CN214495755U - 一种氯化法钛白装置中的氯化炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及氯化法钛白装置的技术领域，具体为一种用于大、中型氯化法钛白装置中的氯化炉。包括氯化炉的圆柱形筒体，半球形封头的顶部设有气体出口，筒体的底部布设有耐火衬砖层，筒体的下端通过筛板布设有进风机构；筒体内腔从下至上依次包括对流段、过渡段和扩散段；且对流段的中下部开设有氯化炉的进料口；对流段对应的筒体内壁上布设有对流衬砖层，过渡段对应的筒体内壁上布设有过渡衬砖层，使得对流段、过渡段和扩散段对应的筒体内径依次变大，对流段对应的筒体内沿着轴向间隔2～3m均匀布设有钢板支撑环；当需要维修时可先将对应的检修砖拆除，再依次拆除相邻刚板支撑环之间的衬砖，方便对流段局部衬砖的检修和更换。
Description
技术领域
本实用新型涉及氯化法钛白装置的技术领域，具体为一种氯化法钛白装置中的氯化炉。
背景技术
沸腾氯化炉是氯化法钛白装置中原料高温氯化生产四氯化钛工艺过程的核心设备，是影响整个氯化法钛白装置能否平稳运行关键因素，其性能直接决定原料的转化率和整个装置的运行效率。在工业化氯化法钛白生产过程中，富钛料（TiO2）和石油焦（C）与氯气（Cl2）在1050高温的沸腾状态下完成反应，生成TiCl4和其他金属氯化物等反应气，经过除尘、冷凝得到粗四氯化钛半成品。
在如此苛刻工艺操作条件下，目前国内的沸腾氯化炉还有很多不足之处：
（1）在生产过程中，氯化炉内特别是对流段的高温、腐蚀和高磨蚀环境使氯化炉对流段内衬砖损耗严重，需要定期频繁维修更换。
（2）在生产过程中，沸腾状态的富钛料高钛渣和石油焦因不断反应和磨损使颗粒粒径逐渐变细，然后大量变细的颗粒会从炉顶被反应气体带出到除尘工序，导致原料利用率降低，同时大量颗粒进入除尘工序会增加系统结垢堵塞的风险。
（3）沸腾氯化炉底部筛板氯气分布管状态是设备长期稳定运行的关键，国内传统氯化炉在生产过程中，筛板和分布管容易被固体颗粒堵塞，从而影响氯化炉流化效果，严重时导致流化床死床，使整个系统需要停车检修。
（4）国内氯化炉内部衬砖多采用满衬，使氯化炉本体的制造周期很长，也增加设备衬砖难度。
（5）国内氯化炉固体原料进料口多设置在对流段上部，即采用稀相加料，但是由于原料中细颗粒比例不稳定，稀相加料会使原料中的细颗粒来不及反应直接被气体带出，造成原料利用率降低，增加除尘工序堵塞的风险。
因此需要改进相关技术和设备。
实用新型内容
针对上述问题及目前国内氯化法钛白装置在线氯化炉的不足，本实用新型提供一种氯化法钛白装置中的氯化炉，通过优化设计一种结构更合理的氯化炉，并更适用于大、中型氯化法钛白粉生产线，使得设备产能大，单台设备产能达到年产6－10万吨规模能力，操作稳定性好、方便设备维修，具体技术方案如下：
一种氯化法钛白装置中的氯化炉，包括氯化炉的圆柱形筒体，筒体的上端盖设有碳钢的半球形封头11，半球形封头11的顶部设有气体出口12，筒体的底部布设有耐火衬砖层，筒体的下端通过筛板13布设有进风机构；
所述筒体内腔从下至上依次包括对流段21、过渡段22和扩散段23；且对流段21的中下部开设有氯化炉的进料口14；
所述对流段21对应的筒体内壁上布设有对流衬砖层，所述过渡段22对应的筒体内壁上布设有过渡衬砖层，使得对流段21、过渡段22和扩散段23对应的筒体内径依次变大，且对流段21的上端口为喇叭口，喇叭口的倾角为20~50º；
所述对流衬砖层包括由外至内的两层以上的衬砖，所述过渡衬砖层包括由外至内的一层以上的衬砖，所述耐火衬砖层包括砖由下至上的两层以上的衬砌；
所述对流段21对应的筒体内沿着轴向间隔2～3m均匀布设有钢板支撑环25；
每个所述刚板支撑环25和所述筒体同轴且水平布置，刚板支撑环25的外缘和对应的筒体内壁固定，刚板支撑环25的环宽为对流衬砖层壁厚的1/2～2/3；
对应着每个所述刚板支撑环25内缘均设有由检修砖26围成环形的检修段，每个检修段对应位于对流衬砖层的内层，且每块检修砖26上端对应的衬砖为倒立的L形砖27，L形砖27的下端搭接在对应的刚板支撑环25上，L形砖27的内直角边搭接在检修砖26的上部外缘。
进一步，所述对流衬砖层包括分层错缝布置的三层衬砖，过渡衬砖层包括一层衬砖，所述对流段21的上端口采用异形衬砖布置，使得上端口呈30°倾角的喇叭口状。
进一步，每个所述检修砖段的上端铺设有厚度为1-3cm的浇注料层，方便检修砖26的拆除，每个所述刚板支撑环25的下端铺设有厚度为1-3cm的浇注料层，使得刚板支撑环25和对应的衬砖固定连接。
进一步，所述进风机构包括进气管31和分风管32，且进风管31的一端为进气口33，另一端封闭；
所述筛板13布设在所述筒体的底端，筛板13上均匀开设管孔，管孔和分风管32一一对应，每个分风管32通过可拆卸法兰34和所述进气管31连通，每个所述分风管32的一端穿过所述筒体的底部和所述对流段21贯通，另一端为吹扫管口。
进一步，每根所述分风管32对应位于对流段21的一端口上罩设有拱形风帽35。
本实用新型的有益技术效果如下：
（1）本实用新型的氯化炉，氯化炉的筒体内腔从下至上依次包括对流段、过渡段和扩散段，对流段对应的筒体内壁上布设有对流衬砖层，过渡段对应的筒体内壁上布设有过渡衬砖层，使得对流段、过渡段和扩散段对应的筒体内径依次变大，且对流段的上端口为喇叭口，喇叭口的倾角为20~50º；对流段、过渡段和扩散段对应的筒体内径依次变大使得气体速度有效降低，减小氯化炉内细小原料颗粒被带出的比例，使得氯化法钛白工艺中粗四氯化钛固含量小于5%，有效改善后续除尘工序和冷凝工序生产中经常堵塞的情况；
同时在最容易损坏的对流段均匀设置托砖支撑圈，方便衬砖的更换和维修，避免氯化炉局部衬砖磨蚀损坏导致的整体更换衬砖的麻烦，把氯化炉衬砖更换时间由2-3个月缩短到1个月，大大降低维修周期，节约维护成本。
（2）本实用新型氯化炉的筒体下端通过筛板布设有进风机构，进风机构包括进气管和分风管，每个分风管通过可拆卸法兰和所述进气管连通，每个分风管的一端穿过筒体的底部和对流段贯通，另一端为吹扫管口，且每根分风管对应位于对流段的一端口上罩设有拱形风帽；
其中可拆卸法兰可方便分风管的检修，拱形风帽35可防止氯化炉内物料落入分风管造成堵塞，吹扫管口用于分风管清堵和检修，使得进风机构长期稳定运行，可提高整个氯化法钛白装置可靠性和生产效率。
附图说明
图1为本实用新型氯化炉的结构示意图。
图2为本实用新型氯化炉的局部方大图。
图3为本实用新型进风机构的局部方大图。
其中：11半球形封头、12气体出口、13筛板、21对流段、22过渡段、23扩散段、14进料口、25刚板支撑环、26检修砖、27L形砖、31进气管、32分风管、33进气口、34可拆卸法兰、35拱形风帽。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例1
见图1，满足6万吨/年氯化法钛白粉装置能力要求的氯化炉，氯化炉本体为碳钢材质，且包括圆柱形筒体，筒体的上端盖设有碳钢的半球形封头11，半球形封头11的顶部设有气体出口12，筒体的底部布设有耐火衬砖层，筒体的下端通过筛板13布设有进风机构；
所述筒体内腔从下至上依次包括对流段21、过渡段22和扩散段23；且对流段21的中下部开设有氯化炉的进料口14；对流段21的内径为4200-4300mm。
所述对流段21对应的筒体内壁上布设有对流衬砖层，所述过渡段22对应的筒体内壁上布设有过渡衬砖层，使得对流段21、过渡段22和扩散段23对应的筒体内径依次变大，且对流段21的上端口为喇叭口，喇叭口的倾角为30º；
所述对流衬砖层包括由外至内的两层以上的衬砖，所述过渡衬砖层包括由外至内的一层以上的衬砖，所述耐火衬砖层包括砖由下至上的两层以上的衬砌；
见图2，所述对流段21对应的筒体内沿着轴向间隔2～3m均匀布设有钢板支撑环25；
每个所述刚板支撑环25和所述筒体同轴且水平布置，刚板支撑环25的外缘和对应的筒体内壁固定，刚板支撑环25的环宽为对流衬砖层壁厚的1/2～2/3；
对应着每个所述刚板支撑环25内缘均设有由检修砖26围成环形的检修段，每个检修段对应位于对流衬砖层的内层，且每块检修砖26上端对应的衬砖为倒立的L形砖27，L形砖27的下端搭接在对应的刚板支撑环25上，L形砖27的内直角边搭接在检修砖26的上部外缘；
当需要维修时可先将对应的检修砖26拆除，再依次拆除相邻刚板支撑环25之间的衬砖。
所述对流衬砖层包括分层错缝布置的三层衬砖，过渡衬砖层包括一层衬砖，所述对流段21的上端口采用异形衬砖布置，使得上端口呈30°倾角的喇叭口状。
每个所述检修砖段的上端铺设有厚度为2cm的浇注料层，方便检修砖26的拆除，每个所述刚板支撑环25的下端铺设有厚度为2cm的浇注料层，使得刚板支撑环25和对应的衬砖固定连接。
见图3，所述进风机构包括进气管31和分风管32，且进风管31的一端为进气口33，另一端封闭；
所述筛板13布设在所述筒体的底端，筛板13上均匀开设管孔，管孔和分风管32一一对应，每个分风管32通过可拆卸法兰34和所述进气管31连通，每个所述分风管32的一端穿过所述筒体的底部和所述对流段21贯通，另一端为吹扫管口。
每根所述分风管32对应位于对流段21的一端口上罩设有拱形风帽35。
工作时，来自上游氧化工段的返回氯气和补充的新鲜氯气从进气口33经分风管32进入氯化炉的对流段21内，来自上游原料准备工段的富钛料和石油焦按比例混合后，经过加料装置从进料口14进入氯化炉的对流段21，炉内物料在对流段21经过高速的反应气体进行流化反应，大部分固体物料经过过渡段22降速后重新回到对流段21，因此整个反应在对流段21和过渡段22形成一个动态循环，反应温度约1050℃，压力约1-2bar，反应生成的气体夹带大量粉尘，经过扩大段对细小颗粒进行二次拦截，最后超细颗粒和反应气体经过出口进入后续除尘工序。
实施例2
见图1，满足10万吨/年氯化法钛白粉装置能力要求的氯化炉，氯化炉本体为碳钢材质，且包括圆柱形筒体，筒体的上端盖设有碳钢的半球形封头11，半球形封头11的顶部设有气体出口12，筒体的底部布设有耐火衬砖层，筒体的下端通过筛板13布设有进风机构；
所述筒体内腔从下至上依次包括对流段21、过渡段22和扩散段23；且对流段21的中下部开设有氯化炉的进料口14；对流段21的内径为5200-5300mm。
所述对流段21对应的筒体内壁上布设有对流衬砖层，所述过渡段22对应的筒体内壁上布设有过渡衬砖层，使得对流段21、过渡段22和扩散段23对应的筒体内径依次变大，且对流段21的上端口为喇叭口，喇叭口的倾角为30º；
所述对流衬砖层包括由外至内的两层以上的衬砖，所述过渡衬砖层包括由外至内的一层以上的衬砖，所述耐火衬砖层包括砖由下至上的两层以上的衬砌；
见图2，所述对流段21对应的筒体内沿着轴向间隔2～3m均匀布设有钢板支撑环25；
每个所述刚板支撑环25和所述筒体同轴且水平布置，刚板支撑环25的外缘和对应的筒体内壁固定，刚板支撑环25的环宽为对流衬砖层壁厚的1/2～2/3；
对应着每个所述刚板支撑环25内缘均设有由检修砖26围成环形的检修段，每个检修段对应位于对流衬砖层的内层，且每块检修砖26上端对应的衬砖为倒立的L形砖27，L形砖27的下端搭接在对应的刚板支撑环25上，L形砖27的内直角边搭接在检修砖26的上部外缘；
当需要维修时可先将对应的检修砖26拆除，再依次拆除相邻刚板支撑环25之间的衬砖。
所述对流衬砖层包括分层错缝布置的三层衬砖，过渡衬砖层包括一层衬砖，所述对流段21的上端口采用异形砖布置，使得上端口呈30°倾角的喇叭口状。
每个所述检修砖段的上端铺设有厚度为2cm的浇注料层，方便检修砖26的拆除，每个所述刚板支撑环25的下端铺设有厚度为2cm的浇注料层，使得刚板支撑环25和对应的衬砖固定连接。
见图3，所述进风机构包括进气管31和分风管32，且进风管31的一端为进气口33，另一端封闭；
所述筛板13布设在所述筒体的底端，筛板13上均匀开设管孔，管孔和分风管32一一对应，每个分风管32通过可拆卸法兰34和所述进气管31连通，每个所述分风管32的一端穿过所述筒体的底部和所述对流段21贯通，另一端为吹扫管口。
每根所述分风管32对应位于对流段21的一端口上罩设有拱形风帽35。
工作时，来自上游氧化工段的返回氯气和补充的新鲜氯气从进气口33经分风管32进入氯化炉的对流段21内，来自上游原料准备工段的富钛料和石油焦按比例混合后，经过加料装置从进料口14进入氯化炉的对流段21，炉内物料在对流段21经过高速的反应气体进行流化反应，大部分固体物料经过过渡段22降速后重新回到对流段21，因此整个反应在对流段21和过渡段22形成一个动态循环，反应温度约1050℃，压力约1-2bar，反应生成的气体夹带大量粉尘，经过扩大段对细小颗粒进行二次拦截，最后超细颗粒和反应气体经过出口进入后续除尘工序。
因此本实用新型的氯化炉首先是合理提高对流段21流化速度，提高流化反应强度，并采用刚板支撑环25用以方便对流段21局部衬砖的检修和更换；
同时本实用新型氯化炉的筒体下端通过筛板布设有进风机构，进风机构包括进气管31和分风管32，每个分风管32通过可拆卸法兰34和所述进气管31连通，每个分风管32的一端穿过筒体的底部和对流段贯通，另一端为吹扫管口，且每根分风管32对应位于对流段21的一端口上罩设有拱形风帽35；其中可拆卸法兰34可方便分风管32的检修，拱形风帽35可防止氯化炉内物料落入分风管32造成堵塞，吹扫管口用于分风管32清堵和检修，使得进风机构长期稳定运行，可提高整个氯化法钛白装置可靠性和生产效率。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种氯化法钛白装置中的氯化炉，包括氯化炉的圆柱形筒体，筒体的上端盖设有碳钢的半球形封头（11），半球形封头（11）的顶部设有气体出口（12），筒体的底部布设有耐火衬砖层，筒体的下端通过筛板（13）布设有进风机构；
其特征在于：所述筒体内腔从下至上依次包括对流段（21）、过渡段（22）和扩散段（23）；且对流段（21）的中下部开设有氯化炉的进料口（14）；
所述对流段（21）对应的筒体内壁上布设有对流衬砖层，所述过渡段（22）对应的筒体内壁上布设有过渡衬砖层，使得对流段（21）、过渡段（22）和扩散段（23）对应的筒体内径依次变大，且对流段（21）的上端口为喇叭口，喇叭口的倾角为20~50º；
所述对流衬砖层包括由外至内的两层以上的衬砖，所述过渡衬砖层包括由外至内的一层以上的衬砖，所述耐火衬砖层包括由下至上的两层以上的衬砌；
所述对流段（21）对应的筒体内沿着轴向间隔2～3m均匀布设有钢板支撑环（25）；
每个所述钢板支撑环（25）和所述筒体同轴且水平布置，钢板支撑环（25）的外缘和对应的筒体内壁固定，钢板支撑环（25）的环宽为对流衬砖层壁厚的1/2～2/3；
对应着每个所述钢板支撑环（25）内缘均设有由检修砖（26）围成环形的检修段，每个检修段对应位于对流衬砖层的内层，且每块检修砖（26）上端对应的衬砖为倒立的L形砖（27），L形砖（27）的下端搭接在对应的钢板支撑环（25）上，L形砖（27）的内直角边搭接在检修砖（26）的上部外缘。
2.根据权利要求1所述一种氯化法钛白装置中的氯化炉，其特征在于：所述对流衬砖层包括分层错缝布置的三层衬砖，过渡衬砖层包括一层衬砖，所述对流段（21）的上端口采用异形衬砖布置，使得上端口呈30°倾角的喇叭口状。
3.根据权利要求1所述一种氯化法钛白装置中的氯化炉，其特征在于：每个所述检修段的上端铺设有厚度为1-3cm的浇注料层，方便检修砖（26）的拆除，每个所述钢板支撑环（25）的下端铺设有厚度为1-3cm的浇注料层，使得钢板支撑环（25）和对应的衬砖固定连接。
4.根据权利要求1所述一种氯化法钛白装置中的氯化炉，其特征在于：所述进风机构包括进气管（31）和分风管（32），且进气管（31）的一端为进气口（33），另一端封闭；
所述筛板（13）布设在所述筒体的底端，筛板（13）上均匀开设管孔，管孔和分风管（32）一一对应，每个分风管（32）通过可拆卸法兰（34）和所述进气管（31）连通，每个所述分风管（32）的一端穿过所述筒体的底部和所述对流段（21）贯通，另一端为吹扫管口。
5.根据权利要求4所述一种氯化法钛白装置中的氯化炉，其特征在于：每根所述分风管（32）对应位于对流段（21）的一端口上罩设有拱形风帽（35）。
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| CN202120095312.0U CN214495755U (zh) | 2021-01-14 | 2021-01-14 | 一种氯化法钛白装置中的氯化炉 |
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2021
- 2021-01-14 CN CN202120095312.0U patent/CN214495755U/zh not_active Withdrawn - After Issue
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| CN112499671B (zh) * | 2021-01-14 | 2024-04-16 | 东华工程科技股份有限公司 | 一种氯化法钛白装置中的氯化炉 |
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