CN108793241B - 一种用于钛白粉生产的加料环 - Google Patents
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Abstract
一种用于钛白粉生产的加料环，克服了现有技术进料环与二次氧气体进料环首尾连接，气体流动不规则，三种物料经两次混合后再进入反应区，混合时间短，反应不充分，混合料不均匀，反应后品质低以及使用寿命短的问题，特征是在圆锥形第一内环上加工有若干个气体分布孔，第二内环的宽度小于第二外环，第三内环的宽度大于第三外环，在第一进料环的进料孔右侧、第二进料环的第二内环左端开口和第三进料环的第三内环左端开口处汇合形成三种物料的混合区，有益效果是两种气体与主物料同时在混合区混合，然后通过进料孔进入反应区，气体混合更加充分，进入反应区的混合料混合更加均匀，由于在第三进料环起始端增加了冷却结构，提高了设备部件的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于钛白粉生产设备技术领域，特别涉及一种用于钛白粉生产的加料环。
背景技术
氧化炉反应器是氯化法制备钛白粉的核心设备和技术，反应器的结构参数、气流混合特征和工艺操作条件决定了产品的性能。
申请号为CN200410009714.5的发明提供了一种氯化法钛白氧化反应器制备钛白的方法及其装置，该发明装置包括混合区和反应区，所述混合区包括进料环和二次氧进料环，在进料环内固定一个圆柱环，圆柱环将原来的单元环道分割成内环道和外环道，构成了射流室和整流室，进料环的下游设置二次氧气体进料环，二次氧进料环内设有一圆柱环，构成了射流室和整流室。该发明存在的问题是，进料环与二次氧气体进料环首尾连接直线连通，气体的流动不规则，影响反应效果，而且一次进料与主物料在进料环的尾端先混合，一次进料与主物料混合后在进料环的尾端与二次进料再混合，也就是说，三种物料经两次混合后再进入反应区，且进料环和与其下游设置的二次氧气体进料环之间的距离很短，所以混合时间短，反应不充分，造成进入反应区的混合料不均匀，反应后品质低。此外，该发明在二次氧气体进料环上没有冷却装置，导致二次氧气体进料环升温快，使用寿命短。
本申请人了解到的现有技术中，第一进料环是在进料环法兰盖的右端面焊接有作为折流环的圆柱环，气体首先喷射到圆柱环的外表面，然后经折流后间接进入混合区，不仅影响气体分布效果，气体参与反应的时间也相应延迟，第二进料环上的第一进气孔与出水口在同一垂直线上重合，相互间的位置受到影响，影响第一进气孔与出水口的布置，并影响第一进气孔进气的气体均匀分布；而第三进料环上的进水口进水后水流无规则流动，也影响冷却效果。
发明内容
本发明所要解决的问题是，克服现有技术的不足之处，提供三种气体混合更加充分，进入反应区的混合料混合的更加均匀且使用寿命长的一种用于钛白粉生产的加料环。
本发明的技术解决方案包括第一进料环、第二进料环和第三进料环，所述第一进料环包括法兰盖，在法兰盖的中心加工有进料孔，在所述法兰盖的右端面焊接有圆锥形第一内环,在圆锥形第一内环上加工有若干个气体分布孔；所述第二进料环包括第二外环和与第二外环为一体的第二内环，第二内环的宽度小于第二外环，所述第二内环两端开口，所述第二外环一端开口，在第二外环与第二内环之间为第一环形凹槽，在第二外环上加工有第一切向进气孔；所述第三进料环包括第三外环和与第三外环为一体的第三内环，第三内环的宽度大于第三外环，所述第三内环两端开口，所述第三外环一端开口，在第三外环与第三内环之间为第二环形凹槽，在第三外环上加工有第二切向进气孔和第三切向进气孔，在所述第三外环的右端面设有外径小于第三外环外径的向右凸起，并在该向右凸起上加工有进水孔和出水孔，在所述第三进料环的向右凸起的外圆套装并焊接有密封环，密封环上对应进水孔和出水孔也相应加工有进水孔和出水孔，在所述第一进料环的圆锥形第一内环与第二进料环的第一环形凹槽之间形成第一气腔，在第二进料环的第二内环与第三进料环的第三内环之间形成第二气腔，在所述第一进料环的进料孔右侧、第二进料环的第二内环左端开口和第三进料环的第三内环左端开口处汇合形成三种物料的混合区，使用时，第一种气体即第一种物料通过第一进气管切向进入第一进料环与第二进料环之间的第一气腔中，并通过第一进料环的圆锥形第一内环上的若干个气体分布孔直接进入到三种物料的混合区，第二种气体即第二种物料分别通过第二进气管和第三进气管切向进入第二进料环与第三进料环之间的第二气腔中，并通过第二进料环与第三进料环之间的间隙进入到三种物料的混合区，同时，第三种气体即主物料从第三进料环的第三内环的右端喇叭状开口的大端进入到三种物料的混合区，所述第一种气体和第二种气体与主物料同时在混合区内混合，然后通过进料孔进入反应区。
在对应所述第二进料环的第一切向进气孔处焊接有第一进气管，在第一进气管上焊接有第一法兰，在对应第三进料环的进水孔及密封环的进水孔中安装并焊接有进水管，在进水管上焊接有第二法兰，在对应第三进料环的出水孔处及密封环的出水孔中安装并焊接有出水管，在出水管上焊接有第三法兰，在第三进料环的第三切向进气孔处焊接有第二进气管，在第二进气管上焊接有第四法兰，在第三进料环的第二切向进气孔处焊接有第三进气管，在第三进气管上焊接有第五法兰。
所述第二内环两端开口且右端为第二进料环喇叭状开口，所述第三内环两端开口且右端为第三进料环喇叭状开口。
所述第二进料环与第三进料环之间的间隙为曲线间隙。
在所述第三内环上对应于进水孔处焊接有分流板。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）本发明由于第二进料环的第二内环的宽度小于第二外环，以及第三进料环的第三内环的宽度大于第三外环，使得三进料环的第三内环与第二进料环的第二内环的左端平齐，并与第一进料环的法兰盖的右端面中间留有了一定的间隙，使得在所述第一进料环的进料孔右侧、第二进料环的第二内环左端开口和第三进料环的第三内环左端开口处汇合形成三种物料的混合区，第一种气体即第一种物料通过第一进气管切向进入第一进料环与第二进料环之间的第一气腔，通过第一进料环的圆锥形第一内环上的若干个气体分布孔直接进入到三种物料的混合区，第二种气体即第二种物料分别通过第二进气管和第三进气管切向进入第二进料环与第三进料环之间的第二气腔，并通过第二进料环与第三进料环之间的间隙进入到三种物料的混合区，同时，第三种气体即主物料从第三进料环的第三内环的右端喇叭状开口大端进入到三种物料的混合区，两种气体与主物料同时在混合区内混合，然后通过进料孔进入反应区，所以，主物料与第一种气体和第二种气体混合更加充分，进入反应区的混合料混合的更加均匀；
（2）由于本发明第二进料环和第三进料环的尾部都呈喇叭状开口，第二进料环与第三进料环之间的间隙为曲线间隙，引导第二气体在第二进料环与第三进料环之间的曲线间隙进入到第一进料环的起始端参与混合，所以路经长，有助于进入混合区的气体均匀混合；
（3）本发明在第三进料环起始端增加了冷却结构，对第三进料环起到了降低温度的作用，提高了设备部件的使用寿命。
附图说明
图1是本发明的结构示意图，
图2是图1的左视图，
图3是本发明第一进料环的结构示意放大图，
图4是本发明第二进料环的结构示意放大图，
图5是本发明第三进料环的结构示意放大图，
图6是图5的左视图，
图7是图5的A-A剖视图。
图中：
1.第一进料环，
1-1.法兰盖， 1-2. 进料孔，
1-3.圆锥形第一内环，1-4.气体分布孔，
2.第二进料环，
2-1. 第二外环，2-2. 第二内环，
2-3. 第二进料环喇叭状开口，2-4. 第一环形凹槽，
2-5. 第一切向进气孔 ，
3.第三进料环，
3-1. 第三外环，3-2. 第三内环，
3-3. 第二环形凹槽，3-4. 第二切向进气孔 ，
3-5. 向右凸起，3-6. 进水孔，
3-7. 出水孔，3-8. 第三切向进气孔，
3-9.分流板，
3-10. 第三进料环喇叭状开口，
4.第一进气管，
5.第一法兰，
6.第一气腔，
7.混合区，
8.第二气腔，
9.进水管，
10.第二法兰，
11.出水管，
12.第三法兰，
13.第二进气管，
14.第四法兰，
15.密封环，
16.第三进气管，
17.第五法兰。
具体实施方式
如图1所示，本发明采用的技术方案包括第一进料环1、第二进料环2和第三进料环3，所述第一进料环1与第二进料环2焊接在一起，所述第三进料环3在使用中通过外部螺栓与第二进料环2压紧配合；
如图3所示，所述第一进料环1包括法兰盖1-1，在法兰盖1-1的中心加工有进料孔1-2，在法兰盖1-1的右端面焊接有圆锥形第一内环1-3,在圆锥形第一内环1-3上加工有若干个气体分布孔1-4；
如图4所示，所述第二进料环2包括第二外环2-1和与第二外环2-1为一体的第二内环2-2，第二内环2-2的宽度小于第二外环2-1，所述第二内环2-2两端开口且右端为第二进料环喇叭状开口2-3，所述第二外环2-1一端开口，在第二外环2-1与第二内环2-2之间为第一环形凹槽2-4，在第二外环2-1上加工有第一切向进气孔2-5；
如图5～图7所示，所述第三进料环3包括第三外环3-1和与第三外环3-1为一体的第三内环3-2，第三内环3-2的宽度大于第三外环3-1，所述第三内环3-2两端开口且右端为第三进料环喇叭状开口3-10，所述第三外环3-1一端开口，在第三外环3-1与第三内环3-2之间为第二环形凹槽3-3，在第三外环2-1上加工有第二切向进气孔3-4 和第三切向进气孔3-8，在所述第三外环2-1的右端面设有外径小于第三外环2-1外径的向右凸起3-5，并在该向右凸起3-5上加工有进水孔3-6和出水孔3-7，在所述第三进料环3的向右凸起3-5的外圆套装并焊接有密封环15，密封环15上对应进水孔3-6和出水孔3-7也相应加工有进水孔和出水孔，在第三内环3-2上对应于进水孔3-6处焊接有分流板3-9；
再结合图1和图2所示，所述第一进料环1与第二进料环2焊接在一起，对应所述第二进料环2的第一切向进气孔2-5处焊接有第一进气管4，在第一进气管4 上焊接有第一法兰5，在第一进料环1的圆锥形第一内环1-3与第二进料环2的第一环形凹槽2-4之间形成第一气腔6，所述第三进料环3上焊接有垫片，在使用中通过外部螺栓与第二进料环2压紧配合，在第二进料环2的第二内环2-2与第三进料环3的第三内环3-2之间形成第二气腔8，在对应第三进料环3的进水孔3-6及密封环15的进水孔中安装并焊接有进水管9，在进水管9上焊接有第二法兰10，在对应第三进料环3的出水孔3-7处及密封环15的出水孔中安装并焊接有出水管11，在出水管11上焊接有第三法兰12，在第三进料环3的第三切向进气孔3-8处焊接有第二进气管13，在第二进气管13 上焊接有第四法兰14，在第三进料环3的第二切向进气孔3-4处焊接有第三进气管16，在第三进气管16 上焊接有第五法兰17，在第一进料环1的进料孔1-2右侧、第二进料环2的第二内环2-2左端开口和第三进料环3的第三内环3-2左端开口处汇合形成三种物料的混合区7。
使用时，第一种气体即第一种物料通过第一进气管4切向进入第一进料环1与第二进料环2之间的第一气腔6，通过第一进料环1的圆锥形第一内环1-3上的若干个气体分布孔1-4直接进入到三种物料的混合区7，第二种气体即第二种物料分别通过第二进气管13和第三进气管16切向进入第二进料环2与第三进料环3之间的第二气腔8，并通过第二进料环与第三进料环之间的间隙进入到三种物料的混合区7，同时，第三种气体即主物料从第三进料环3的第三内环3-2的右端喇叭状开口大端进入到三种物料的混合区7，由于第一种气体和第二种气体与主物料同时在混合区7内混合，然后，通过进料孔1-2进入反应区，所以，主物料与第一种气体和第二种气体混合得更加充分，进入反应区的混合料混合得更加均匀；
由于本发明第二进料环2和第三进料环3的尾部都呈喇叭状开口，第二进料环第三进料环之间的间隙为曲线间隙，引导第二气体在第二进料环与第三进料环之间的曲线间隙进入到第一进料环的起始端参与混合，所以路经长，有助于进入混合区的气体均匀混合；
此外，本发明在第三进料环3起始端增加了冷却结构，对第三进料环3起到了降低温度的作用，提高了设备部件的使用寿命。
Claims (5)
1.一种用于钛白粉生产的加料环，包括第一进料环（1）、第二进料环（2）和第三进料环（3），所述第一进料环（1）包括法兰盖（1-1），在法兰盖（1-1）的中心加工有进料孔（1-2），其特征在于，在所述法兰盖（1-1）的右端面焊接有圆锥形第一内环（1-3）,在圆锥形第一内环（1-3）上加工有若干个气体分布孔（1-4）；所述第二进料环（2）包括第二外环（2-1）和与第二外环（2-1）为一体的第二内环（2-2），第二内环（2-2）的宽度小于第二外环（2-1），所述第二内环（2-2）两端开口，所述第二外环（2-1）一端开口，在第二外环（2-1）与第二内环（2-2）之间为第一环形凹槽（2-4），在第二外环（2-1）上加工有第一切向进气孔（2-5）；所述第三进料环（3）包括第三外环（3-1）和与第三外环（3-1）为一体的第三内环（3-2），第三内环（3-2）的宽度大于第三外环（3-1），所述第三内环（3-2）两端开口，所述第三外环（3-1）一端开口，在第三外环（3-1）与第三内环（3-2）之间为第二环形凹槽（3-3），在第三外环（3-1）上加工有第二切向进气孔（3-4）和第三切向进气孔（3-8），在所述第三外环（3-1）的右端面设有外径小于第三外环（3-1）外径的向右凸起（3-5），并在该向右凸起（3-5）上加工有进水孔（3-6）和出水孔（3-7），在所述第三进料环（3）的向右凸起（3-5）的外圆套装并焊接有密封环（15），密封环（15）上对应进水孔（3-6）和出水孔（3-7）也相应加工有进水孔和出水孔，在所述第一进料环（1）的圆锥形第一内环（1-3）与第二进料环（2）的第一环形凹槽（2-4）之间形成第一气腔（6），在第二进料环（2）的第二内环（2-2）与第三进料环（3）的第三内环（3-2）之间形成第二气腔（8），在所述第一进料环（1）的进料孔（1-2）右侧、第二进料环（2）的第二内环（2-2）左端开口和第三进料环（3）的第三内环（3-2）左端开口处汇合形成三种物料的混合区（7），使用时，第一种气体即第一种物料通过第一进气管（4）切向进入第一进料环（1）与第二进料环（2）之间的第一气腔（6）中，并通过第一进料环（1）的圆锥形第一内环（1-3）上的若干个气体分布孔（1-4）直接进入到三种物料的混合区（7），第二种气体即第二种物料分别通过第二进气管（13）和第三进气管（16）切向进入第二进料环（2）与第三进料环（3）之间的第二气腔（8）中，并通过第二进料环（2）与第三进料环（3）之间的间隙进入到三种物料的混合区（7），同时，第三种气体即主物料从第三进料环（3）的第三内环（3-2）的右端喇叭状开口（3-10）的大端进入到三种物料的混合区（7），所述第一种气体和第二种气体与主物料同时在混合区（7）内混合，然后通过进料孔（1-2）进入反应区。
2.根据权利要求1所述的一种用于钛白粉生产的加料环，其特征在于，在对应所述第二进料环（2）的第一切向进气孔（2-5）处焊接有第一进气管（4），在第一进气管（4）上焊接有第一法兰（5），在对应第三进料环（3）的进水孔（3-6）及密封环（15）的进水孔中安装并焊接有进水管（9），在进水管（9）上焊接有第二法兰（10），在对应第三进料环（3）的出水孔（3-7）处及密封环（15）的出水孔中安装并焊接有出水管（11），在出水管（11）上焊接有第三法兰（12），在第三进料环（3）的第三切向进气孔（3-8）处焊接有第二进气管（13），在第二进气管（13） 上焊接有第四法兰（14），在第三进料环（3）的第二切向进气孔（3-4）处焊接有第三进气管（16），在第三进气管（16 ）上焊接有第五法兰（17）。
3.根据权利要求1所述的一种用于钛白粉生产的加料环，其特征在于，所述第二内环（2-2）两端开口且右端为第二进料环喇叭状开口（2-3），所述第三内环（3-2）两端开口且右端为第三进料环喇叭状开口（3-10）。
4.根据权利要求3所述的一种用于钛白粉生产的加料环，其特征在于，所述第二进料环（2）与第三进料环（3）之间的间隙为曲线间隙。
5.根据权利要求1所述的一种用于钛白粉生产的加料环，其特征在于，在所述第三内环（3-2）上对应于进水孔（3-6）处焊接有分流板（3-9）。
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