一种用于钛白粉生产中酸解锅烟囱的连接装置的制作方法

本实用新型涉及酸解尾气密封技术领域，更具体地说，涉及一种用于钛白粉生产中酸解锅烟囱的连接装置。

背景技术：

硫酸法过程中，酸解过程是把钛矿中的不同组份转化成可溶的形式利于从杂质中分离出有价值的tio2。钛矿和浓硫酸反应生成多孔性的tioso4块状物，硫酸亚铁和其他金属硫酸盐。然后多孔性的tioso4块状物用水和回收的淡废酸浸取，以便于下游工序中利于分离杂质。

酸解反应的废气由空气，蒸汽，酸滴，酸雾(so3和h2so4)，原矿粉尘等构成，排放总量并不大，但由于主反应的时间短，废气排放集中，因此单位时间的排放量巨大，并且温度高，含酸量大，以单锅24吨投矿量、40吨浓硫酸计算，总排放气体体积25000m³集中在5分钟内排出，无论是反应期间的剧烈震动，还是高温酸性气体的冲刷腐蚀，对酸解锅烟囱和锅盖等连接处的密封性和强度要求很高，酸解的尾气处理至今仍是很大的行业难题。

钛铁矿的主要成分是feotio2，因此钛矿酸解的主要反应是：

feotio2(s)+2h2o(l)＝tioso4(aq+s)+2h2o(l)+feso4(aq+s)

钛渣的主要成分是tio2，也含有一些ti2o3，主要反应是：

tio2(s)+h2so4(l)＝tioso4(aq+s)+h2o

ti2o3(s)+3h2so4(l)＝ti2(so4)3(aq+s)+3h2o(l)

上述反应都是放热反应，生成的固相物内部温度高达200-250℃，并伴随着剧烈的震动，这种震动会让厂房内的工作人员产生明显的摇晃感。

行业内常用的锅盖与烟囱的连接方式主要有水封式和软连接式两种：

1)水封式：

水封式的连接方式利用水槽密封，间隙处用来缓解反应过程中的剧烈摇晃震动，解决烟囱热膨胀应力问题，设备损坏较小。

比如名为“一种蒸汽水解锅用水封盖”的中国发明专利申请(申请号：201910484840.2，申请日：2019年6月5日)，公开了一种蒸汽水解锅用水封盖，该水封盖可以通过水来填补水封盖中的缝隙，起到保温、保压的效果。但是该方案用于钛白粉生产中的酸解锅锅盖和烟囱的连接时，因水封高度受限，水封不足以承受酸解反应时的压力，酸解反应时会出现漏气现象，作业现场环境差，存在职业健康危害。

2)软连接式：

软连接式的连接方式气密性有保证，且同样可以应对反应过程中的剧烈摇晃震动，解决烟囱热膨胀应力问题。

比如名为“脱硫烟道系统用的柔性膨胀节及现场安装方法”的中国发明专利申请(申请号：201910273554.1，申请日：2019年4月6日)，公开了一种在烟道与脱硫塔连接处设置耐高温防腐蚀的脱硫烟道系统用的柔性膨胀节及现场安装方法，可以吸收机械振动产生的应力或位移。但该专利方案用于钛白粉生产中的酸解锅锅盖和烟囱的连接时，采用橡胶材料制作时，会因酸解反应时大量的热量直接冲刷橡胶，而使用寿命较短，维护费用较大。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种用于钛白粉生产中酸解锅烟囱的连接装置，能够有效提高密封效果，同时能够延长使用寿命、降低维护费用。

技术实现要素：

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有技术中密封方式承受压力较小，易产生漏气现象的不足，提供了一种用于钛白粉生产中酸解锅烟囱的连接装置。本实用新型通过设置两部分的密封机构，即液封机构和软连接机构，综合承压，既可避免漏气，又可以有效延长软连接机构使用寿命。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种用于钛白粉生产中酸解锅烟囱的连接装置，包括液封机构和格挡机构，液封机构为环形腔体结构，主要由第一液封板、液封底面和第二液封板组成，其中第一液封板为酸解锅烟囱的侧壁面；在环形腔体中盛有密封液体，格挡机构的下端插入到密封液体内；还包括软连接机构，该软连接机构包括软连接膨胀节，该软连接膨胀节的上端与格挡机构连接，软连接膨胀节的下端与第二液封板连接，从而在软连接机构、液封机构和格挡机构之间形成封闭的密封区域，区域里填充有密封气体。

作为本实用新型更进一步的改进，格挡机构为一体结构。

作为本实用新型更进一步的改进，格挡机构由第一挡板和第二挡板组成，第一挡板和第二挡板通过挡板固定结构可拆卸连接。

作为本实用新型更进一步的改进，软连接膨胀节采用非金属织物、橡校或合金材料。

作为本实用新型更进一步的改进，软连接膨胀节通过第一连接结构与第二液封板连接，软连接膨胀节通过第二连接结构与第二挡板连接，第一连接结构和第二连接结构是螺栓连接结构或法兰连接结构。

作为本实用新型更进一步的改进，软连接膨胀节由钛板制成，软连接膨胀节通过焊接与第二液封板和第二挡板连接。

作为本实用新型更进一步的改进，第一液封板与第一挡板的距离大于第二液封板与第一挡板的距离。

作为本实用新型更进一步的改进，第一液封板与第一挡板的距离是第二液封板与第一挡板的距离的1.5-2.5倍。

作为本实用新型更进一步的改进，在第二液封板上部还设置有第三液封板，第三液封板到第一挡板的距离小于第二液封板到第一挡板的距离。

作为本实用新型更进一步的改进，第二液封板到第一挡板的距离是第三液封板到第一挡板的距离的1.5-2.5倍。

作为本实用新型更进一步的改进，具有至少两个连续设置的酸解锅烟囱连接装置，其中下方的酸解锅烟囱连接装置的格挡机构的上部与相邻的上方的酸解锅烟囱连接装置的液封机构的下部固定连接。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本实用新型的一种用于钛白粉生产中酸解锅烟囱的连接装置，通过设置两部分的密封机构，即液封机构和软连接机构，综合承压，可以有效避免漏气，有效避免作业现场环境差和职业健康危害；同时通过在软连接机构前设置液封机构，避免内部热量及烟气与软连接机构的直接接触，可以有效延长软连接机构使用寿命，有效减低维护费用，同时也解决了酸解锅的晃动，烟囱热膨胀应力等问题，本实用新型结构设计合理，原理简单，便于推广使用。

(2)本实用新型的一种用于钛白粉生产中酸解锅烟囱的连接装置，通过控制第一液封板与第一挡板的距离大于第二液封板与第一挡板的距离，以及设置有第三液封板，在内部液位下降同样高度时外部液位高度上升更多从而产生更大的压差，能够进一步防止液封机构漏气情况的发生。

(3)本实用新型的一种用于钛白粉生产中酸解锅烟囱的连接装置，通过多个连续设置的酸解锅烟囱连接装置，能够承载更大热量的工况，每个装置的负载减小，进一步提高装置效果，也有利于进一步提高装置的可靠性和延长装置的寿命。

附图说明

图1为酸解锅烟囱的连接装置示意图；

图2为软连接结构的螺栓连接方式示意图；

图3为软连接结构的焊接连接方式示意图；

图4为软连接结构的法兰连接方式示意图；

图5为酸解锅烟囱连接装置一种实施方式的示意图；

图6为酸解锅烟囱连接装置一种实施方式的示意图；

图7为具有两个酸解锅烟囱连接装置的结构示意图。

示意图中的标号说明：100、液封机构；110、第一液封板；120、液封底面；130、第二液封板；131、第三液封板；200、格挡机构；210、第一挡板；220、第二挡板；230、挡板固定结构；300、软连接机构；310、第一连接结构；320、软连接膨胀节；330、第二连接结构；400、密封液体；500、密封气体；600、烟气。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。

本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例1

结合图1，本实施例的一种用于钛白粉生产中酸解锅烟囱的连接装置，包括液封机构100和格挡机构200，液封机构100为环形腔体结构，主要由第一液封板110、液封底面120和第二液封板130组成，其中格挡机构200为烟囱的烟道。工作时，烟气600在烟囱内部区域向上运动，通过本实施例的连接装置所围成的内部区域。

在环形腔体中盛有密封液体400，主要作用是隔绝内部的烟气600，格挡机构200的下端插入到密封液体400内，其插入的位置应当适当深入密封液体400内部。

优选的，密封液体400为水。

本实施例的连接装置还包括软连接机构300，该软连接机构300包括软连接膨胀节320，该软连接膨胀节320的上端与格挡机构200连接，软连接膨胀节320的下端与第二液封板130连接，从而在软连接机构300、液封机构100和格挡机构200之间形成封闭的密封区域，区域里填充有密封气体500。

优选的，密封气体500为空气，其主要作用在于通过密封气体500和烟气600的压力差来平衡液封机构100内外两侧的密封液体400液位差，另一方面，密封气体500自身的压力在密封气体500受到压缩时也相应提高，进一步提高液封机构100密封性能的可靠性。软连接膨胀节320安装后，会自然将空气锁住，这部分空气就形成了密封气体500。

优选的，格挡机构200为一体结构。

优选的，格挡机构200由第一挡板210和第二挡板220组成，第一挡板210和第二挡板220通过挡板固定结构230固定连接，挡板固定结构230保证第一挡板210和第二挡板220间是密封的。软连接膨胀节320通过第一连接结构310与第二液封板130连接，软连接膨胀节320通过第二连接结构330与第二挡板220连接。挡板固定结构230是可拆卸的，可以方便拆除、更换软连接膨胀节320与第二挡板220，便于后期的维护，降低维护成本。

优选的，软连接膨胀节320由采用非金属织物、橡校或合金材料。

结合图2和图4，优选的，软连接膨胀节320通过第一连接结构310与第二液封板130连接，软连接膨胀节320通过第二连接结构330与第二挡板220连接，第一连接结构310和第二连接结构330是螺栓连接结构、法兰连接结构或者其他的可以保证密封性能的现有连接方式。

结合图3，优选的，软连接膨胀节320由钛板制成，软连接膨胀节320通过焊接与第二液封板130和第二挡板220连接，该结构可以为c型钛板，钛板耐腐蚀，可以达到更长的使用寿命。

优选的，软连接膨胀节320采用预硫化丁基橡胶板，安装时用砂轮机打磨基体及胶板表面，彻底清除基体及胶板表面附着物，并使基体表面呈现一定粗糙度，再分批次涂刷胶粘剂，预硫化丁基橡胶板分块按顺序与基体粘接，待粘接剂固化良好，预硫化丁基橡胶板与基体粘接牢固。最后再可以抱箍等方式加固预硫化丁基橡胶板与基体的连接位置。

实施例2

结合图5，本实施例的一种用于钛白粉生产中酸解锅烟囱的连接装置，基本结构与实施例1相同，其改进在于：

第一液封板110与第一挡板210的距离大于第二液封板130与第一挡板210的距离。这样的设置方式可以使液封机构100内侧的密封液体400液位下降时，液封机构100外侧的密封液体400液位提高的高度相应变大，从而在液封机构100内侧的密封液体400液位下降相同的高度时，液封机构100的密封液体400产生的液位差变大，从而产生更大的内外压差来平衡内部的烟气600的高温导致的压力增大，从而保证良好的密封性能。

优选的，第一液封板110与第一挡板210的距离是第二液封板130与第一挡板210的距离的1.5-2.5倍，这样的设置方式不会过多改变原有的结构和连接方式，可以有效提高连接装置的密封性能。

实施例3

结合图6，本实施例的一种用于钛白粉生产中酸解锅烟囱的连接装置，基本结构与实施例1相同，其改进在于：

在第二液封板130上部还设置有第三液封板131，第三液封板131到第一挡板210的距离小于第二液封板130到第一挡板210的距离，该结构可以在液封机构100外侧的密封液体400的液位上升时，让密封液体400的液体进入到第三液封板131和第一挡板210所围成的区域内，该区域的底面积小于第二液封板130和第一挡板210所围成的区域，因此可以在液封机构100内侧的密封液体400液位下降相同的高度时，液封机构100的密封液体400产生的液位差变大，从而产生更大的内外压差来平衡内部的烟气600的高温导致的压力增大，从而保证良好的密封性能。

值得说明的是，本实施例的连接装置也可以在实施例2的基础上改进，改进相同，这样可以更进一步提高连接装置的密封性能。

优选的，第二液封板130到第一挡板210的距离是第三液封板131到第一挡板210的距离的1.5-2.5倍。

实施例4

结合图7，本实施例的一种用于钛白粉生产中酸解锅烟囱的连接装置，基本结构与实施例1相同，其改进在于：

具有多个连续设置的酸解锅烟囱连接装置，其中下方的酸解锅烟囱连接装置的格挡机构200的上部与相邻的上方的酸解锅烟囱连接装置的液封机构100的下部固定连接，形成连续的连接装置，能够承载更大热量的工况，与此同时每个装置的负载减小，进一步提高装置效果，也有利于进一步提高装置的可靠性和延长装置的寿命。

优选的，具有两个连续设置的酸解锅烟囱连接装置，两个连接装置可以互相起到互相补充互相分担压力的作用，在平衡整个连接装置的复杂性和保证装置的可靠性和延长装置的寿命中取得更佳的平衡。

优选的，连续设置的酸解锅烟囱连接装置也可以根据需要设置多个。

值得说明的是，本实施例的连接装置也可以在实施例2和实施例3的基础上改进，改进相同，这样能够更进一步提高连接装置的密封性能。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。