CN115634623A - 一种氯化法钛白生产中氯化钾加入的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种氯化法钛白生产中氯化钾加入的装置，包括：氧气通道，其上设置有氧气入口；加热室，其前端面与氧气通道连通，后端面设置有出口并通向反应区；甲苯枪，其安装在氧气通道内并且延伸至加热室的前端面；氯化钾雾化枪入口，其设置在加热室的外周上；氯化钾雾化喷头，其插入到氯化钾雾化枪入口内，其中根据氯化法钛白产品的粒度和产能需求，通过氯化钾雾化枪入口和雾化喷头来调节氯化钾的加入位置和加入量。本发明通过选择氯化钾雾化枪入口的数量和调整雾化喷头的喷出量来调节氯化钾的加入量和加入位置，同时控制单个喷头溶液加入量，可以保证氯化钾在氧气中的均匀度，最终降低氯化法钛白产品粒度分布范围，提升氯化法钛白产品质量。
Description
技术领域
本发明涉及氯化冶金领域，具体地涉及氯化法钛白氧化反应过程中晶粒细化剂的添加，并且更具体地，涉及一种氯化法钛白生产中氯化钾加入的装置及方法。
背景技术
氯化法钛白技术作为高档钛白原料的首选工程化工艺，近几年在国内得到了快速的发展和壮大，钛白产品种类也得到了快速的增加。钛白产品种类除与后处理膜工艺和包膜剂有关外，还与氧化生成的钛白初品粒度及粒度分布有极其重要的相关性。目前，工业产线上主要通过在氧气二次加热室添加氯化钾等晶粒细化剂以调整氯化法钛白初品粒度，氯化钾的添加位置和方式对于氧化反应器内结疤以及产品粒度的调整效率有极为重要的关系，有相关数据显示，氯化钾不合理加入方式增加了氧化反应器内结疤事故的发生概率。因此有必要对氯化钾的加入方式进行优化设计。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于克服现有技术的不足，优化氯化钾的加入方式，稳定调节产品粒度，同时降低和防止氧化反应器内结疤现象的发生概率，延长氧化反应器运行周期。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
根据本发明的一方面，提供一种氯化法钛白生产中氯化钾加入的装置，包括：
氧气通道，该氧气通道上设置有氧气入口；
加热室，该加热室的前端面与氧气通道连通，加热器的后端面设置有出口并通向反应区；
甲苯枪，该甲苯枪安装在氧气通道内并且延伸至加热室的前端面；
氯化钾雾化枪入口，该氯化钾雾化枪入口设置在加热室的外周上；以及
氯化钾雾化喷头，该氯化钾雾化喷头插入到氯化钾雾化枪入口内，
其中根据氯化法钛白产品的粒度和产能需求，通过氯化钾雾化枪入口和氯化钾雾化喷头来调节氯化钾的加入位置和氯化钾的加入量。
在本发明的一个实施例中，氯化钾雾化枪入口距离加热室的前端面0-300mm并且不大于加热室的总长度的一半。
在本发明的一个实施例中，氯化钾雾化喷头与加热室径向呈0°-90°。
在本发明的一个实施例中，氯化钾雾化枪入口或氯化钾雾化喷头的数量为1-6个，并且分布在加热室的上半圆周上。
在本发明的一个实施例中，氯化钾的加入总量为10g/h-200g/h，单个氯化钾雾化喷头的氯化钾加入量为0g/h-50g/h。
在本发明的一个实施例中，氯化钾溶液浓度为5g/L-40g/L。
在本发明的一个实施例中，氯化钾溶液加入总速度为2L/h-80L/h。
在本发明的一个实施例中，加入室在竖直方向上的宽度大于氧气通道在竖直方向上的宽度。
在本发明的一个实施例中，加热室的后端面处的出口呈现锥形结构。
根据本发明的另一方面，提供一种采用如上所述的氯化法钛白生产中氯化钾加入的装置加入氯化钾的方法，其中根据氯化法钛白产品粒度和产能需求，通过调整氯化钾雾化枪入口和氯化钾雾化喷头来调节氯化钾的加入量和氯化钾的加入位置，使加入的氯化钾在氧气温度和流场作用下快速气化并均匀分布在高温氧气中并以气体状态进入反应区，参与氧气与四氯化钛发生化学反应。
通过采用上述技术方案，本发明相比于现有技术具有如下优点：
本发明根据氯化法钛白产品粒度和产能需求，调节氯化钾的加入量和加入位置，同时控制单个氯化钾雾化喷头溶液加入量，能够保证氯化钾在氧气中的均匀度，最终降低氯化法钛白产品粒度分布范围，提升氯化法钛白产品质量。
附图说明
图1示出了本发明提供的氯化法钛白生产中氯化钾加入的装置的结构示意图；
图2示出了图1中A-A处的剖视图。
附图标记列表
1氧气入口、2氧气通道、3甲苯枪、4氯化钾雾化枪入口、5加热室、6出口、7前端面、8后端面、9氯化钾雾化喷头。
具体实施方式
应当理解，在示例性实施例中所示的本发明的实施例仅是说明性的。虽然在本发明中仅对少数实施例进行了详细描述，但本领域技术人员很容易领会在未实质脱离本发明主题的教导情况下，多种修改是可行的。相应地，所有这样的修改都应当被包括在本发明的范围内。在不脱离本发明的主旨的情况下，可以对以下示例性实施例的设计、操作条件和参数等做出其他的替换、修改、变化和删减。
如图1-2所示，一种氯化法钛白生产中氯化钾加入的装置，包括：氧气通道2，该氧气通道2上设置有氧气入口1；加热室5，该加热室5的前端面7与氧气通道2连通，加热器5的后端面8设置有出口6并通向反应区；甲苯枪3，该甲苯枪3安装在氧气通道2内并且延伸至加热室5的前端面7；氯化钾雾化枪入口4，该氯化钾雾化枪入口4设置在加热室5的外周上；氯化钾雾化喷头9，该氯化钾雾化喷头9插入到氯化钾雾化枪入口4内，其中根据氯化法钛白产品的粒度和产能需求，通过氯化钾雾化枪入口4和氯化钾雾化喷头9来调节氯化钾的加入位置和氯化钾的加入量。
通过本发明，本发明可以根据氯化法钛白产品粒度和产能需求，调节氯化钾的加入量和加入位置，同时控制单个氯化钾雾化喷头溶液加入量，能够保证氯化钾在氧气中的均匀度，最终降低氯化法钛白产品粒度分布范围，提升氯化法钛白产品质量。
在上述技术方案中，参照图1所示，氯化钾雾化枪入口4距加热室5的前端面7的距离可以为0-300mm并且不大于加热室的总长度的一半。
在上述技术方案中，氯化钾雾化喷头9与加热室5径向呈0°-90°，如图2所示，优选0°、30°和45°。
在上述技术方案中，氯化钾雾化枪入口4或氯化钾雾化喷头9的数量为1-6个，如图2所示，优选数量为5个，并且分布在加热室5的上半圆周上。
在上述技术方案中，氯化钾的加入总量为10g/h-200g/h，单个氯化钾雾化喷头9的氯化钾加入量为0g/h-50g/h。
在上述技术方案中，氯化钾溶液浓度为5g/L-40g/L。
在上述技术方案中，氯化钾溶液加入总速度为2L/h-80L/h。
在上述技术方案中，如图1所示，加入室5在竖直方向上的宽度大于氧气通道2在竖直方向上的宽度。
在上述技术方案中，如图1所示，加热室5的后端面处的出口6呈现锥形结构。
此外，本发明的上述装置在使用时，根据氯化法钛白产品粒度和产能需求，通过选择氯化钾雾化枪入口4的数量和调整氯化钾雾化喷头9的喷出量来调节氯化钾的加入量和氯化钾的加入位置，使加入的氯化钾在氧气温度和流场作用下快速气化并均匀分布在高温氧气中并以气体状态进入反应区，参与氧气与四氯化钛发生化学反应。
下面通过具体实施例来对本发明的上述技术方案进行详细地说明。
实施例1
如图1-2所示，利用该装置实施氯化钾的加入，其中氯化法钛白产品平均粒度要求为200nm，产能为3万吨/年，由此，根据上述需求，加热室5上可以选用3个氯化钾雾化枪入口4和氯化钾雾化喷头9，加热室5直径为400mm，长度为800mm，氯化钾雾化喷头9距离加热室5的前端面7的距离为100mm，三个氯化钾雾化喷头9与加热室5径向方向分别呈-45°、0°和+45°，氯化钾溶液浓度为7g/L，三个氯化钾雾化喷头溶液加入速度均为4L/h。
实施例2
如图1-2所示，利用该装置实施氯化钾的加入，其中氯化法钛白产品平均粒度要求为240nm，产能为3万吨/年，由此，根据上述需求，加热室5上可以选用2个氯化钾雾化枪入口4和氯化钾雾化喷头9，加热室5直径为400mm，长度为800mm，氯化钾雾化喷头9距离加热室5的前端面7的距离为100mm，两个氯化钾雾化喷头9与加热室5径向方向分别呈-45°和+45°，氯化钾溶液浓度为5g/L，两个喷头溶液加入速度均为6L/h。
实施例3
如图1-2所示：利用该装置实施氯化钾的加入，其中氯化法钛白产品平均粒度要求为240nm，产能为10万吨/年，由此，根据上述需求，加热室5上设置的5个氯化钾雾化枪入口4和氯化钾雾化喷头9全部使用，加热室5直径为650mm，长度为1200mm，如图2所示，竖立的三个氯化钾雾化喷头4距离加热室5的前端面7的距离为200mm，三个氯化钾雾化喷头9与加热室5径向方向分贝呈-45°、0°和+45°，倾斜的两个氯化钾雾化喷头4与竖立的氯化钾雾化喷头4距离为350mm并且位于中垂线两侧30°，方向垂直向下。氯化钾溶液浓度为5g/L，氯化钾雾化喷头溶液加入速度均为8L/h。
由此可见，本发明可以根据氯化法钛白产品粒度和产能需求，通过选择氯化钾雾化枪入口的数量和调整氯化钾雾化喷头的喷出量来调节氯化钾的加入量和氯化钾的加入位置，同时控制单个氯化钾雾化喷头溶液加入量，可以保证氯化钾在氧气中的均匀度，最终降低氯化法钛白产品粒度分布范围，提升氯化法钛白产品质量。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；如果不脱离本发明的精神和范围，对本发明进行修改或者等同替换，均应涵盖在本发明权利要求的保护范围当中。
Claims (10)
1.一种氯化法钛白生产中氯化钾加入的装置，其特征在于，包括：
氧气通道，所述氧气通道上设置有氧气入口；
加热室，所述加热室的前端面与所述氧气通道连通，所述加热器的后端面设置有出口并通向反应区；
甲苯枪，所述甲苯枪安装在所述氧气通道内并且延伸至所述加热室的前端面；
氯化钾雾化枪入口，所述氯化钾雾化枪入口设置在所述加热室的外周上；以及
氯化钾雾化喷头，所述氯化钾雾化喷头插入到所述氯化钾雾化枪入口内，
其中根据氯化法钛白产品的粒度和产能需求，通过所述氯化钾雾化枪入口和所述氯化钾雾化喷头来调节氯化钾的加入位置和氯化钾的加入量。
2.根据权利要求1所述的氯化法钛白生产中氯化钾加入的装置，其特征在于，所述氯化钾雾化枪入口距离所述加热室的前端面0-300mm并且不大于所述加热室的总长度的一半。
3.根据权利要求1所述的氯化法钛白生产中氯化钾加入的装置，其特征在于，所述氯化钾雾化喷头与所述加热室径向呈0°-90°。
4.根据权利要求1所述的氯化法钛白生产中氯化钾加入的装置，其特征在于，所述氯化钾雾化枪入口或所述氯化钾雾化喷头的数量为1-6个，并且分布在所述加热室的上半圆周上。
5.根据权利要求1所述的氯化法钛白生产中氯化钾加入的装置，其特征在于，所述氯化钾的加入总量为10g/h-200g/h，单个所述氯化钾雾化喷头的氯化钾加入量为0g/h-50g/h。
6.根据权利要求1所述的氯化法钛白生产中氯化钾加入的装置，其特征在于，氯化钾溶液浓度为5g/L-40g/L。
7.根据权利要求1所述的氯化法钛白生产中氯化钾加入的装置，其特征在于，氯化钾溶液加入总速度为2L/h-80L/h。
8.根据权利要求1所述的氯化法钛白生产中氯化钾加入的装置，其特征在于，所述加入室在竖直方向上的宽度大于所述氧气通道在竖直方向上的宽度。
9.根据权利要求1所述的氯化法钛白生产中氯化钾加入的装置，其特征在于，所述加热室的后端面处的出口呈现锥形结构。
10.一种采用如权利要求1-9中任一项所述的氯化法钛白生产中氯化钾加入的装置加入氯化钾的方法，其特征在于，根据氯化法钛白产品粒度和产能需求，通过调整所述氯化钾雾化枪入口和所述氯化钾雾化喷头来调节氯化钾的加入量和氯化钾的加入位置，使加入的氯化钾在氧气温度和流场作用下快速气化并均匀分布在高温氧气中并以气体状态进入反应区，参与氧气与四氯化钛发生化学反应。
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