CN210595297U - 一种侧开孔式钛白粉生产用酸解锅 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种侧开孔式钛白粉生产用酸解锅，属于钛白粉生产技术领域。该酸解锅包括锅体，所述锅体的底段为锥形底，在锥形底的底部端口连接有转接装置，还包括空气/水支管、空气/蒸汽支管和侧孔喷口，其中：所述锥形底的侧壁上沿其周向开设有至少两个侧孔，所述侧孔中安装侧孔喷口，所述侧孔喷口的外端通过进气/水支管与空气/水支管相连通；所述转接装置通过管进气/水支管与空气/蒸汽支管相连通。本申请通过在锅体锥形底的侧孔和转接装置处分别连接管道，使得可以从酸解锅的侧部和底部同时向酸解锅内注入压缩空气以对物料进行搅拌，能够使物料混合充分，有较好的使用效果，降低了维修时的劳动强度。

Description

一种侧开孔式钛白粉生产用酸解锅

技术领域

本实用新型涉及钛白粉生产技术领域，更具体地说，涉及一种侧开孔式钛白粉生产用酸解锅。

背景技术

目前我国钛白粉生产厂家普遍使用硫酸法进行钛白粉的生产，而生产过程中最关键的几个工序之一就是酸解，酸解是向酸解锅内投入符合工艺条件的钛矿粉和硫酸进行充分混合，加入引发液，进行液固相反应，在反应过程中用蒸汽进行加热，用压缩空气进行搅拌，随着温度的升高反应进行，并释放大量热量和烟气，原有液态物料生成多孔性的TiOSO4块状物、硫酸亚铁和其他金属硫酸盐。继续向该固相物中加入工艺水，进行可溶性盐的浸出溶解，得到含钛的硫酸盐液体。

现有技术中，压缩空气、蒸汽、水大多是通过一根管进气/水支管分别进入分配器内，根据工艺需要，选择所需顺序进行添加。例如，一种酸解进气系统(申请号：201520804207.4，申请日：2015年10月19日)，该系统包括分别与酸解罐相连通的冷水通进气/水支管、压缩空气通进气/水支管和蒸汽管进气/水支管，该酸解进气系统还设有分气装置和控制器；所述冷水通进气/水支管、压缩空气通和蒸汽管进气/水支管分别与压力表、电动流量阀串联后再与分气装置并联。由于有些原矿反应生产物粘度非常大，如果物料在反应期间不能彻底的混合均匀，那么随着反应的进行或者蒸汽的快速注入，就会导致过热点的出现，反应剧烈或出现双反应，造成生产事故。

经过检索，酸解锅的底部还会设计一空气分布器，如专利号为ZL2009203128919的文件公开了一种硫酸法钛白粉酸解罐压空分布器密封结构，说明在分布器顶部设置有分布板。又如专利号为ZL2015208031506的专利一种酸解进气分布板，其包括一呈圆台状的板体，该板体上分布有若干通孔，通孔为呈锥状的锥形孔，锥形孔上端面直径8mm，下端面直径10mm；所述板体的厚度为300～450mm。该方案提供的酸解进气分布板结构通过采用上小下大的锥形孔，锥形孔均匀分布在板体上，使进气分布板在液相中气泡能均匀分布、气液结合接触面积大。

上述采用带有锥形孔分布器的专利方案，虽然能够避免气孔堵塞，但是压缩空气通过分布器后，在其表面产生大量气泡，其只能够实现空气的均匀分布，并且在分布器表面实现气液混合。由于气体不能够深入到罐口内，无法利用压缩空气对内部液体做进一步搅拌。尤其是在酸解初期，如果搅拌不充分，锅内介质变的粘稠时，会导致酸解产物反应不充分，甚至生产事故。

而且在使用分布板的情况下，由于分布板的孔眼直径在10mm左右，酸解反应条件失控时生成的坚硬或胶状固相物，以及反应过程中酸解锅内的砖体剥落，会导致分布板孔眼堵塞以及拦截，分布板失去原有气流分布作用，同时导致放料困难；针对该问题，国内生产企业普遍的做法是安排作业人员进入密闭空间进行疏通作业，但存在窒息、中暑、坠落等风险；另一种方案是将含有分布板的锥体法兰松解，整体剥离后进行疏通，但在重新安装过程中，分布板安装后的法兰面的防腐、耐酸胶泥的填充效果等也会直接影响施工质量。因此，如何避免酸解锅使用过程中分布板存在的上述情况，也是目前所面临的一大难题。

实用新型内容

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有技术中利用分布板不能实现酸解锅内物料充分搅拌而影响酸解反应的不足，提供了一种侧开孔式钛白粉生产用酸解锅。本申请通过取消分布板，在酸解锅的侧部和底部设置管道，从而可以从酸解锅的侧部和底部同时向酸解锅内注入压缩空气来增加物料搅拌，使物料混合更充分。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

一种侧开孔式钛白粉生产用酸解锅，包括锅体，所述锅体的底段为锥形底，在锥形底的底部端口连接有转接装置，还包括空气/水支管、空气/蒸汽支管和侧孔喷口，其中：所述锥形底的侧壁上沿其周向开设有至少两个侧孔，所述侧孔中安装有侧孔喷口，所述侧孔喷口的外端通过进气/水支管与空气/水支管相连通；所述转接装置通过进气支管与空气/蒸汽支管相连通。

作为本实用新型更进一步的改进，所述侧孔位于锥形底侧壁且距锥形底的底部端口3/10～4/10位置处。

作为本实用新型更进一步的改进，所述转接装置通过排料管连接至下一物料罐，并在所述转接装置与锥形底之间设置有卧置过滤器。

作为本实用新型更进一步的改进，所述转接装置通过排料管连接至下一物料罐，在排料管上设置卧置过滤器。

作为本实用新型更进一步的改进，所述排料管上设置有抽料泵。

作为本实用新型更进一步的改进，所述侧孔喷口的内端不突出于锥形底的内表面。

作为本实用新型更进一步的改进，所述进气/水支管上靠近侧孔喷口的一端设置有手动阀，且侧孔喷口与手动阀之间的管道为直管结构。

作为本实用新型更进一步的改进，所述锥形底主要由外部的碳钢层和内侧的耐火砖层组成。

作为本实用新型更进一步的改进，所述进气/水支管和侧孔喷口的内径为60～80mm，所述进气/水支管上设置有截止阀。

作为本实用新型更进一步的改进，所述锅体内设置有固相-液相二合一温度计。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本实用新型的一种侧开孔式钛白粉生产用酸解锅，其在锅体锥形底的侧孔处安装侧孔喷口并通过进气/水支管外接空气/水支管，在锅体锥形底的转接装置处设置管进气/水支管连接空气/蒸汽支管，使得可以从酸解锅的侧部和底部同时向酸解锅内注入压缩空气以对物料进行搅拌，能够使物料混合充分，有较好的使用效果。

(2)本实用新型的一种侧开孔式钛白粉生产用酸解锅，其在锅体锥形底的侧孔处安装侧孔喷口并通过进气/水支管外接空气/水支管，在锅体锥形底的转接装置处设置管道连接空气/蒸汽支管，使得在酸解浸取时，进气/水支管向酸解锅内注入工艺水，转接装置处的管道向酸解锅内注入压缩空气，两者互不干扰，从而达到浸取的最优效果。

(3)本实用新型的一种侧开孔式钛白粉生产用酸解锅，其在锅体锥形底的侧壁设置侧孔且该侧孔位于锥形底侧壁且距锥形底的底部端口3/10～4/10位置处，可使在该范围内，通过注入压缩空气可实现较好的搅拌效果。

(4)本实用新型的一种侧开孔式钛白粉生产用酸解锅，其在锅体锥形底的侧孔处安装侧孔喷口且该侧孔喷口的内端不突出于锥形底的内表面，可避免酸解反应对侧孔喷口的损坏。

(5)本实用新型的一种侧开孔式钛白粉生产用酸解锅，通过在进气/水支管上靠近侧孔喷口的一端设置有手动阀，可在进气/水支管发生泄漏或当疏通堵塞的进气/水支管时，起到隔离作用。

(6)本实用新型的一种侧开孔式钛白粉生产用酸解锅，通过在酸解锅内设置斜插管式的二合一温度计，可以监测酸解锅内温度是否达到反应所需的温度以及酸解锅内温度是否过高。

附图说明

图1为现有的酸解锅的工作示意图。

图2为一种酸解锅的结构示意图。

图3为侧孔喷口的安装示意图。

图4为另一种实施方式下的一种酸解锅的结构示意图。

示意图中的标号说明：1、锅体；101、锥形底；102、转接装置；2、空气/水支管；3、空气/蒸汽支管；4、进气/水支管；501、排料管；502、进气支管；6、侧孔喷口；7、截止阀；8、抽料泵；

具体实施方式

结合图1，现有技术中的酸解锅，都是圆柱形椎体样式，压缩空气、工艺水和蒸汽管道分别进入分配器内，根据工艺需要，选择所需公辅，从酸解锅底部进入酸解锅；酸解锅底部设计为分布板，一方面给予压缩空气必要的分散，另一方面起到简易过滤作用，避免酸解过程中形成的固相物掉落、堵塞管道。但是该设计下的分布板不能实现酸解锅内物料充分搅拌而影响酸解反应，因此本实用新型取消了分布板的设计。

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图对本实用新型作详细描述。

结合图2，本实施例的一种侧开孔式钛白粉生产用酸解锅，包括锅体1，具体地，该锅体1的底段为上大下小的锥形底101，在锥形底101的侧壁上沿其周向开设至少两个侧孔，在该侧孔中安装侧孔喷口6，侧孔喷口6的外端通过进气/水支管4连接一空气/水支管2，从而可使空气/水支管2通过侧孔喷口6向锅体1内注入酸解反应所需的压缩空气和工艺水。

在锥形底101的底部端口连接转接装置102，该转接装置102通过进气支管502连接一空气/蒸汽支管3，从而可使空气/蒸汽支管3通过转接装置102向锅体1内注入酸解反应所需的压缩空气和蒸汽，并可在进气支管502上设置截止阀7来控制管内介质流通。

转接装置102用于作为中间连接件来连接锥形底101的底部端口和空气/蒸汽支管3引出的进气支管502，主要起到转接作用，使锥形底101与进气支管502连通。

具体实施时，锅体1为锥形底立式圆筒形结构，锥形底101主要由外部的碳钢层和内侧的耐火砖层组成，其中碳钢层材料可以是碳钢内搪铅，并在其内侧通过耐酸胶泥黏合一层或两层耐火砖，使锅体1具有耐腐蚀、耐高温的性能，从而能够抵挡强烈的酸解反应。对于在酸解锅内侧铺设耐火砖，可以是在其圆筒壁内侧铺设一层耐火砖，由于酸解反应的反应期间，酸解锅的底端会承受更高的热量和酸腐蚀，因此可以是在酸解锅的底端内侧铺设两层耐火砖。作为其他实施方式，也可以采用其他结构的酸解锅。

酸解反应的过程中需要用蒸汽对液态物料进行加热，用压缩空气对其进行搅拌，随着温度的升高和反应的进行，生成固相物，继续向该固相物中加入工艺水，进行可溶性盐的浸出溶解。而且在整个酸解反应过程中，都需要借助压缩空气对物料进行搅动，使其能够混合充分。

具体到本实施例中，利用在锅体锥形底101的侧孔处安装侧孔喷口6，并通过进气/水支管4外接空气/水支管2，以及在锅体锥形底101的转接装置处设置管道空气/蒸汽支管3，当酸解反应过程中需要注入压缩空气以对物料进行搅拌时，可实现从酸解锅的侧部和底部同时向酸解锅内注入压缩空气以对物料进行搅拌，能够使物料混合充分。

当酸解浸取时，空气/水支管2通过进气/水支管4向酸解锅内注入工艺水，在注入所需的工艺水时，仍需要通过空气/蒸汽支管3向酸解锅内注入压缩空气进行搅拌，从侧部和底部分别注入所需工艺水和压缩空气时两者互不干扰，可达到浸取的较好效果。

作为一种改进，为了达到一定的搅拌效率，可以在锥形底101侧壁的周向方向上等间距开设4个侧孔，并在各侧孔处均安装一个侧孔喷口6(如图3所示)，压缩空气经侧孔喷口6注入到酸解锅内对物料进行搅拌。该侧孔可以是位于距锥形底101底部端口自下至上3/10～4/10位置处，即侧孔距离锥形底101底部端口的长度为锥形底101侧壁长度的3/10～4/10。在该范围内具有较好的搅拌效果，若侧孔喷口6位于更高位置，例如从锅体1底部端口向上的1/2处或2/3处，当酸解锅内的液位很高时，在浸取期间的搅拌效果会比较理想。但是，当酸解锅内的液位很低时，在启动和反应期间的搅拌效果就很差，气泡上升的高度和空间就会很小，从而使搅动和循环效果变差。

具体使用中，各侧孔位于同一水平面或者有一定的上下错位。更优的，侧孔可以是位于距锥形底101底部端口自下至上1/3位置处。侧孔设置在距端口1/3位置处时，当压缩空气经侧孔喷口6注入到酸解锅内时，在整个酸解过程中均可实现更好地搅拌效果。

锥形底101侧壁的各侧孔喷口6的外端分别通过进气/水支管4与空气/水支管2上的支管出口一一对接，进气/水支管4上设置有截止阀7，侧孔喷口6的内端不突出于锥形底101的内表面，即侧孔喷口6的内端口为一个与耐火砖端面平齐的切面。对于进气/水支管4和侧孔喷口6，基于酸解反应过程中每个侧孔400Nm³/h的空气流量和工艺水流速，其直径可以是60～80mm，优选为70mm。在具体使用时，空气/水支管2通过进气/水支管4向酸解锅内注入酸解过程中所需的压缩空气或工艺水。需要说明的是，在酸解反应的各过程中，进气/水支管不能同时注入压缩空气和工艺水，而是单独注入压缩空气或工艺水。

本实施例中设置的进气/水支管4、进气支管502、侧孔喷口6可以是铜管或316L管。为了具有较好的反应效果，还要求使每条进气/水支管内流速相同。当注入浸取工艺水时，每条进气/水支管的水流速很低，太低的流速可能会引起水流分配的问题，如每个进气/水支管注入水量不均，或进气/水支管堵塞；而且一般材质的侧孔喷口和进气/水支管不耐高压或高流速。本实施例中通过对侧孔喷口6和进气/水支管4的材料结构的改进，可使每个进气/水支管4内的工艺水流量分配均匀。

进一步地，还可以在进气/水支管4上设置一限流孔板来控制各进气/水支管4内的工艺水流量分配。相关的管道上也都可以设置截止阀控制管道介质流通。

作为另一实施方式，进气/水支管4上靠近侧孔喷口6的一端设置有手动阀，且侧孔喷口6与手动阀之间的管道为直管结构，用于当进气/水支管发生泄漏或当疏通堵塞的进气/水支管时，起到隔离作用。对于手动阀，其材料需是耐腐蚀和耐高温的，而对于其安装位置，为了避免进气/水支管堵塞或泄漏的风险，应至少保证当阀门打开时，可以允许从阀门一侧插入一个疏通棒来清理另一侧堵塞的喷嘴，因此要求侧孔喷口6与手动阀之间的管进气/水支管为直管结构。

在排料时，酸解锅内的物料通过排料管501连接至下一物料罐。该实施方式下，在转接装置102与锥形底101的底部端口间设置卧置过滤器。也可以是在排料管501上设置卧置过滤器，该卧置过滤器可以起到过滤作用，避免酸解过程中形成的固相物掉落而堵塞管道。

进一步地，当本申请的锅体设置位置较高时，可以直接利用重力将物料排出；当锅体位置不能够提供足够的重力排放物料时，可在排料管501上连接抽料泵8来辅助排料。

作为另一种实施方式，可以把排料管501与进气支管502相关结合，即从排料管501上引出进气支管502，该进气支管502另一端连接至空气/蒸汽支管3。此时，如图4所示，排料管501上安装的抽料泵8位于进气支管502的外侧，即图中的右侧。

对于酸解锅内的酸解反应，其需要借助蒸汽的注入以此来促发反应的开始，随着温度的逐渐升高，反应越来越剧烈，其也会释放大量的热量，导致酸解锅内温度骤然上升，可以在酸解锅内设置固相-液相二合一温度计，用于监测酸解锅内温度是否达到反应所需的温度以及酸解锅内温度是否过高。

本实用新型为了解决酸解锅内物料不能搅拌充分而导致其不能混合充分继而会影响酸解反应的问题，通过在锅体锥形底的侧孔处安装侧孔喷口并通过进气/水支管外接空气/水支管，在锅体锥形底的转接装置处设置管进气/水支管连接空气/蒸汽支管，使得可以从酸解锅的侧部和底部同时向酸解锅内注入压缩空气以对物料进行搅拌，能够使物料混合充分。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种侧开孔式钛白粉生产用酸解锅，包括锅体(1)，所述锅体(1)的底段为锥形底(101)，在锥形底(101)的底部端口连接有转接装置(102)，其特征在于：

还包括空气/水支管(2)、空气/蒸汽支管(3)和侧孔喷口(6)，其中：所述锥形底(101)的侧壁上沿其周向开设有至少两个侧孔，所述侧孔中安装有侧孔喷口(6)，所述侧孔喷口(6)的外端通过进气/水支管(4)与空气/水支管(2)相连通；所述转接装置(102)通过进气支管(502)与空气/蒸汽支管(3)相连通。

2.根据权利要求1所述的一种侧开孔式钛白粉生产用酸解锅，其特征在于：所述侧孔位于锥形底(101)侧壁且距锥形底(101)的底部端口3/10～4/10位置处。

3.根据权利要求1所述的一种侧开孔式钛白粉生产用酸解锅，其特征在于：所述转接装置(102)通过排料管(501)连接至下一物料罐，并在所述转接装置(102)与锥形底(101)之间设置有卧置过滤器。

4.根据权利要求1所述的一种侧开孔式钛白粉生产用酸解锅，其特征在于：所述转接装置(102)通过排料管(501)连接至下一物料罐，在排料管(501)上设置卧置过滤器。

5.根据权利要求3或4所述的一种侧开孔式钛白粉生产用酸解锅，其特征在于：所述排料管(501)上设置有抽料泵(8)。

6.根据权利要求1-4任一项所述的一种侧开孔式钛白粉生产用酸解锅，其特征在于：所述侧孔喷口(6)的内端不突出于锥形底(101)的内表面。

7.根据权利要求6所述的一种侧开孔式钛白粉生产用酸解锅，其特征在于：所述进气/水支管(4)上靠近侧孔喷口(6)的一端设置有手动阀，且侧孔喷口(6)与手动阀之间的管道为直管结构。

8.根据权利要求6所述的一种侧开孔式钛白粉生产用酸解锅，其特征在于：所述锥形底(101)主要由外部的碳钢层和内侧的耐火砖层组成。

9.根据权利要求6所述的一种侧开孔式钛白粉生产用酸解锅，其特征在于：所述进气/水支管(4)和侧孔喷口(6)的内径为60～80mm，所述进气/水支管(4)上设置有截止阀(7)。

10.根据权利要求1所述的一种侧开孔式钛白粉生产用酸解锅，其特征在于：所述锅体(1)内设置有固相-液相二合一温度计。

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