉的单次工作时间，利于沸腾氯化的连续化生产。
[0044]与此同时，喷气口占用该底部结构内部的空间最少，这样，不仅不会阻挡底部结构内部的气体流动，还使得底部结构内部的可供气体流动的空间最大，故能够使得底部结构内部的气体能够更加均匀充分地分布，使得氯化反应能够更快更完全地进行。
[0045]另在实施时，所述圆形喷管5上邻近喷气口处与所述滑坡的坡面之间还贯通设置有一个旁吹通道8。这样，旁吹通道8的设置可使得圆形喷管5内的氯气可由此喷出，进而能够用于加速吹除下落至滑坡的炉渣;此外，由该旁吹通道8吹出的氯气还能够优化沸腾氯化炉内氯气的分布，使得氯气的分布更为均匀充分，从而促使氯化反应更好地进行。
[0046]进一步，所述旁吹通道8由上往下逐渐增大。这样一来，该旁吹通道8上位于坡面处的开口最小，不仅通过上述最小开口来形成了缩口，进而提高了经该缩口吹出氯气的流速，增大了吹除炉渣的氯气吹力；另外，即使有炉渣从旁吹通道8的最小开口落入，也因该炉渣的尺寸始终小于旁吹通道8的通道口的尺寸，故不易造成该旁吹通道8的堵塞，且落入的炉渣会落至圆形喷管5内部，最后被圆形喷管5内部的氯气从喷气口吹出。
[0047]进一步，所述圆形喷管5上邻近旁吹通道8处设置有条形沟槽9，该条形沟槽9由前往后逐渐加深(以圆形喷管5上喷气口所在的一端为“后”)，且该条形沟槽9的后端与所述旁吹通道8的下端连通。上述条形沟槽9的设置能够引导圆形喷管5的氯气更好地流入旁吹通道8，防止因喷气口内氯气流速过大进而在旁吹通道8内形成负压的情况，从而促使旁吹通道8更好的实现其功能。
[0048]以上仅是本发明优选的实施方式，需指出是，对于本领域技术人员在不脱离本技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，上述变形和改进的技术方案应同样视为落入本申请要求保护的范围。
【主权项】
1.一种新型无筛板沸腾氯化炉底部结构，包括外形呈漏斗状的外壳，所述外壳的底部具有排渣口，所述外壳的内侧面具有内衬层，且该内衬层由耐高温防腐蚀的材料制得;所述外壳上密封贯穿固定设置有圆形喷管，其特征在于:所述圆形喷管的喷气口的端面形状为竖直的圆形，该喷气口具有露在所述内衬层外的外露部，所述外露部的下端与所述内衬层的表面齐平。2.根据权利要求1所述的新型无筛板沸腾氯化炉底部结构，其特征在于:所述喷气口的上端与其上方相邻的所述内衬层表面之间固定设置有一个滑坡，所述滑坡在竖直方向上的投影能够覆盖所述外露部顶端的水平部分。3.根据权利要求2所述的新型无筛板沸腾氯化炉底部结构，其特征在于:所述滑坡的坡面为内凹型弧形面。4.根据权利要求1所述的新型无筛板沸腾氯化炉底部结构，其特征在于:所述圆形喷管为沿所述外壳的圆周方向均匀设置的多个。5.根据权利要求1所述的新型无筛板沸腾氯化炉底部结构，其特征在于:所述圆形喷管的进气端密封连接有流量控制阀。6.根据权利要求1所述的新型无筛板沸腾氯化炉底部结构，其特征在于:所述圆形喷管的内径为20mm至30mm。7.根据权利要求1所述的新型无筛板沸腾氯化炉底部结构，其特征在于:所述内衬层的上端面沿所述外壳的圆周方向上凸形成有一圈环形凸台。8.根据权利要求1所述的新型无筛板沸腾氯化炉底部结构，其特征在于:所述圆形喷管为在所述外壳的高度方向上间隔设置的至少两组。9.根据权利要求8所述的新型无筛板沸腾氯化炉底部结构，其特征在于:在高度方向上间隔设置的至少两组圆形喷管在同一水平面上的投影为交错分布。
【文档编号】C01G23/02GK105858718SQ201610381129
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年6月1日
【发明人】白林, 陈登福, 范鹤林, 龙木军, 李元坤, 段华美, 温良英, 杜星宏
【申请人】重庆大学