一种无筛板沸腾氯化炉的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种具有上排渣和侧排渣功能的一种无筛板沸腾氯化炉，由不同直径的上、下圆柱形筒体和上、下蝶形封头构成钢结构罐体。底部是氯气进气室、中部为物料沸腾段、上部为气固分离段。氯气进气室和沸腾段内衬耐火砖，气固分离段内表面涂刷复合陶瓷耐高温防腐涂料防止高温氯气腐蚀。出气口设在上封头中心位置，细颗粒渣随氯化反应后气流从出气口排出，氯气进气室上部侧壁设侧排渣口，间断排除粗颗粒渣。氯气进气室设有二层特殊设计的氯气进气管，每个进气管口设吹堵接头，进气管插入耐火砖层进入炉腔，防止氯气和吹堵气流对耐火砖层的冲刷。
【专利说明】一种无筛板沸腾氯化炉
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及氯化炉领域，具体为一种无筛板沸腾氯化炉。
【背景技术】
[0002]沸腾氯化炉是四氯化钛制备工艺的主体设备，属于流化床反应器，质量传递和热量传递效果好，产能高，且设备易于大型化。目前国内外采用的沸腾氯化炉分有筛板和无筛板两大类。有筛板沸腾氯化炉底部安装有氯气分布板(筛板)，氯气分布板上有上百甚至数百个通氯孔，结构复杂，制造加工工艺要求高。而且筛板孔眼容易被从流化床层中落下的固体颗粒堵塞，严重时造成死床，导致氯化不能进行。无筛板沸腾氯化炉是在氯化炉底部侧壁上设若干个氯气进气管代替氯气分布板，由于氯气进气管在侧壁上，不易被固体物料堵塞，有效延长了氯化炉的生产周期。
[0003]目前使用的无筛板沸腾氯化炉通常采用底排渣或上排渣方式。底排渣方式是在氯化炉的底部设有排渣口，间断排渣，排渣时不可避免有氯气和四氯化钛夹带，污染环境。上排渣氯化炉是将反应残渣随反应产物气流从炉顶带出，不设专门的排渣装置，操作简便，减少环境污染。但对钛原料的要求高，只适合于钙、镁含量极低的天然金红石和优质人造金红石原料。由于国内钛原料中CaO、MgO含量相对较高，氯化反应生成的CaCl2、MgCl2在氯化炉操作温度范围内为液态，会使沸腾床层中的粉状物料相互粘结成大颗粒或形成团块，不能随反应产物气流带出，严重时将破坏上排渣氯化炉的正常生产。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是提供一种无筛板沸腾氯化炉，以解决现有技术存在的问题。
[0005]为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为:
[0006]一种无筛板沸腾氯化炉，其特征在于:包括上、下筒体，下筒体通过中空的锥形部连通在上筒体底部，所述上筒体顶部安装有具有内腔的上封头，下筒体底部安装有具有内腔的下封头，其中下封头内腔、下筒体内腔构成氯气进气室，锥形部内腔、上筒体内腔中下部构成物料沸腾段，上封头内腔、上筒体内腔上部构成气固分离段，所述氯气进气室内衬耐火砖，氯气进气室外套有水冷夹套，氯气进气室的下筒体侧壁设置有与氯气进气室连通的氯气进气口，氯气进气室的下筒体侧壁上部还设置有与氯气进气室连通的侧排渣口，所述沸腾段内衬耐火砖，沸腾段的上筒体侧壁中下部设置有与沸腾段连通的进料口，沸腾段的上筒体侧壁下部还设置有接水槽，所述水冷夹套顶部与接水槽连通，所述气固分离段的上封头顶部设置有与气固分离段连通的出气口，气固分离段的上封头顶部还设置有环形水槽。
[0007]所述的一种无筛板沸腾氯化炉，其特征在于:所述氯气进气室的下封头底部中心开有开孔，开孔中设置有密封塞。
[0008]所述的一种无筛板沸腾氯化炉，其特征在于:所述氯气进气室的下筒体侧壁上设置有多层氯气进气口组，每层氯气进气口组由多个环向均布在下筒体侧壁上的氯气进气口构成。
[0009]所述的一种无筛板沸腾氯化炉，其特征在于:氯气进气口中插入有镍铬合金管，镍铬合金管通过共中心轴的管路与一个三通的一个接口连通，三通另一个与镍铬合金管共中心轴的接口通过亦共中心轴的管路依次连通有吹扫阀、吹堵接头，三通第三个接口连通有弯头，且弯头上安装有氯气阀。
[0010]所述的一种无筛板沸腾氯化炉，其特征在于:所述氯气进气室的下筒体侧壁上部根据氯化炉直径不同设置有多个侧排渣口。
[0011]所述的一种无筛板沸腾氯化炉，其特征在于:所述气固分离段内壁涂敷有复合陶瓷耐高温防腐涂层。
[0012]所述的一种无筛板沸腾氯化炉，其特征在于:所述气固分离段的上封头顶部设置有多层同心的环形水槽。
[0013]所述的一种无筛板沸腾氯化炉，其特征在于:所述气固分离段的上封头顶部设置有与气固分离段连通的取样口，所述出气口设置在气固分离段的上封头顶部中心。
[0014]所述的一种无筛板沸腾氯化炉，其特征在于:所述气固分离段的上筒体侧壁上设置有分别与气固分离段连通的测压口、测温口。
[0015]本实用新型提供了一种具有上排渣和侧排渣功能的新型无筛板沸腾氯化炉。具体地说，在氯化炉的炉体侧壁增加侧排渣口，使沸腾氯化炉具有上排渣和侧排渣双重排渣功能，保持了上排渣炉的优点，克服了上排渣氯化炉对钛原料的苛刻要求，扩大了沸腾氯化的原料适用范围，有效延长了氯化炉连续运行时间。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型结构示意图。
[0017]图2为本实用新型中氯气进气口中镍铬合金管部分结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]如图1、图2所示。一种无筛板沸腾氯化炉，包括上、下筒体8、2，下筒体2通过中空的锥形部连通在上筒体8底部，上筒体8顶部安装有具有内腔的上封头10，下筒体2底部安装有具有内腔的下封头1，其中下封头I内腔、下筒体2内腔构成氯气进气室4，锥形部内腔、上筒体8内腔中下部构成物料沸腾段6，上封头10内腔、上筒体8内腔上部构成气固分离段7，氯气进气室4内衬耐火砖21，氯气进气室4外套有水冷夹套18，氯气进气室4的下筒体2侧壁设置有与氯气进气室4连通的氯气进气口 3，氯气进气室4的下筒体2侧壁上部还设置有与氯气进气室4连通的侧排渣口 17，沸腾段6内衬耐火砖，沸腾段6的上筒体8侧壁中下部设置有与沸腾段6连通的进料口 5，沸腾段6的上筒体8侧壁下部还设置有底部带冷却水出口 16的接水槽15，水冷夹套18顶部与接水槽15连通，气固分离段7的上封头10顶部设置有与气固分离段7连通的出气口 12，气固分离段7的上封头10顶部还设置有环形水槽13。
[0019]氯气进气室4的下封头I底部中心开有开孔，开孔中设置有密封塞20。
[0020]氯气进气室4的下筒体2侧壁上设置有多层氯气进气口组，每层氯气进气口组由多个环向均布在下筒体2侧壁上的氯气进气口 3构成。[0021]氯气进气口 3中插入有镍铬合金管25，镍铬合金管25通过共中心轴的管路与一个三通24的一个接口连通，三通24另一个与镍铬合金管25共中心轴的接口通过亦共中心轴的管路依次连通有吹扫阀23、吹堵接头22，三通24第三个接口连通有弯头26，且弯头26上安装有氯气阀27。
[0022]氯气进气室4的下筒体2侧壁上部根据氯化炉直径不同设置有多个侧排渣口 17。
[0023]气固分离段7内壁涂敷有复合陶瓷耐高温防腐涂层。
[0024]气固分离段7的上封头10顶部设置有多层同心的环形水槽13。
[0025]气固分离段7的上封头10顶部设置有与气固分离段7连通的取样口 11，出气口12设置在气固分离段7的上封头10顶部中心。
[0026]气固分离段7的上筒体8侧壁上设置有分别与气固分离段7连通的测压口 9、测温口 14。
[0027]氯化炉炉体外形为上下不同直径的圆柱形钢体结构，由下封头1、圆柱形筒体2和
8、上封头10构成，全部采用焊接结构。内部空间分三个功能区:底部为氯气进气室4、中部为物料沸腾段6、上部为气固分离段7。沸腾段6的内径是氯气进气室4内径的1.4倍。沸腾段与氯气进气室通过锥形段连接。
[0028]底部是氯气进气室4，由下封头I和下筒体2构成，内衬耐火砖21，耐火砖采用高铝砖。外壁有水冷夹套18，与沸腾段底部的接水槽15连通。氯气进气室4侧壁设有2层氯气进气管3，每层环向均布6?12个进气管口，本实施例为每层12个进气管口，使氯气均匀进入氯气室。在氯气进气室4的上部设侧排渣口 17，侧排渣口的数量视氯化炉的直径而定，本实施例设2个侧排渣口。氯气进气室4底部设有密封塞20，由法兰盖和耐火砖构成，法兰盖与焊接于下封头I上的法兰用螺栓固定。该密封塞20兼有检修口功能，只有当氯化炉大检修时，如更换耐火砖时才开启该密封塞。
[0029]中部是物料沸腾段6，内衬耐火砖21，耐火砖采用高铝砖。沸腾段的底部缩口后与氯气进气室4连接，沸腾段的中下部侧壁设进料口 5，本实施例氯化炉设二个进料口，分别接二根进料管，一开一备，以保障氯化炉的长周期运行。
[0030]上部是气固分离段7，由上筒体8的上部与上封头10构成。内表面涂刷复合陶瓷耐高温防腐涂料，防止高温氯气对钢制筒体的腐蚀。上封头10设有出气口 12和取样口 11，筒体侧壁上设有测压口 9和测温口 14。从沸腾段6上升的气相产物夹带着部分固体颗粒在此继续反应，其中粒径较大的颗粒沉降回到沸腾段，细颗粒渣随气流从上封头10顶部中心的出气口 12排出。
[0031]上封头10顶面设有3?5层环形水槽13，冷却水从环形水槽13溢流，沿氯化炉外壁进入接水槽15。氯化炉底部的氯气进气室外设有水冷夹套18，冷却水从夹套进水口 19进入夹套内，向上流至接水槽15，使整个氯化炉体浸在水浴中得到冷却，水冷夹套18与接水槽15连通，两股冷却水均从接水槽冷却水出口 16排走。
[0032]氯气进气管和吹堵接头结构见附图2:每个氯气进气管与环形总管连接，氯气经氯气阀27、弯头26、三通24、镍铬合金管25进入氯化炉内。每个进气管口设吹堵接头22和吹扫阀23。当切换氯气前，首先吹堵接头22接上高压吹扫气体，关闭氯气阀27，开启吹扫阀23，对插入氯化炉内的镍铬合金管25进行吹扫排堵。吹扫气体采用压缩空气或氮气。由于吹堵接头22、吹扫阀23与插入炉内的镍铬合金管25成一直线，必要时可以用钢钎疏通排堵。
[0033]本实用新型由不同直径的上、下园柱形筒体和上、下蝶形封头构成钢结构罐体。内部空间分三个功能区:底部为氯气进气室、中部为物料沸腾段、上部为气固分离段。氯气进气室和物料沸腾段内衬耐火砖，气固分离段内表面涂刷复合陶瓷耐高温防腐涂料，防止高温氯气和其它腐蚀性介质对碳钢壳体的腐蚀以及有效降低固体颗粒对碳钢表面的磨蚀。
[0034]底部的氯气进气室侧壁设有2层、每层6?12个氯气进气管，2层氯气进气管交替工作。具体地，每个进气管口设吹堵接头，可用高压气体吹扫排堵，吹堵接头与炉内插管成直线，必要时可开启吹扫阀用钢钎疏通。每个进气管口内插入镍基合金管，穿过耐火砖层进入炉腔，防止氯气冲刷和高压气体吹堵时损伤耐火砖层。
[0035]进料口设在物料沸腾段的中下部位置，使加入氯化炉的富钛料即刻融入沸腾床层，迅速被加热并与氯气发生反应。氯气进气室的上部侧壁设排渣口，并位于进料口的对面。随氯化反应的进行，富钛料中不易起反应的杂质(如SiO2)在床层中逐步累积，反应产生的液态CaCl2、MgCl2也将在床层中积聚，使床层中的粉状物料带有粘性，部分固体残渣裹挟未反应的富钛料粘结长大成粗颗粒渣，并向下沉降，当排渣阀开启时，粗颗粒渣借助炉内压力进入排渣口排出氯化炉，改善了沸腾床层的物料组成，有利于氯化炉的长周期稳定运行。
[0036]氯化炉的上部是气固分离段，由圆柱形筒体和上封头构成，炉顶中心设反应产物出气口。气固分离段未衬耐火砖，其内径比沸腾段大，使反应生成气体在上升过程中夹带的固体颗粒得到分离，未反应完全的颗粒回到沸腾区继续反应，仅有反应较完全的细颗粒残渣随气流上升到炉顶从反应产物出气口排出炉外。
[0037]本实用新型氯化炉外壁设有水冷系统，用于移走部分反应热，降低整个炉体壁温，对氯化炉体起到保护作用。上封头顶部外壁设环形水槽，沸腾段底部外壁设接水槽，接水槽以下的氯气进气室以及整个下封头外壁设水冷夹套。从上封头环形水槽溢流下来的冷却水进入接水槽，从底部夹套进水口进入的冷却水沿夹套上升至接水槽，从接水槽出水口排走，使整个氯化炉体浸在水浴中得到冷却。
【权利要求】
1.一种无筛板沸腾氯化炉，其特征在于:包括上、下筒体，下筒体通过中空的锥形部连通在上筒体底部，所述上筒体顶部安装有具有内腔的上封头，下筒体底部安装有具有内腔的下封头，其中下封头内腔、下筒体内腔构成氯气进气室，锥形部内腔、上筒体内腔中下部构成物料沸腾段，上封头内腔、上筒体内腔上部构成气固分离段，所述氯气进气室内衬耐火砖，氯气进气室外套有水冷夹套，氯气进气室的下筒体侧壁设置有与氯气进气室连通的氯气进气口，氯气进气室的下筒体侧壁上部还设置有与氯气进气室连通的侧排渣口，所述沸腾段内衬耐火砖，沸腾段的上筒体侧壁中下部设置有与沸腾段连通的进料口，沸腾段的上筒体侧壁下部还设置有接水槽，所述水冷夹套顶部与接水槽连通，所述气固分离段的上封头顶部设置有与气固分离段连通的出气口，气固分离段的上封头顶部还设置有环形水槽。
2.根据权利要求1所述的一种无筛板沸腾氯化炉，其特征在于:所述氯气进气室的下封头底部中心开有开孔，开孔中设置有密封塞。
3.根据权利要求1所述的一种无筛板沸腾氯化炉，其特征在于:所述氯气进气室的下筒体侧壁上设置有多层氯气进气口组，每层氯气进气口组由多个环向均布在下筒体侧壁上的氯气进气口构成。
4.根据权利要求1所述的一种无筛板沸腾氯化炉，其特征在于:氯气进气口中插入有镍铬合金管，镍铬合金管通过共中心轴的管路与一个三通的一个接口连通，三通另一个与镍铬合金管共中心轴的接口通过亦共中心轴的管路依次连通有吹扫阀、吹堵接头，三通第三个接口连通有弯头，且弯头上安装有氯气阀。
5.根据权利要求1所述的一种无筛板沸腾氯化炉，其特征在于:所述氯气进气室的下筒体侧壁上部根据氯化炉直径不同设置有多个侧排渣口。
6.根据权利要求1所述的一种无筛板沸腾氯化炉，其特征在于:所述气固分离段内壁涂敷有复合陶瓷耐高温防腐涂层。
7.根据权利要求1所述的一种无筛板沸腾氯化炉，其特征在于:所述气固分离段的上封头顶部设置有多层同心的环形水槽。
8.根据权利要求1所述的一种无筛板沸腾氯化炉，其特征在于:所述气固分离段的上封头顶部设置有与气固分离段连通的取样口，所述出气口设置在气固分离段的上封头顶部中心。
9.根据权利要求1所述的一种无筛板沸腾氯化炉，其特征在于:所述气固分离段的上筒体侧壁上设置有分别与气固分离段连通的测压口、测温口。
【文档编号】C01G23/02GK203392876SQ201320452110
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年7月26日 优先权日:2013年7月26日
【发明者】徐兴荣, 蔡林清, 解为清, 吴震坤, 孙洪涛, 杨国强, 刘泳, 刘海涛 申请人:东华工程科技股份有限公司