细粒级钛原料沸腾氯化炉二次氯气加注装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及制备四氯化钛的沸腾炉，特别涉及利用细粒级钛原料制备四氯化钛的沸腾氯化炉二次氯气加注装置，属于四氯化钛制备技术领域。
[0002]
【背景技术】
[0003]细粒级钛原料沸腾氯化是将选别、加工去杂质后的细粒级富钛原料与石油焦的混合料在氯气作用下处于沸腾流化状态进行氯化反应制备四氯化钛的方法。由于钛原料颗粒细小，采用传统的沸腾氯化工艺和装备，势必导致这种细粒级钛原料大量逸出，技术经济性指标变差等冋题。
[0004]专利CN103818951B公布了一种使细粒级富钛料分散悬浮在具有强烈剪切作用的氯气流中，在沸腾炉上部扩大分离区域壁面圆周上设置切向加注二次氯气的小孔，强制气固分离，达到减少未反应完全的细颗粒逸出，提高沸腾氯化炉的效率的目的。但由于小孔分布设置比较复杂，加工精准度难以保证，同时存在分散不连续性，影响二次强旋分离的实际运行效果。
[0005]
【发明内容】
[0006]针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种细粒级钛原料沸腾氯化炉的二次氯气加注装置，实现强化沸腾炉上部气固的旋转剪切相互作用、离心分离效果，减少未反应完全的细粒级料逸出；同时，提高氯化反应效率、打(:14的产出率和平衡沸腾氯化炉顶部气态打(:14的温度。
[0007]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:
细粒级钛原料沸腾氯化炉的二次氯气加注装置，包括反应器主段、炉顶、旋风分离器和上升管，炉顶两端进出口分别接反应器主段上端和旋风分离器上端以形成倒U型结构，上升管下端伸于旋风分离器内，在旋风分离器下端设有循环返料腿，用于将固体粉料返回沸腾氯化炉反应器内；其特征在于:在炉顶、反应器主段上端和旋风分离器形成的倒U型结构外套设有封闭的倒U型管壳，倒U型结构和倒U型管壳之间形成二次氯气加注通道，上升管上端从倒U型管壳上表面穿出，循环返料腿从倒U型管壳下表面穿出；在倒U型管壳套装旋风分离器所在段下端设有切向进气的二次氯气导入口，在反应器主段上部沿周向均匀设有若干条轴向的二次氯气加注口，二次氯气加注口与反应器主段相切。
[0008]进一步地，反应器主段上端和炉顶之间通过二次氯气加注段连接，二次氯气加注口设于二次氯气加注段上且为2-4道切向细缝；所述二次氯气加注段为圆筒形，其内径与反应器主段相同。
[0009]进一步地，所述的二次氯气加注口的宽度为I?2mm，高度为200?300mm。
[0010]进一步地，所述的倒U型管壳的内壁与倒U型结构的外壁之间的距离为5?20mm。
[0011]与现有的技术相比，本发明具有如下有益效果:
1、本发明提到的二次氯气加注入口处为2?4条竖直方向且与二次氯气加注段内壁相切的细缝，二次氯气加注入口细缝在二次氯气加注段沿周向均匀分布。这种二次氯气加注入口方式的优点在于在二次氯气加注段形成连续的旋转流，实现强化沸腾炉上部气固的旋转剪切相互作用、离心分离效果，减少未反应完全的细粒级料逸出，促进细粒级钛原料分散悬浮在氯气流中，延长细粒级富钛料在沸腾氯化炉内与氯气的反应时间，提高沸腾氯化炉的效率。
[0012]2、通过用二次氯气回收旋风分离器外壁散失的热量、降低器壁表面温度和内侧粗气态TiCl4的温度；
3、采用本发明的二次氯气加注装置，可实现二次氯气的预热加注，可以减少由于温差对加注段温度的影响，提高氯化反应效率和TiCl4的产出率，同时平衡沸腾氯化炉顶部气态打(:14的温度。
[0013]
【附图说明】
图1-本发明结构示意图。
[0014]图2-本发明二次氯气加注段示意图。
[0015]图中，1-反应器主段；2_ 二次氯气加注段；3_炉顶；4_旋风分离器；5_上升管；6-倒U型管壳；7-二次氯气导入口 ；8_循环返料腿。
[0016]
【具体实施方式】
[0017]下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
[0018]如图1所示，细粒级钛原料沸腾氯化炉的二次氯气加注装置，包括反应器主段1、炉顶3、旋风分离器4和上升管5，炉顶3两端进出口分别接反应器主段I上端和旋风分离器4上端以形成倒U型结构，上升管5下端伸于旋风分离器4内，在旋风分离器4下端设有循环返料腿8，用于将固体粉料返回沸腾氯化炉反应器内；其特征在于:在炉顶3、反应器主段I上端和旋风分离器4形成的倒U型结构外套设有封闭的倒U型管壳6，倒U型结构和倒U型管壳6之间形成二次氯气加注通道，上升管5上端从倒U型管壳6上表面穿出，循环返料腿8从倒U型管壳6下表面穿出；在倒U型管壳6套装旋风分离器4所在段下端设有切向进气的二次氯气导入口 7，在反应器主段I上部沿周向均匀设有若干条轴向的二次氯气加注口，二次氯气加注口与反应器主段I相切。开设有二次氯气加注口的反应器主段I上部构成本发明的二次氯气加注段2。
[0019]在沸腾氯化反应器主段I上部形成或者加设二次氯气加注段2以用于加注二次氯气，在二次氯气加注段2形成旋转流，实现强化沸腾炉上部气固的旋转剪切相互作用、离心分离效果，减少未反应完全的细粒级料逸出；同时，沸腾氯化炉二次氯气加注段2和旋风分离器4外部构建了一个密封的倒U型管壳6，通过用二次氯气吸收旋风分离器4外壁的热量预热加注，以提高氯化反应效率、TiCl4的产出率和平衡沸腾氯化炉顶部TiCl 4气体的温度。
[0020]作为一种优选的实施方式，反应器主段上端I和炉顶3之间通过二次氯气加注段2连接，二次氯气加注口设于二次氯气加注段2上且为2~4道切向细缝；所述二次氯气加注段为圆筒形，其内径与反应器主段I相同。
[0021]作为一种优选的实施方式，所述的二次氯气加注口的宽度为I?2mm，高度为200 ?300mmo
[0022]作为一种优选的实施方式，所述的倒U型管壳6的内壁与倒U型结构的外壁之间的距离为5?20_。
[0023]本发明的工作原理是:由二次氯气导入口 7导入倒U型管壳6与旋风分离器4间的夹层中的二次氯气沿旋风分离器4外壁螺旋向上流动，经倒U型管壳6与炉顶3流动至二次氯气加注段2。二次氯气通过二次氯气加注口使注入反应区内的二次氯气形成旋转剪切运动，强化沸腾氯化炉上部的气固旋转掺混，尚未反应完全的钛原料进一步氯化反应；同时，气固强旋离心分离，增加固体颗粒在反应器内的停留时间，减少未反应完全的细颗粒逸出。经二次氯气加注段2反应区后的气态反应产物携带的细料粉经沸腾氯化炉炉顶3进入旋风分离器4进一步分离沉降，经旋风分离器4分离沉降的固体粉料通过循环返料腿8返回沸腾氯化炉反应器内，气态反应产物粗TiCl4经旋风分离器4中间的上升管5排出进入后处理系统。
[0024]本发明的上述实施例仅仅是为说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
【主权项】
1.细粒级钛原料沸腾氯化炉的二次氯气加注装置，包括反应器主段、炉顶、旋风分离器和上升管，炉顶两端进出口分别接反应器主段上端和旋风分离器上端以形成倒U型结构，上升管下端伸于旋风分离器内，在旋风分离器下端设有循环返料腿，用于将固体粉料返回沸腾氯化炉反应器内；其特征在于:在炉顶、反应器主段上端和旋风分离器形成的倒U型结构外套设有封闭的倒U型管壳，倒U型结构和倒U型管壳之间形成二次氯气加注通道，上升管上端从倒U型管壳上表面穿出，循环返料腿从倒U型管壳下表面穿出；在倒U型管壳套装旋风分离器所在段下端设有切向进气的二次氯气导入口，在反应器主段上部沿周向均匀设有若干条轴向的二次氯气加注口，二次氯气加注口与反应器主段相切。2.根据权利要求1所述的细粒级钛原料沸腾氯化炉的二次氯气加注装置，其特征在于，反应器主段上端和炉顶之间通过二次氯气加注段连接，二次氯气加注口设于二次氯气加注段上且为2-4道切向细缝；所述二次氯气加注段为圆筒形，其内径与反应器主段相同。3.根据权利要求2所述的细粒级钛原料沸腾氯化炉的二次氯气加注装置，其特征在于，所述的二次氯气加注口的宽度为I?2mm，高度为200?300mm。4.根据权利要求1所述的细粒级钛原料沸腾氯化炉的二次氯气加注装置，其特征在于，所述的倒U型管壳的内壁与倒U型结构的外壁之间的距离为5?20mm。
【专利摘要】细粒级钛原料沸腾氯化炉的二次氯气加注装置,包括沸腾氯化反应器主段、二次氯气加注段、炉顶、二次氯气导入口、倒U型管壳和旋风分离器。旋风分离器用于把固体粉料和气态TiCl4分离；上升管设置在旋风分离器中间，旋风分离器下部与循环返料腿连通。所述二次氯气加注段、炉顶出口、旋风分离器、循环返料腿依次连通，在炉顶形成倒U型管道。倒U型管壳安装在上述倒U型管道外部，并与倒U型管道形成一个封闭的二次氯气加注通道。本发明强化沸腾炉上部气固的旋转剪切相互作用、离心分离效果，减少未反应完全的细粒级料逸出；同时，提高氯化反应效率、TiCl4的产出率和平衡沸腾氯化炉顶部TiCl4气体的温度。
【IPC分类】C01G23/02
【公开号】CN104891561
【申请号】CN201510299139
【发明人】温良英, 李元坤, 王海鹏, 鲁峰, 陈登福, 龙木军, 张正荣
【申请人】重庆大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月3日