CN203269597U

CN203269597U - 沸腾氯化炉

Info

Publication number: CN203269597U
Application number: CN 201320194613
Authority: CN
Inventors: 王建鑫; 陆平; 刘森林; 周艾然; 张苏新; 陈祝春
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: 2013-04-17
Filing date: 2013-04-17
Publication date: 2013-11-06
Anticipated expiration: 2023-04-17

Abstract

本实用新型提供了一种沸腾氯化炉。所述沸腾氯化炉包括炉体，由炉体围成的炉体内腔，与炉体内腔连通的加料口、进气口、出气口，以及排渣管，其中，所述炉体由上至下划分为扩大段、反应段和炉底；所述反应段包括炉壳和铺设在炉壳内侧的炉衬；所述排渣管穿过所述反应段的炉壳和炉衬与炉体内腔连通，且所述排渣管与所述炉衬的连接处略低于所述炉衬的上端，并且所述排渣管上设置有开关阀。本实用新型的沸腾氯化炉能够减轻炉体总重量，并避免固体物料的摩擦，延长了氯化炉的使用寿命，炉内物料混合均匀，提高了氯化炉的生产效率，且适用于品位差异很大的氯化原料进行沸腾氯化，特别是能适用于碳化高炉渣的沸腾氯化。

Description

沸腾氯化炉

技术领域

本实用新型涉及沸腾氯化设备技术领域，更具体地讲，涉及一种炉体结构简单且使用寿命长的沸腾氯化炉。

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。

在沸腾氯化法制取TiCl₄的工业生产中，常规氯化炉根据所适用的原料品味不同包括有筛板流态化氯化炉和无筛板流态化氯化炉。而这两种常用的氯化炉的炉体结构均分为炉壳和炉衬，炉外层是用普通钢焊成的炉壳，炉衬一般由数层耐火和保温材料砌成，炉衬很厚且整个氯化炉很重，检修维护不便。另外，现有的氯化炉生产过程中，还存在反应物料混合不均匀、出现物料分层、物料对氯化炉内壁冲刷腐蚀严重等问题。

为了解决上述现场实际问题，设计一种具有合理炉体结构的沸腾氯化炉十分必要。

实用新型内容

针对现有技术中存在的不足，本实用新型的目的之一在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。

例如，本实用新型的目的之一在于提供一种具有总重量小、便于检修维护且具有更长寿命的沸腾氯化炉。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种沸腾氯化炉。所述沸腾氯化炉包括炉体，由炉体围成的炉体内腔，以及与炉体内腔连通的加料口、进气口、出气口，所述沸腾氯化炉还包括排渣管，其中，所述炉体由上至下划分为扩大段、反应段和炉底；所述反应段包括炉壳和铺设在炉壳内侧的炉衬；所述排渣管穿过所述反应段的炉壳和炉衬与炉体内腔连通，且所述排渣管与所述炉衬的连接处略低于所述炉衬的上端，并且所述排渣管上设置有开关阀。

根据本实用新型的沸腾氯化炉的一个实施例，所述炉衬可铺设在炉壳下部内侧或铺设在炉壳下部和中部的内侧。

根据本实用新型的沸腾氯化炉的一个实施例，所述炉衬的高度占所述反应段总高度的1/3～1/2。

根据本实用新型的沸腾氯化炉的一个实施例，所述加料口设置在所述炉衬上方30～100cm处。

根据本实用新型的沸腾氯化炉的一个实施例，所述炉底和/或反应段的下部可呈倒锥形。

根据本实用新型的沸腾氯化炉的一个实施例，所述沸腾氯化炉还可包括筛板和卸渣管，所述筛板沿水平方向设置在所述炉底内，所述卸渣管设置在所述反应段的下部并与所述炉体内腔连通。

根据本实用新型的沸腾氯化炉的一个实施例，所述排渣管的出口端与水平面可以呈135～150°。

根据本实用新型的沸腾氯化炉的一个实施例，所述排渣管可以设置在距所述炉衬的上端30～50cm处。

根据本实用新型的沸腾氯化炉的一个实施例，所述炉衬可以为陶瓷内衬。

根据本实用新型的沸腾氯化炉的一个实施例，所述陶瓷内衬的壁厚可以为5～20cm。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：（1）仅在反应段设置炉衬，相对常规的整体混凝土内衬有效地降低了氯化炉的总质量，使得检修维护方便；（2）在靠近反应段炉衬的顶部设置排渣管，使反应的固体物料料面不高于陶瓷内衬层，有效地减少了物料对氯化炉内壁的摩擦与腐蚀，延长了氯化炉的使用寿命；（3）采用炉底和反应段下部设置为倒锥形，使得反应物料汇合更均匀，并且有效降低了反应物料分层的现象；（4）本实用新型炉底与反应段采用法兰连接，便于检修维护；⑸设置卸渣管，在炉况恶化时可以通过它卸料缓冲炉况，使得氯化炉能使用品位差异很大的氯化原料进行沸腾氯化，特别是能适用于碳化高炉渣的沸腾氯化。

附图说明

通过下面结合附图进行的描述，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示出了本实用新型示例性实施例的沸腾氯化炉的结构示意图。

附图标记说明如下：

1-扩大段 2-反应段 3-炉壳 4-陶瓷内衬 5-排渣管 6-卸渣管 7-法兰 8-炉底 9-出气口 10-加料口 11-进气口。

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的沸腾氯化炉。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述沸腾氯化炉包括炉体，由炉体围成的炉体内腔，与炉体内腔连通的加料口、进气口、出气口，以及排渣管。其中，所述炉体由上至下划分为扩大段、反应段和炉底；所述反应段包括炉壳和铺设在炉壳内侧的炉衬；所述排渣管穿过所述反应段的炉壳和炉衬与炉体内腔连通，且所述排渣管与所述炉衬的连接处略低于所述炉衬的上端，并且所述排渣管上设置有开关阀。本示例性实施例中的氯化炉仅在反应段的内壁处设置炉衬，减少了炉体的重量，同时配合使用排渣管，避免炉内物料料面高于炉衬，进而避免了物料对氯化炉内壁的冲刷和腐蚀。

在本实用新型的另一个示例性实施例中，所述炉衬铺设在炉壳下部内侧或铺设在炉壳下部和中部的内侧。在反应段内壁设置部分炉衬，炉体结构更加简单，进一步降低了炉体的重量。

在本实用新型的另一个示例性实施例中，优选地，所述反应段下部的高度可占所述反应段总高度的1/6～1/4。所述炉衬的高度可以占所述反应段总高度的1/3～1/2。所述加料口可以设置在所述炉衬上方30～100cm处。所述排渣管的出口端与水平面可以呈135～150°。所述排渣管可以设置在距离所述炉衬顶部30～50cm处。

在本实用新型的另一个示例性实施例中，所述炉底和/或反应段的下部呈倒锥形。所述倒锥形可以为倒圆锥形、倒方锥形等形状。

在本实用新型的另一个示例性实施例中，所述炉衬可以为陶瓷内衬。所述陶瓷内衬的壁厚可以为5～20cm。陶瓷内衬具有重量轻、厚度薄等优点，且能够适应炉内的反应条件。

在本实用新型的另一个示例性实施例中，所述沸腾氯化炉还包括筛板和卸渣管，所述筛板沿水平方向设置在所述炉底内，所述卸渣管设置在所述反应段的下部并与所述炉体内腔连通。

本实用新型的沸腾氯化炉还可以包括通常设置在炉底的排尽口，用于将炉底的物料排尽，这里，可以采用上述设置在炉底的进气口兼作排尽口。

此外，本领域技术人员可以在本实用新型的沸腾氯化炉的需要位置或管道处设置控制阀门，以对该氯化炉的工作进行有效地控制，在此不再赘述。

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。

如图1所示，在本实用新型的一个示例性实施例中，沸腾氯化炉包括扩大段1、反应段2、炉壳3、陶瓷内衬4、排渣管5、卸渣管6、法兰7、炉底8、出气口9、加料口10、进气口11。

其中，扩大段1设置在反应段2上方，炉底8设置在反应段2下方。为了便于停炉检修，炉底8与反应段2可以通过法兰7连接在一起。

扩大段1的顶部开有出气口9。炉底8呈倒圆锥形且其底部开有进气口11。反应段2由两段构成，第一段为圆柱形的反应段，第二段为倒圆锥形的底部，反应段2的倒圆锥形底部高度占反应段2总高度的1/6～1/4。陶瓷内衬4安装在反应段2的内侧，且陶瓷内衬4的高度占反应段2总高度的1/3～1/2。陶瓷内衬4的壁厚可以为5～20cm。加料口10设置在圆柱形的反应段上且位于陶瓷内衬4上方30～100cm处。排渣管5穿过反应段2的炉壳3和陶瓷内衬4与反应段2的内腔连通，并且所述排渣管5上设置有开关阀，用于控制炉内料面高度不高于反应段的陶瓷内衬4的上端。在本示例性实施例中，排渣管5设置在距离陶瓷内衬4顶部30～50cm处，排渣管5的出口端与水平面呈135～150°。卸渣管6与炉体内腔连通，其具体的设置位置，根据实际情况需要而定，例如，如图1所示，若在氯化炉的炉底8内设置有筛板，可以将卸渣管6设置在反应段2上且位于筛板上方，卸渣管6设置在倒圆锥形的反应段底部，其出口端与水平面呈135～150°；若氯化炉内没有筛板，则可以将卸渣管6设置在炉底8上，当然，也可以直接用进气口作为卸渣管。

在本示例性实施例中，整个氯化炉的炉壳3的材质可以为耐氯气腐蚀的合金，例如，可以为因康合金。

在使用本示例性实施例的沸腾氯化炉时，首先关闭排渣管5和卸渣管6，然后将固体物料（例如，碳化高炉渣）从反应段2上的加料口10加入，同时将反应气体（例如，氯气、氮气）从炉底8的进气口11吹入。加入的固体物料和反应气体在反应段2中充分混合并发生反应。待炉内反应正常且物料料面高于排渣管5后，渣料溢流进入排渣管5，此时，通过开关阀开启排渣管5进行排料，在生产过程中，当料面低于排渣管5时，关闭排渣管5，如此往复进行排渣操作，以确保炉内物料料面不超过陶瓷内衬。反应产物（例如，四氯化钛）随气体从扩大段1顶部的出气口9排放出去。

氯化炉运行过程中，若发现炉内炉况恶化时，关闭加料口10同时开启卸渣管6将渣料卸完，再重新投料进行生产。若炉底发生堵塞时，将渣料卸完后，通过排尽口（例如，可以用进气口11兼作排尽口）将炉底中的物料排尽，然后从炉底法兰7处拆除炉底，进而对炉底进行清理，最后重新安装好炉底。

通过以上描述可以看出，在本示例性实施例中，只在反应段内设置部分炉衬，替代常规的在炉体内腔设置整体混凝土内衬，有效地降低了氯化炉的总重量，使得检修维护方便。优选地，炉衬采用陶瓷内衬可进一步降低氯化炉的重量和炉衬厚度。同时，在反应段上设置于炉体内腔连通的排渣管，使炉内反应的固体物料料面高度不超过陶瓷内衬层的上端，有效地减少了物料对炉壳内壁的摩擦与腐蚀，延长了氯化炉的使用寿命。

进一步地，在现有技术中，炉体通常为筒状，由于固体物料的密度大，而且炉体较高，因而导致物料在炉体内部的分布不均，炉内的压力从上之下呈增大趋势。在本示例性实施例中，将炉底和反应段的下部设置为倒圆锥形，使得从底部通入的反应气体进入炉体内腔后气速从大到小缓慢递减，使得在炉体下部压力大的区域气速大，有利于物料混合均匀，减少了物料分层的现象；而在炉体上部压力小的区域气速小，有利于增加物料在炉体内反应区域的停留时间。此外，设置卸渣管，在炉况恶化时可以通过它卸料缓冲炉况，使得氯化炉能使用品位差异很大的氯化原料进行沸腾氯化，特别是能适用于碳化高炉渣的沸腾氯化。

综上所述，本实用新型的沸腾氯化炉的优点包括：炉体结构简单、能够减轻炉体总重量，并避免固体物料对氯化炉内壁面的摩擦，延长了氯化炉的使用寿命；可以使炉内物料混合均匀，提高了氯化炉的生产效率；适用于品位差异很大的氯化原料进行沸腾氯化，特别是能适用于碳化高炉渣的沸腾氯化。

尽管上面已经通过结合示例性实施例描述了本实用新型，但是本领域技术人员应该清楚，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可对本实用新型的示例性实施例进行各种修改和改变。

Claims

1.一种沸腾氯化炉，所述沸腾氯化炉包括炉体，由炉体围成的炉体内腔，以及与炉体内腔连通的加料口、进气口、出气口，其特征在于，所述沸腾氯化炉还包括排渣管，其中，

所述炉体由上至下划分为扩大段、反应段和炉底；

所述反应段包括炉壳和铺设在炉壳内侧的炉衬；

所述排渣管穿过所述反应段的炉壳和炉衬与炉体内腔连通，且所述排渣管与所述炉衬的连接处略低于所述炉衬的上端，并且所述排渣管上设置有开关阀。

2.根据权利要求1所述的沸腾氯化炉，其特征在于，所述炉衬铺设在炉壳下部内侧或铺设在炉壳下部和中部的内侧。

3.根据权利要求2所述的沸腾氯化炉，其特征在于，所述炉衬的高度占所述反应段总高度的1/3～1/2。

4.根据权利要求2所述的沸腾氯化炉，其特征在于，所述加料口设置在所述炉衬上方30～100cm处。

5.根据权利要求1所述的沸腾氯化炉，其特征在于，所述炉底和/或反应段的下部呈倒锥形。

6.根据权利要求1所述的沸腾氯化炉，其特征在于，所述沸腾氯化炉还包括筛板和卸渣管，所述筛板沿水平方向设置在所述炉底内，所述卸渣管设置在所述反应段的下部并与所述炉体内腔连通。

7.根据权利要求1所述的沸腾氯化炉，其特征在于，所述排渣管的出口端与水平面呈135～150°。

8.根据权利要求1所述的沸腾氯化炉，其特征在于，所述排渣管设置在距所述炉衬的上端30～50cm处。

9.根据权利要求1至8任意一项所述的沸腾氯化炉，其特征在于，所述炉衬为陶瓷内衬。

10.根据权利要求9所述的沸腾氯化炉，其特征在于，所述陶瓷内衬的壁厚为5～20cm。