CN2171592Y - 氯化法钛白高速气流喷粒除疤氧化反应器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种氯化法钛白高速气流喷粒
除疤氧化反应器，包括：炉头(1)、法兰(2)、管式炉身
(3)、喷枪(4)、(5)、(6)、(7)、喷盐装置(8)。其中，炉
头(1)设置有锥形预混器(12)、带有一定夹角的喷枪
(13)、(14)和加料管(15)、(16)。在炉头部分，采用二
次氧的加入技术，使TiCl4进口部分的疤层沉积减
弱。高速气流携带的固体粒子，具有很大的功能，沿
炉壁向下运动，从而除掉高温区的烧结疤和炉内的疤
层沉积。本实用新型的结构简单，便于操作，除疤效
果显著，产品质量得到保证。
Description
本实用新型涉及一种Ticl4气相氧化制取优质钛白领域中的一种快速化学反应器，尤其是氯化法钛白高速气流喷粒除疤氧化反应器。
Ticl4气相氧化反应中，固相产物TiO2极易沉积到反应器的壁表面，为了提高产品质量，实现连续稳定的大工业生产，及时清除反应器壁的疤层，是开发氯化法钛白技术的核心问题。国外有关Ticl4气相氧化反应器的除疤技术，形式各异、手段多样。美国杜邦公司早先的一个专利USP3284159采用冷氯气或惰性气体，在加压情况下，进入Ticl4气相氧化反应室，通过多孔壁在反应器内形成一层遮蔽气幕，以阻止TiO2颗粒在器壁上粘结。多孔壁反应器有一定的除疤效果，但多孔壁微孔的加工相当困难，更重要的是该方法对Ticl4喷口处的疤层无能为力。英国专利BP1208027介绍了一料膜除疤的方法，该方法所加的载气量相当大，相应的热损失亦大，有可能引起熄火，使生产中断，但该专利仍没有解决Ticl4喷口处结疤问题。采用强制性的除疤方法，即采用载气氧将预热的石英砂，在喷咀出口，以高速度连续喷入氧化反应器内，靠其对Ticl4环缝喷口及反应器壁的强烈冲刷作用，使疤层不能形成，然后用一系列的分离设备，将其分离出来，以循环使用。公开的专利有：USP3512219、3615202、BP171113、1092883、1049282、1069071、1170924、1111411。喷砂式反应器的除疤效果比较好，可以连续进行工业生产。但是，由于石英砂喷入量大，其消耗量亦大，因而引起过度的热损失。同时石英砂易对喷咀和反应器、管道金属材质造成磨损。在石英砂预热、喷吹与产品分离和循环利用等方面还需增加一系列额外的工艺设备。
Ticl4气相氧化是快速放热反应，炉内温度高达1300～1500℃初生的TiO2具有很大的粘性故在炉内壁极容易结疤，堵塞反应器，至使反应不能进行下去。
本实用新型的目的是提供一种结构简单，便于操作，除疤效果显著，产品质量得到保证，可以使生产过程连续进行的氯化法钛白高速气流喷粒除疤氧化反应器。
本实用新型具体的解决方案为：一种氯化法钛白高速气流喷粒除疤氧化反应器，其特征在于：
该反应器包括：炉头（1）、法兰（2）、管式炉身（3）、喷枪（4）、（5）、（6）、（7）、喷盐装置（8），其中，炉头（1）由上、下环室壁（9）、（10）、炉头外壳（11）、锥形预混器（12）、喷枪（13）、（14），加料管（15）、（16）所组成。下环室壁（10）为内有一园锥面的园盘。上环室壁（9）为上带有一阶梯圆台，内有一通孔，下带有一园锥面的圆柱。锥形预混器（12）为上带有一阶梯园台，内有一上小下大圆锥孔的圆柱。筒形炉头外壳（11）固定在下环室壁（10）上，锥形预混器（12）、上环室壁（9）依上、下次序设置在筒形炉头外壳（11）内，上环室壁（9）的阶梯圆台固定在炉头外壳（11）内壁上，锥形预混器（12）的园柱部分设置在上环室壁（9）的通孔内，锥形预混器（12）的阶梯圆台固定在炉头外壳（9）内壁上。炉头外壳（11）、锥形预混器（12）、上环室壁（9）之间形成喷粒通道（18）。炉头外壳（11）、上、下环室壁（9）、（10）之间形成环室（19），上、下环室壁（9）、（10）的两圆锥面之间形成喷口（20）。喷枪（13）、（14）设置在与环形室（17）相应的炉头外壳（11）上，加料管（15）、（16）设置在与环形室（19）相应的炉头外壳（11）上。法兰（2）固定在管式炉身（3）上。炉头（1）通过下环室壁（10）与法兰（2）相固定。喷枪（4）、（5）、（6）、（7）分别间隔的设置在管式炉身（3）上。喷盐装置（8）设置在管式炉身（3）上。喷盐装置（8）包括：依次相互连接的喷枪（21）、气动蝶阀（22）、带有均压进气管（23）的海盐料斗（24）、气动蝶阀（25）、海盐贮箱（26）。锥形预混器（12）的锥度为：7～45°。喷枪（4）、（5）、（6）、（7）、（13）、（14）、（21）与炉身截面的夹角为：5～30°。
本实用新型的工作原理为：
由通道（27）进入预混器（12）的高温氧与由进料管（15）、（16）进入环室（19）的Ticl4，通过喷口（20）喷入炉内，进行快速充分的搅匀并实现快速反应；由喷枪（13）、（14）进入环室（17）的二次氧，一方面冷却炉头，同时本身又被加热，使其热能得到充分利用，另一方面又减弱了Ticl4喷口（20）处附近的结疤。经过计量的人造疤料，以压缩空气为载气分别由炉头喷枪（13）、（14）和炉前部喷枪（4）、（5）高速喷入炉内，经过计量的海盐，以压缩空气为载气分别由炉中部的喷枪（6）、（7）高速喷入炉内。其中由炉头喷枪喷入的人造疤料，经环室（17）和通道（18）在轴向沿炉壁向下高速运动，由喷枪（4）、（5）、（6）、（7）喷入的固体粒子，沿炉壁向下运动具有很大的动能。上述喷枪与炉身截面的夹角为5～30°，它们最佳角度是7～15°，使喷扫面积连成一片，把Ticl4喷口及炉内的疤层打掉；反应器后部的喷盐装置由（21）、（22）、（23）、（24）、（25）、（26）部分组成，贮盐箱（26）的海盐在气动蝶阀的控制下进入海盐料斗（24），压缩空气通过均压管（23）进入（24），通过蝶阀（22）及喷枪（21）将海盐压入炉内，靠炉内主气流的动能使其具有一定速度，冲刷掉炉壁絮料疤层，喷枪（21）与炉身截面的夹为5～30°。
上述除疤周期是间断的，每隔15～60分钟每支枪喷粒一次，其喷射时间为0.1～0.2秒，其喷射粒量为5～10g，中间辅以喷气，每间隔5～10分钟喷一次压缩空气。
人造疤料选取优质钛白做成的，使其粒度具有一定的强度和硬度。人造疤料经打浆水浸后，短时间内都能恢复原来的粒度，可以和TiO2半成品一起进行后处理，成为钛白成品。海盐也很容易除去，对产品无污染。
例一：
氧气：温度：2000～3000K
Ticl4温度：450±50℃
加入量：120～140Kg／h
喷粒度：5～10克／次·支枪
喷射时间：0.1～0.2秒／次·支枪
周期：15～60分钟／次·支枪
喷气周期：5～10分钟／次·支枪
在上述条件下进行试验，除疤效果显著，炉内壁光滑，产品质量满足涂料钛白的要求。
例二：
Ticl4气相氧化装置，在额定负荷下，运行154小时48分钟，主动停车，解体检查，炉内壁光滑，指标优于美国K－M公司介绍的石英除疤法。
本实用新型 K－M公司石英砂除疤
固体颗粒 海盐 人造疤料 石 英 砂
循环量kg／T·TiO22.5 1.0 250
消耗量kg／T·TiO22.5 1.0 40
附加设备 无需增加附加设备 需增预热、分离设备
本实用新型由于在炉头部分采用了锥形预混器（12）和与炉身带有一定夹角的喷枪结构，加上采用二次氧的加入技术，使之充分利用了能量，又使Ticl4喷口处的结疤沉积减弱，高 速气流夹带适量的固体颗粒，其动能很大，可使喷扫面积连成一片，清除结疤效果极其显著。产品质量得到保证。同时本实用新型还具有结构简单，便于操作，成本低等优点。
图1为本实用新型的结构示意图。
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
一种氯化法钛白高速气流喷粒除疤氧化反应器，其特征在于：该反应器包括：炉头（1）、法兰（2）、管式炉身（3）、喷枪（4）、（5）、（6）、（7）、喷盐装置（8）。其中，炉头（1）由上、下环室壁（9）、（10）、炉头外壳（11）、锥形预混器（12）、喷枪（13）、（14）、加料管（15）、（16）所组成。下环室壁（10）为内有一园锥面的园盘；上环室壁（9）为上带有一阶梯圆台，内有一通孔，下带有一园锥面的圆柱，锥形预混器（12）为上带有一阶梯园台，内有一上小下大圆锥孔的圆柱。筒形炉头外壳（11）焊接在下环室壁（10）上，锥形预混器（12）、上环室壁（9）依上、下次序设置在筒形炉头外壳（11）内，上环室壁（9）的阶梯圆台焊接在炉头外壳（11）内壁上，锥形预混器（12）的园柱部分设置在环室壁（9）的通孔内，锥形预混器（12）的阶梯圆台焊接在炉头外壳（9）内壁上。炉头外壳（11）、锥形预混器（12）、上环室壁（9）之间形成环室（17）、锥形预混器（12）与上环室壁（9）之间形成喷粒通道（18），炉头外壳（11）、上、下环室壁（9）、（10）之间形成环室（19）、上、下环室壁（9）、（10）的两圆锥面之间形成喷口（20）。喷枪（13）、（14）焊接在与环形室（17）相应的炉头外壳（11）上，加料管（15）、（16）焊接在与环形室（19）相应的炉头外壳（11）上。法兰（2）固定在管式炉身（3）上。炉头（1）通过下环室壁（10）与法兰（2）通用螺钉固定，喷枪（4）、（5）、（6）、（7）分别间隔的焊接在管式炉身（3）上。喷盐装置（8）焊接在管式炉身（3）上。喷盐装置（8）包括：依次相互焊接的喷枪（21）、气动蝶阀（22）、带有均压进气管（23）的海盐料斗（24）、气动蝶阀（25）、海盐贮箱（26）。锥形预混器（2）的锥度为：30°喷枪（4）、（5）、（6）、（7）、（13）、（14）、（21）与炉身截面的夹角为：15°。冷却水进口为：28，冷却水出口为：29，反应生成物出口通道为：30。
Claims (3)
1、一种氯化法钛白高速气流喷粒除疤氧化反应器，其特征在于：该反应器包括：炉头(1)、法兰(2)、管式炉身(3)、喷枪(4)、(5)、(6)、(7)、喷盐装置(8)；其中，炉头(1)由上下环室壁(9)、(10)、炉头外壳(11)、锥形预混器(12)、喷枪(13)、(14)、加料管(15)、(16)所组成；下环室壁(10)为内有一园锥面的园盘；上环室壁(9)为上带有一阶梯圆台，内有一通孔，下带有一园锥面的圆柱；锥形预混器(12)为上带有一阶梯园台，内有一上小下大圆锥孔的圆柱；筒形炉头外壳(11)固定在下环室壁(10)上，锥形预混器(12)、上环室壁(9)依上、下次序设置在筒形炉头外壳(11)内壁上，锥形预混器(12)的园柱部分设置在上环室壁(9)的通孔内，锥形预混器(12)的阶梯圆台固定在炉头外壳(9)内壁上；炉头外壳(11)、锥形预混器(12)、上环室壁(9)之间形成环室(17)、锥形预混器(12)与上环室壁(9)之间形成喷粒通道(18)；炉头外壳(11)、上、下环室壁(9)、(10)之间形成环室(19)，上、下环室壁(9)、(10)的两圆锥面之间形成喷口(20)，喷枪(13)、(14)设置在与环形室(17)相应的炉头外壳(11)上，加料管(15)、(16)设置在与环形室(19)相应的炉头外壳(11)上；法兰(2)固定在管式炉身(3)上；炉头(1)通过下环室壁(10)与法兰(2)相固定；喷枪(4)、(5)、(6)、(7)分别间隔的设置在管式炉身(3)上；喷盐装置(8)设置在管式炉身(3)上。
2、根据权利要求1所述的氯化法钛白高速气流喷粒除疤氧化反应器，其特征在于：喷盐装置（8）包括：依次相互连接的喷枪（21）、气动蝶阀（22）、带有均压进气管（23）的海盐料斗（24）、气动蝶阀（25）、海盐贮箱（26）。
3、根据权利要求1所述的氯化法钛白高速气流喷粒除疤氧化反应器，其特征在于：锥形预混器（12）的锥度为7～45°；喷枪（4）、（5）、（6）、（7）、（13）、（14）、（21）与炉身截面的夹角为：5～30°
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN 93243693 CN2171592Y (zh) | 1993-11-19 | 1993-11-19 | 氯化法钛白高速气流喷粒除疤氧化反应器 |
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| CN 93243693 CN2171592Y (zh) | 1993-11-19 | 1993-11-19 | 氯化法钛白高速气流喷粒除疤氧化反应器 |
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| CN103723767A (zh) * | 2013-12-09 | 2014-04-16 | 云南新立有色金属有限公司 | 除疤砂的连续加料装置和氯化法钛白粉生产装置 |
| CN112275247A (zh) * | 2020-09-30 | 2021-01-29 | 河南佰利联新材料有限公司 | 一种燃烧环 |
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1993
- 1993-11-19 CN CN 93243693 patent/CN2171592Y/zh not_active Expired - Fee Related
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