CN202688005U

CN202688005U - 一种低温氯化炉炉底装置

Info

Publication number: CN202688005U
Application number: CN 201220345007
Authority: CN
Inventors: 王建鑫; 陆平; 刘森林; 张苏新; 周艾然; 杨仰军
Original assignee: Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Current assignee: Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Priority date: 2012-07-17
Filing date: 2012-07-17
Publication date: 2013-01-23
Anticipated expiration: 2022-07-17

Abstract

本实用新型提供了一种低温氯化炉炉底装置。所述低温氯化炉炉底装置包括耐火砌筑结构、筛板、气体分布器、排渣管，其中，所述耐火砌筑结构具有内腔；所述筛板沿水平方向设置在所述内腔中，并将所述内腔分隔为上下布置的气体缓冲室和原料层；所述气体分布器设置在所述气体缓冲室内并通过管道与外部气源连接；所述排渣管将所述内腔与外界连通，并且所述排渣管上设置有开关阀。本实用新型避免了低温氯化炉炉底存在的烧结、堵塞或穿孔等情况，便于安装、检修、拆除，并且结构紧凑合理，能够促进低温氯化炉中低温氯化反应的顺行。

Description

一种低温氯化炉炉底装置

技术领域

本实用新型涉及低温氯化法生产四氯化钛的设备，更具体地讲，涉及一种用于低温氯化炉的炉底装置。

背景技术

高钛型高炉渣中的TiO₂含钛量达20％-23％，是宝贵的二次资源。“高温碳化-低温选择性氯化制取TiCl₄”是开发利用高钛型高炉渣的前沿技术，四氯化钛是钛工业的重要中间产品。

目前，在该领域的工业生产中，低温氯化炉炉底气体分布器与原料直接接触，原料的低温氯化过程是一个很强的放热反应，多余的热量若不能及时带走，局部温度的升高会造成物料粘结或烧结，不能正常流化，导致氯化炉“死炉”；另外，为了减小流态化的死区，通常炉底内的气体分布器与炉底壁面的距离较近，容易导致氯气腐蚀炉壁穿孔，无法进行连续生产；第三，物料容易堵塞部分气体分布器的气孔，造成氯化气体分布不均匀，影响氯化效率，降低资源利用率；最后，炉底排渣口较小且只有一个，堵塞后就只能停炉。因此，研制合理的氯化炉炉底装置和可行有效的气体分布器，是实现低温氯化连续稳定运行的首要任务。

实用新型内容

鉴于现有技术存在上述不足，本实用新型的目的之一在于解决现有技术所存在的上述不足中的任意一项。例如，本实用新型解决的技术问题包括以下问题中的一个或多个：提供一种便于安装、拆除，并且结构紧凑合理的低温氯化炉炉底装置；提供能够实现气体均匀分布，能减少气体对炉底壁面的腐蚀的低温氯化炉炉底装置；提供一种能够避免炉底气体分布器与原料直接接触的低温氯化炉炉底装置；提供一种能够顺利排渣、便于清理的低温氯化炉炉底装置。

本实用新型提供了一种低温氯化炉炉底装置，所述低温氯化炉炉底装置包括耐火砌筑结构、筛板、气体分布器、排渣管，其中，所述耐火砌筑结构具有内腔；所述筛板沿水平方向设置在所述内腔中，并将所述内腔分隔为上下布置的气体缓冲室和原料层；所述气体分布器设置在所述气体缓冲室内并通过管道与外部气源连接；所述排渣管将所述内腔与外界连通，并且所述排渣管上设置有开关阀。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述耐火砌筑结构的内腔呈倒锥形。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述筛板上设置有多个筛孔，并且所述多个筛孔中的每个筛孔均具有能够防止原料落下的孔径。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述低温氯化炉炉底装置还包括设置在筛板与所述内腔接触处并位于筛板下方的多个支撑板。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述气体分布器包括进气管和多个气嘴支管，其中，所述进气管与通过管道与外部气源连接，所述多个气嘴支管中的每个气嘴支管的进气端均与所述进气管连通，并且所述多个气嘴支管中的每个气嘴支管的出气方向与所述进气管中的气流方向成45°。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述低温氯化炉炉底装置还包括备用排渣管，所述备用排渣管穿过耐火砌筑结构的侧壁与所述内腔连通，并且所述备用排渣管设置有阀门。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述耐火砌筑结构还包括包裹其内壁的结构件，所述结构件上端通过法兰与低温氯化炉的炉体连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括以下效果中的至少一种：避免了低温氯化炉炉底存在的烧结、堵塞或穿孔等情况，便于安装、检修、拆除，并且结构紧凑合理，能够使供入炉底的气体(例如，氯气)均匀分布，从而减少了气体对炉底壁面的腐蚀，避免了炉底气体分布器与原料直接接触，能够促进低温氯化炉中低温氯化反应的顺行。

附图说明

通过下面结合附图进行的示例性描述，本实用新型的上述和其他目的及特点将会变得更加清楚，其中：

图1示出了根据本实用新型的一个示例性实施例的低温氯化炉炉底装置的结构示意图；

图2A示出了根据本实用新型示例性实施例的低温氯化炉炉底装置的筛板的示意图；

图2B示出了图2A的筛板中的筛孔布置情况的放大示意图；

图3A示出了根据本实用新型示例性实施例的低温氯化炉炉底装置的气体分布器的结构示意图；

图3B示出了图3A的气体分布器中的气嘴支管的局部放大示意图；

图4A和图4B分别示出了根据本实用新型示例性实施例的低温氯化炉炉底装置的用于支撑筛板的支撑板的主视透视图和俯视透视图。

附图标记说明：

1-法兰、2-结构件、3-备用排渣管、4-排渣管、5-筛板、6-支撑板、7-气体分布器、8耐火砌筑结构、A-气体缓冲室、B-原料层。

具体实施方式

在下文中，将结合示例性实施例来详细说明本实用新型的低温氯化炉炉底装置。

根据本实用新型的低温氯化炉炉底装置包括耐火砌筑结构、筛板、气体分布器、排渣管，其中，所述耐火砌筑结构具有内腔；所述筛板沿水平方向设置在所述内腔中，并将所述内腔分隔为上下布置的气体缓冲室和原料层；所述气体分布器设置在所述气体缓冲室内并通过管道与外部气源连接；所述排渣管将所述内腔与外界连通，并且所述排渣管上设置有开关阀。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述耐火砌筑结构的内腔呈倒锥形。所述倒锥形可以为倒圆锥形、倒方锥形等形状。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述筛板上设置有多个筛孔，并且所述多个筛孔中的每个筛孔均具有能够防止原料落下的孔径。例如，所述每个筛孔的孔径可略小于放置于筛板之上的原料的粒径。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述低温氯化炉炉底装置还可包括设置在筛板与所述内腔接触处并位于筛板下方的多个支撑板。所述多个支撑板用于支撑所述筛板并且能够不遮挡筛板的筛孔。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述耐火砌筑结构还可包括包裹其内壁的结构件，所述结构件上端通过法兰与低温氯化炉的炉体连接。在该示例性实施例中，结构件围成的空间即为所述内腔。例如，可以采用锥形封头作为结构件，并在倒置的锥形封头周围砌筑耐火混凝土形成耐火砌筑结构。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述低温氯化炉炉底装置还可包括备用排渣管，所述备用排渣管穿过耐火砌筑结构的侧壁与所述内腔连通，并且所述备用排渣管设置有阀门。

下面将参照附图来详细说明本实用新型的一个示例性实施例。

图1示出了根据本实用新型的一个示例性实施例的低温氯化炉炉底装置的结构示意图。

图2A示出了根据本实用新型示例性实施例的低温氯化炉炉底装置的筛板的示意图；图2B示出了图2A的筛板中的筛孔布置情况的放大示意图。

图3A示出了根据本实用新型示例性实施例的低温氯化炉炉底装置的气体分布器的结构示意图；图3B示出了图3A的气体分布器中的气嘴支管的局部放大示意图。

如图1所示，在本示例性实施例中，低温氯化炉炉底装置包括耐火砌筑结构8、筛板5、气体分布器7、排渣管4、备用排渣管3、支撑板6。

其中，耐火砌筑结构8由倒置的结构件2和砌筑在该结构件2的周围的耐火混凝土形成。在本示例性实施例中，结构件2为圆锥形封头。耐火砌筑结构8具有内腔，该内腔由倒置的结构件2形成。筛板5沿水平方向设置在内腔中，并将内腔分隔为上下布置的气体缓冲室A和原料层B。气体分布器7设置在气体缓冲室A内并通过管道与外部气源连接。排渣管4设置在耐火砌筑结构8的底部，并将所述内腔与外界连通，并且排渣管4上设置有开关阀。备用排渣管3穿过耐火砌筑结构8的侧壁与所述内腔连通，并且备用排渣管3设置有阀门。

如图2A和2B所示，筛板5上设置有多个筛孔，并且所述多个筛孔中的每个筛孔均具有能够防止原料落下的孔径。在本示例性实施例中，筛板5采用国标圆孔T型排列，开孔率为23％。筛板5的作用是使下部气体缓冲室A中的气体能顺利均匀地通过筛板5，而使筛板5上方的物料保留在筛板5上方而不漏下。

如图3A和3B所示，气体分布器包括进气管和多个气嘴支管，其中，进气管与通过管道与外部气源连接，多个气嘴支管中的每个气嘴支管的进气端均与进气管连通，并且多个气嘴支管中的每个气嘴支管的出气方向与进气管中的气流方向成45°。在本示例性实施例中，气体分布器7由进气管支撑。气嘴支管成圈地焊接在进气管上，共三圈，并且均匀布置，每圈8个，共24个。

如图4A和4B所示，多个支撑板6设置在筛板与结构件的内壁接触处并位于筛板下方。在本示例性实施例中，在筛板下方均匀分布有焊接在的结构件内壁上的8个支撑板6。

在本示例性实施例中，筛板5将炉底分割成气体缓冲室A和原料层B。在使用时，先把原料碳化渣加入氯化炉中，然后从气体分布器7中通入加热的氮气，把炉内物料加热到350℃，此时，在将氯气和氮气的混合气由气体分布器7通入炉底装置中，以使原料碳化渣发生连续低温氯化反应，从而避免了低温氯化炉炉底装置出现烧结、堵塞和穿孔等问题，确保了低温氯化炉的连续稳定运行。

在使用本示例性实施例进行低温氯化反应时，运用法兰1将低温氯化炉炉底连接到氯化炉上，向原料层B中加入碳化渣，从炉底气体分布器7通入已被加热的氮气，直到体系温度达到350℃时，关闭热氮气，烘炉完成；然后开始从炉底气体分布器7通入氯气和氮气的混合气，进行低温氯化反应。

此外，在低温氯化反应中可以利用碳化渣加入、不同的气体流量和氮气与氯气的不同配比来控制体系的温度，保证体系的顺行运行，实现了连续加料和连续排渣，并能够使得低温氯化炉的连续运行时间得到了有效加长。

在检修本示例性实施例的炉底装置时，排渣与停炉结束后，开启炉底排渣管4的阀门(必要时开启备用排渣管3的阀门)，待炉底中残余物排尽后，从炉底法兰1处拆卸炉底，并取出筛板5，进而对炉底各部件进行水洗，最后从新安装好炉底。鉴于炉底法兰1和筛板5都是可拆卸设计，炉底检修相对方便省时。

综上所示，本实用新型能够解决现有技术中的低温氯化炉炉底存在的容易烧结、堵塞和穿孔等问题，并且通过把气体分布器与物料隔开，能够有效地进行流态化，使低温氯化反应连续稳定运行，有效提高了钛资源的利用率。

尽管上面已经结合附图和示例性实施例描述了本实用新型，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。

Claims

1.一种低温氯化炉炉底装置，其特征在于，所述低温氯化炉炉底装置包括耐火砌筑结构、筛板、气体分布器、排渣管，其中，

所述耐火砌筑结构具有内腔；

所述筛板沿水平方向设置在所述内腔中，并将所述内腔分隔为上下布置的气体缓冲室和原料层；

所述气体分布器设置在所述气体缓冲室内并通过管道与外部气源连接；

所述排渣管将所述内腔与外界连通，并且所述排渣管上设置有开关阀。

2.根据权利要求1所述的低温氯化炉炉底装置，其特征在于，所述耐火砌筑结构的内腔呈倒锥形。

3.根据权利要求1所述的低温氯化炉炉底装置，其特征在于，所述筛板上设置有多个筛孔，并且所述多个筛孔中的每个筛孔均具有能够防止原料落下的孔径。

4.根据权利要求1所述的低温氯化炉炉底装置，其特征在于，所述低温氯化炉炉底装置还包括设置在筛板与所述内腔接触处并位于筛板下方的多个支撑板。

5.根据权利要求1所述的低温氯化炉炉底装置，其特征在于，所述气体分布器包括进气管和多个气嘴支管，其中，所述进气管与通过管道与外部气源连接，所述多个气嘴支管中的每个气嘴支管的进气端均与所述进气管连通，并且所述多个气嘴支管中的每个气嘴支管的出气方向与所述进气管中的气流方向成45°。

6.根据权利要求1所述的低温氯化炉炉底装置，其特征在于，所述低温氯化炉炉底装置还包括备用排渣管，所述备用排渣管穿过耐火砌筑结构的侧壁与所述内腔连通，并且所述备用排渣管设置有阀门。

7.根据权利要求1所述的低温氯化炉炉底装置，其特征在于，所述耐火砌筑结构还包括包裹其内壁的结构件，所述结构件上端通过法兰与低温氯化炉的炉体连接。