CN108046316A - 一种喷箱式流化床 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的是金属冶炼设备领域的一种喷箱式流化床，包括由箱体围板、分别位于箱体围板上下两端的通氯板和喷箱底盖组成的箱体结构，整个箱体结构位于低温氯化炉底部，所述箱体围板上设有氯气进口管，所述通氯板上均布有多个通孔，每个通孔内设有一个喷嘴与上方的低温氯化炉连通。本发明的有益效果是：通过设置一个箱体结构来汇集氯气，然后通过均匀分散的喷嘴将氯气喷出，能够保证各喷吹处压力相对均衡，从而克服现有管道分布氯气沿管道方向压力不均衡的情况，也就减少了物料的烧结，提高了生产效率和质量。此外，整个喷箱结构分明、安装检修方便，遇到突发事故时容易处理，检修维护成本低。

Description

一种喷箱式流化床
技术领域
本发明涉及金属冶炼设备领域，尤其涉及一种喷箱式流化床。
背景技术
TiCl4是钛产业极其重要的中间原料，可直接作为海绵钛、氯化法钛白、云母钛、钛酸酯等的原料。自然界中，含钛矿物主要有天然金红石和钛铁矿两种，金红石一般含TiO295％左右，是传统氯化法生产TiCl4的主要原料，而钛铁矿中TiO2含量低，且含有较多杂质，但金红石储量远不如钛铁矿丰富。无论是钛精矿或者是经过富集后的高钛渣等，都由于钙、镁氧化物含量高，在氯化过程中因产生CaCl2和MgCl2，其共晶熔点为610℃，不适宜通常在800～900℃下进行的传统氯化。
为了利用储量丰富的钛铁矿，可先将钛精矿或钛渣先进行碳氮化制得碳氮化钛，然后于低温(350～550℃)进行沸腾氯化，克服钙、镁氧化物在氯中的干扰。但由于现行工艺条件等的限制，低温氯化时，温度容易超限，由于钙、镁的影响，物料在高温下容易烧结成块。
现有低温沸腾氯化工艺所使用的流化床生产时通过管道分布氯气，由于管道压力损失，流化时流化床气流分布不均匀，最终因局部高温而逐渐造成物料大面积结块，致使生产无法继续正常进行。
发明内容
为克服现有流化床存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种可使氯气均匀分布，从而减少物料烧结的喷箱式流化床。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种喷箱式流化床，包括由箱体围板、分别位于箱体围板上下两端的通氯板和喷箱底盖组成的箱体结构，整个箱体结构位于低温氯化炉底部，所述箱体围板上设有氯气进口管，所述通氯板上均布有多个通孔，每个通孔内设有一个喷嘴与上方的低温氯化炉连通。
进一步的是，所述箱体围板上设有至少三个氯气进口管，且均匀分布在箱体围板周围。
进一步的是，所述喷嘴为旋转式喷嘴，包括喷吹管、喷嘴本体和喷嘴安装管，所述喷嘴安装管位于通氯板上通孔的下方，所述喷吹管穿过通氯板上的通孔，所述喷嘴本体可转动地安装在喷吹管和喷嘴安装管内，喷嘴本体的上端设有螺旋叶片。
进一步的是，所述喷嘴安装管的底部设有连接件，连接件底部设有端盖，所述喷嘴本体通过其下端的台阶块可转动的卡在所述连接件与端盖形成的空腔内。
进一步的是，所述喷嘴本体下端的台阶块的顶部设有滚珠。
进一步的是，所述通氯板的顶部设有内衬围堰，所述内衬围堰内填充有采用耐高温、耐腐蚀材料制作的内衬，所述喷嘴上部开口穿过所述内衬。
进一步的是，所述箱体围板内还设有多个箱体筋板，所述箱体筋板的顶部和两端分别与通氯板和箱体围板固定连接，底部与喷箱底盖相接触，所述箱体筋板上设有门洞将整个箱体连通。
进一步的是，所述喷箱底盖的下方设有升降支撑装置，所述升降支撑装置抵在喷箱底盖中部，将整个箱体向上压紧在低温氯化炉底部，对低温氯化炉进行支撑和密封对接。
进一步的是，所述喷箱底盖上设有检修孔，检修孔上设有可拆卸的端盖进行密封。
进一步的是，所述升降支撑装置为电动、气压或液压升降装置。
本发明的有益效果是：通过设置一个箱体结构来汇集氯气，然后通过均匀分散的喷嘴将氯气喷出，能够保证各喷吹处压力相对均衡，从而克服现有管道分布氯气沿管道方向压力不均衡的情况，也就减少了物料的烧结，提高了生产效率和质量。此外，整个喷箱结构分明、安装检修方便，遇到突发事故时容易处理，检修维护成本低。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
图2是本发明通氯板结构示意图。
图3是本发明喷嘴结构示意图。
图中标记为，1-通氯板，2-箱体围板，3-喷箱底盖，4-低温氯化炉，5-喷嘴，6-升降支撑装置，11-通孔，12-内衬围堰，13-内衬，21-氯气进口管，22-箱体筋板，31-检修孔，32-端盖，51-喷吹管，52-喷嘴本体，53-喷嘴安装管，54-螺旋叶片，55-连接件，56-端盖，57-台阶块，58-滚珠。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
如图1、图2所示，本发明的喷箱式流化床，包括由箱体围板2、分别位于箱体围板2上下两端的通氯板1和喷箱底盖3组成的箱体结构，整个箱体结构位于低温氯化炉4底部，所述箱体围板2上设有氯气进口管21，所述通氯板1上均布有多个通孔11，每个通孔11内设有一个喷嘴5与上方的低温氯化炉4连通。具体安装时，箱体围板2上端与通氯板1焊接后连接在低温氯化炉4下部法兰上，下端与底部法兰焊接后与喷箱底盖3连接，构成喷箱主体部分。本发明的工作过程是：先将氯气从氯气进口管21通入到箱体结构内，待喷箱内压力达到使用要求后，氯气会从各喷嘴5喷出，进入到上方的低温氯化炉4进行氯化反应。
传统的流化床是通过多条管道来向低温氯化炉通入氯气，由于各条管道内气体压力无法统一保证，致使流化床气流分布不均匀，最终因局部高温而逐渐造成物料大面积结块，致使生产无法继续正常进行。本发明利用喷箱来使氯气在其中均压分布，保证各喷嘴5的气体压力大致相同，然后利用均匀分布的喷嘴5来保证进入流化床的气流均匀分散，从避免局部温度过高导致的物料烧结情况。
为了保证在连续生产过程中喷箱中的氯气压力始终保持均匀分布，在所述箱体围板上设有至少三个氯气进口管21，且均匀分布在箱体围板2周围，如图2所示，具体需要设置多少个氯气进口管21根据设备尺寸和流化要求进行设计。
进一步的，为了使进入低温氯化炉4的氯气更加的均匀分散，所述喷嘴5采用旋转式喷嘴，具体结构如图3所示，包括喷吹管51、喷嘴本体52和喷嘴安装管53，所述喷嘴安装管53位于通氯板1上通孔11的下方，所述喷吹管51穿过通氯板1上的通孔11，所述喷嘴本体52可转动地安装在喷吹管51和喷嘴安装管53内，喷嘴本体52的上端设有螺旋叶片54。该喷嘴的工作过程是：氯气通过喷嘴安装管53侧壁上的开孔进入喷嘴安装管53，然后沿着喷嘴安装管53和喷吹管51向上流动，最后推动喷嘴本体52的螺旋叶片54转动，从而将氯气360度无死角均匀喷吹入炉内。
为了实现喷嘴本体52在喷吹管51内旋转而又不会被气流吹出喷吹管51，可以在喷嘴安装管53底部设置轴承来固定喷嘴本体52，为了简化安装结构，本发明采用了如图3所示的结构，即在所述喷嘴安装管53的底部设有连接件55，连接件55底部设有端盖56，所述喷嘴本体52通过其下端的台阶块57可转动的卡在所述连接件55与端盖56形成的空腔内。由于空腔比台阶块57大，而空腔的开口又比台阶块57小，所以喷嘴本体52可以转动，但是不会脱离喷嘴安装管53。
进一步的，为了减小摩擦，在所述喷嘴本体52下端的台阶块57的顶部设有滚珠58。由于氯气在带动喷嘴本体52转动的时候，喷嘴本体52会在螺旋叶片54作用下向上移动，使得台阶块57抵在连接件55顶部，因此，在台阶块57顶部设置滚珠58后，可大大减小摩擦力，加速喷嘴本体52的旋转，使氯气吹喷范围更广、更均匀。
在考虑了如何提高氯气喷吹的分散均匀后，还需要考虑整个喷箱结构的稳定性和后续的检修维护。
由于整个氯化反应具有一定温度，且带有很多具有耐腐蚀性的物质，为了提高本装置的耐用性，在所述通氯板1的顶部设有内衬围堰12，所述内衬围堰12内填充有采用耐高温、耐腐蚀材料制作的内衬13，内衬13可以采用如冶炼炉常用的耐火砖等，所述喷嘴5上部开口穿过所述内衬。
由于氯化炉直径越大，对通氯板1刚度的不利影响越大，而且在通氯板1上设置了内衬13，会导致通氯板1重量增加，为了提高通氯板1的刚度，在所述箱体围板2内还设有多个箱体筋板22，考虑到制作安装方便，所述箱体筋板22的顶部和两端分别与通氯板1和箱体围板2固定连接，底部与喷箱底盖3相接触。喷箱底盖3可通过法兰与箱体围板2连接，在连接处需设置密封圈密封，防止氯气泄漏。所述箱体筋板22上设有门洞将整个箱体连通，以便保证整个箱体内氯气压力的均匀性。
整个箱体装置可以直接固定在低温氯化炉4底部，但不利于拆卸检修。本发明将整个箱体通过法兰与低温氯化炉4连接，在连接处需设置密封圈，放置氯气泄漏。在喷箱底盖3的下方设有升降支撑装置6，所述升降支撑装置6抵在喷箱底盖3中部，将整个箱体向上压紧在低温氯化炉4底部，增加箱体刚度及提高箱体连接密封性。当氯化炉中因特殊情况出现烧结时，可放下升降支撑装置6，将整个喷箱拆卸下来进行检修，方便快捷。所述升降支撑装置6可以是电动、气压或液压升降装置。
进一步的，在所述喷箱底盖3上设有检修孔31，检修孔31上设有可拆卸的端盖32进行密封。对于一些较小故障的维护检修，没必要将整个箱体拆下，可直接打开检修孔31进行检修，检修孔可设置两到三个。
本发明通过设置一个箱体结构来汇集氯气，然后通过均匀分散的喷嘴将氯气喷出，能够保证各喷吹处压力相对均衡，从而克服现有管道分布氯气沿管道方向压力不均衡的情况，也就减少了物料的烧结，提高了生产效率和质量。此外，整个喷箱结构分明、安装检修方便，遇到突发事故时容易处理，检修维护成本低，具有很好的实用性和应用前景。

Claims (10)

1.一种喷箱式流化床，其特征是：包括由箱体围板(2)、分别位于箱体围板(2)上下两端的通氯板(1)和喷箱底盖(3)组成的箱体结构，整个箱体结构位于低温氯化炉(4)底部，所述箱体围板(2)上设有氯气进口管(21)，所述通氯板(1)上均布有多个通孔(11)，每个通孔(11)内设有一个喷嘴(5)与上方的低温氯化炉(4)连通。
2.如权利要求1所述的喷箱式流化床，其特征是：所述箱体围板(2)上设有至少三个氯气进口管(21)，且均匀分布在箱体围板(2)周围。
3.如权利要求1所述的喷箱式流化床，其特征是：所述喷嘴(5)为旋转式喷嘴，包括喷吹管(51)、喷嘴本体(52)和喷嘴安装管(53)，所述喷嘴安装管(53)位于通氯板(1)上通孔(11)的下方，所述喷吹管(51)穿过通氯板(1)上的通孔(11)，所述喷嘴本体(52)可转动地安装在喷吹管(51)和喷嘴安装管(53)内，喷嘴本体(52)的上端设有螺旋叶片(54)。
4.如权利要求3所述的喷箱式流化床，其特征是：所述喷嘴安装管(53)的底部设有连接件(55)，连接件(55)底部设有端盖(56)，所述喷嘴本体(52)通过其下端的台阶块(57)可转动的卡在所述连接件(55)与端盖(56)形成的空腔内。
5.如权利要求4所述的喷箱式流化床，其特征是：所述喷嘴本体(52)下端的台阶块(57)的顶部设有滚珠(58)。
6.如权利要求1所述的喷箱式流化床，其特征是：所述通氯板(1)的顶部设有内衬围堰(12)，所述内衬围堰(12)内填充有采用耐高温、耐腐蚀材料制作的内衬(13)，所述喷嘴(5)上部开口穿过所述内衬(13)。
7.如权利要求6所述的喷箱式流化床，其特征是：所述箱体围板(2)内还设有多个箱体筋板(22)，所述箱体筋板(22)的顶部和两端分别与通氯板(1)和箱体围板(2)固定连接，底部与喷箱底盖(3)相接触，所述箱体筋板(22)上设有门洞将整个箱体连通。
8.如权利要求1所述的喷箱式流化床，其特征是：所述喷箱底盖(3)的下方设有升降支撑装置(6)，所述升降支撑装置(6)抵在喷箱底盖(3)中部，将整个箱体向上压紧在低温氯化炉(4)底部，对低温氯化炉(4)实现支撑和密封对接。
9.如权利要求8所述的喷箱式流化床，其特征是：所述喷箱底盖(3)上设有检修孔(31)，检修孔(31)上设有可拆卸的端盖(32)进行密封。
10.如权利要求8所述的喷箱式流化床，其特征是：所述升降支撑装置(6)为电动、气压或液压升降装置。
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