一種新型無篩板沸騰氯化爐底部結構的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型無篩板沸騰氯化爐底部結構，包括外形呈漏斗狀的外殼，所述外殼的底部具有排渣口，所述外殼的內側面具有內襯層，且該內襯層由耐高溫防腐蝕的材料制得；所述外殼上密封貫穿固定設置有圓形噴管，其特征在于：所述圓形噴管的噴氣口的端面形狀為豎直的圓形，該噴氣口具有露在所述內襯層外的外露部，所述外露部的下端與所述內襯層的表面齊平。本發(fā)明無篩板沸騰氯化爐底部結構具有結構簡單，設計巧妙的優(yōu)點，能夠有效減輕直至消除粘性物料對氣體分布器堵塞的影響，改善爐內氣體分布；利于減少停爐次數(shù)與時間,延長沸騰氯化爐的單次工作時間，利于沸騰氯化的連續(xù)高效生產。
【專利說明】
一種新型無篩板沸騰氯化爐底部結構
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于四氯化鈦制備技術領域，具體涉及一種新型無篩板沸騰氯化爐底部結構。
【背景技術】
[0002]鈦作為理想的結構材料耐蝕材料，被廣泛應用于航空航天、艦船、兵器、化工、冶金、電力、海洋工程、醫(yī)藥、汽車體育用品、建筑等行業(yè)。鈦白粉作為具有優(yōu)良性能的白色顏料，用于涂料、油墨、塑料、造紙、化纖和橡膠等領域”海綿鈦和鈦白粉由TiCl4生產而來，因此TiCl4是鈦工業(yè)生產的重要中間原料。
[0003]沸騰氯化法是國內外生產TiCl4的主流工藝，沸騰氯化法分為有篩板沸騰氯化法(ω (0&0+1%0)<1.5%)和無篩板沸騰氯化法(ω (0&0+1%0)<2.5%?3.0%)^]。其中，無篩板沸騰氯化工藝的應用，擴大了鈦原料應用的范圍。目前，國內主要應用含有較高的鈣鎂雜質(CaO與MgO含量2.0%?3.0%)的鈦原料，因此普遍采用下排渣的無篩板沸騰氯化爐[:]。又由氯化熱力學可知，鈦渣中各組分在氯化溫度下的氯化順序為Ca0>Mn0>Fe0(轉化為FeCl2)>Mg0>Fe203>Fe0(轉化為 FeCl3)>Ti02>Al203>Si02，Ca0 和 MgO 優(yōu)先于 T12 氯化[^CaO 和 MgO 的氯化產物CaCl2與MgCl2在氯化溫度下呈熔融狀態(tài)，難以揮發(fā)出去，隨著氯化的進行，它們在氯化床層內越積越多，使原料顆粒粘結，惡化流態(tài)化狀況，有時甚至堵塞氣體分布器，影響氯化氣體分布，無法正常進行氯化操作?。
[0004]現(xiàn)有的無篩板沸騰氯化爐?部結構主要設置有環(huán)縫式氯氣分布器或氣管式氯氣分布器。其中，環(huán)縫式氯氣分布器的無篩板沸騰氯化爐的應用，在一定程度上解決了爐內氣體分布均勻性問題，但在氯化過程中，無篩板沸騰氯化爐底部的粘結物料下落過程中，有的會掛在氣體分布器的下邊緣或掉入分布器內，嚴重時引起堵塞，從而影響無篩板沸騰氯化工藝的正常進行。劉禹明等提出了一種無篩板沸騰氯化爐氣體分布器即為氣管式氯氣分布器，該氯氣分布器能夠保證通入的氯氣分布的均勻性，但卻同樣難以克服氣管出氣口堵塞的技術問題。
[0005]基于此，
【申請人】考慮設計一種能夠有效預防粘結物料堵塞氣體分布器的新型無篩板沸騰氯化爐底部結構。
[0006]參考文獻:
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【發(fā)明內容】

[0007]針對上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明所要解決的技術問題是:如何提供一種能夠有效預防粘結物料堵塞氣體分布器的新型無篩板沸騰氯化爐底部結構。
[0008]為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用了如下的技術方案:
一種新型無篩板沸騰氯化爐底部結構，包括外形呈漏斗狀的外殼，所述外殼的底部具有排渣口，所述外殼的內側面具有內襯層，且該內襯層由耐高溫防腐蝕的材料制得;所述外殼上密封貫穿固定設置有圓形噴管，其特征在于:所述圓形噴管的噴氣口的端面形狀為豎直的圓形，該噴氣口具有露在所述內襯層外的外露部，所述外露部的下端與所述內襯層的表面齊平。
[0009]采用上述新型無篩板沸騰氯化爐底部結構后，在氯化過程中，下落的爐渣(或氯化反應產生的粘性物)掉于底部結構的錐形斜面上，其中絕大部分爐渣沿該錐形斜面面向下滾落至排渣口排出；極少部分爐渣沿上述錐形斜面滾落至圓形噴管的噴氣口上端后，再沿噴氣口兩側的弧形斜面下落，故噴氣口正對處以及其四周不易堆積爐渣，能夠有效預防粘結物料堵塞氣體分布器(即圓形噴管)，這樣有利于減少停爐次數(shù)與時間，延長沸騰氯化爐的單次工作時間，利于沸騰氯化的連續(xù)化生產。
[0010]與此同時，噴氣口占用該底部結構內部的空間最少，這樣，不僅不會阻擋底部結構內部的氣體流動，還使得底部結構內部的可供氣體流動的空間最大，故能夠使得底部結構內部的氣體能夠更加均勻充分地分布，使得氯化反應能夠更快更完全地進行。
[0011]進一步，所述噴氣口的上端與其上方相鄰的所述內襯層表面之間固定設置有一個滑坡，所述滑坡在豎直方向上的投影能夠覆蓋所述外露部頂端的水平部分。
[0012]因噴氣口上端的水平部分雖面積較小，但仍較易堆積下落的爐渣;故設置了上述滑坡后，該滑坡可使得下落至其坡面的爐渣快速滑落，故能夠進一步防止因噴氣口處的爐渣堆積而造成堵塞氣體分布器的情況。
[0013]進一步，所述滑坡的坡面為內凹型弧形面。
[0014]這樣一來，上述結構的滑坡能夠使得由該滑坡滑落的爐渣具有最大的向遠離噴氣口的方向移動的加速度，故可使得經(jīng)由該滑坡滑落的爐渣能夠更遠離噴氣口的出氣口，起到更好的防堵塞效果的同時;也可使得噴氣口氯氣的噴出過程更為順暢，從而優(yōu)化沸騰氯化爐內氯氣的分布，促使氯化反應更好地進行。
[0015]進一步，所述圓形噴管為沿所述外殼的圓周方向均勻設置的多個。
[0016]多個圓形噴管的設置，能夠提高單位時間內沸騰氯化爐中氯氣通入量，進而提高氯化反應速度，提高TiCl4的生產效率。
[0017]進一步，所述圓形噴管的進氣端密封連接有流量控制閥。
[0018]上述流量控制閥的設置，能夠更為方便地控制進入沸騰氯化爐的氯氣量，從而對氯化反應過程進行調控。此外，設置流量控制閥后，使得該底部結構能夠根據(jù)各種爐體大小的沸騰氯化爐所需的通氣量來調節(jié)，故能夠更好的適應各種爐體大小的沸騰氯化爐，具有更佳的通用性。
[0019]作為優(yōu)選，所述圓形噴管的內徑為20mm至30_。
[0020]上述尺寸的圓形噴管能夠保證適合氯氣通氣量的情況下，使得外露在內襯層外部的噴氣口的表面積更小，更好地防止下落的爐渣在噴氣口的表面的堆積，故具有更好的防堵塞效果。
[0021]進一步，所述內襯層的上端面沿所述外殼的圓周方向上凸形成有一圈環(huán)形凸臺。
[0022]上述環(huán)形凸臺的設置，使其能夠伸入沸騰爐爐身內部，起到連接爐身、保護法蘭及下面的爐壁磚的作用。
[0023]作為優(yōu)選，所述圓形噴管為在所述外殼的高度方向上間隔設置的至少兩組。
[0024]這樣一來，能夠更好地滿足沸騰氯化爐內氯氣的需求量。
[0025]作為優(yōu)選，在高度方向上間隔設置的至少兩組圓形噴管在同一水平面上的投影為交錯分布。
[0026]上述結構的設置，可使得沸騰氯化爐內氯氣的分布更為均勻，從而幫助氯化反應更好地進行。
[0027]本發(fā)明無篩板沸騰氯化爐底部結構具有結構簡單，設計巧妙的優(yōu)點，能夠有效減輕直至消除粘性物料對氣體分布器堵塞的影響，改善爐內氣體分布;利于減少停爐次數(shù)與時間，延長沸騰氯化爐的單次工作時間，利于沸騰氯化的連續(xù)高效生產。
【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明無篩板沸騰氯化爐底部結構的結構示意圖。
[0029]圖2為圖1中A處放大圖。
[0030]圖3為圖1中A處另一種實施方式的放大圖。
[0031]圖中標記為:
I排渣口；
2內襯層；
3外殼；
4環(huán)形凸臺；
5圓形噴管；
6流量控制閥；
7滑坡； 8旁吹通道；
9條形溝槽。
【具體實施方式】
[0032]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細說明。其中，針對描述采用諸如上、下、左、右等說明性術語，目的在于幫助讀者理解，而不旨在進行限制。
[0033]具體實施時:如圖1至圖2所示，一種新型無篩板沸騰氯化爐底部結構，包括外形呈漏斗狀的外殼3，所述外殼3的底部具有排渣口 I，所述外殼3的內側面具有內襯層2，且該內襯層2由耐高溫防腐蝕的材料制得;所述外殼3上密封貫穿固定設置有圓形噴管5，所述圓形噴管5的噴氣口的端面形狀為豎直的圓形，該噴氣口具有露在所述內襯層2外的外露部，所述外露部的下端與所述內襯層2的表面齊平。
[0034]實施時，優(yōu)選該噴氣口正對所述外殼3的軸心線。這樣一來，由噴氣口噴出的氯氣氣流不會在爐底結構內部形成旋流，更利于氯氣在底部結構中的充分分布。
[0035]其中，所述噴氣口的上端與其上方相鄰的所述內襯層2表面之間固定設置有一個滑坡7，所述滑坡7在豎直方向上的投影能夠覆蓋所述外露部頂端的水平部分。
[0036]其中，所述滑坡7的坡面為內凹型弧形面。
[0037]其中，所述圓形噴管5為沿所述外殼3的圓周方向均勻設置的6個。
[0038]其中，所述圓形噴管5的進氣端密封連接有流量控制閥6。
[0039]其中，所述圓形噴管5的內徑為20mm至30mm。
[0040]其中，所述內襯層2的上端面沿所述外殼3的圓周方向上凸形成有一圈環(huán)形凸臺4。
[0041]其中，所述圓形噴管5為在所述外殼3的高度方向上間隔設置的兩組。
[0042]其中，在高度方向上間隔設置的至少兩組圓形噴管5在同一水平面上的投影為交錯分布，彼此錯開30度。這樣就能有效的改善沸騰氯化爐內的氣體分布，得到分布更為均勻的氯化氣體分布。
[0043]采用上述新型無篩板沸騰氯化爐底部結構后，在氯化過程中，下落的爐渣(或氯化反應產生的粘性物)掉于底部結構的錐形斜面上，其中絕大部分爐渣沿該錐形斜面面向下滾落至排渣口 I排出；極少部分爐渣沿上述錐形斜面滾落至圓形噴管5的噴氣口上端后，再沿噴氣口兩側的弧形斜面下落，故噴氣口正對處以及其四周不易堆積爐渣，能夠有效預防粘結物料堵塞氣體分布器(即圓形噴管5)，這樣有利于減少停爐次數(shù)與時間，延長沸騰氯化爐的單次工作時間，利于沸騰氯化的連續(xù)化生產。
[0044]與此同時，噴氣口占用該底部結構內部的空間最少，這樣，不僅不會阻擋底部結構內部的氣體流動，還使得底部結構內部的可供氣體流動的空間最大，故能夠使得底部結構內部的氣體能夠更加均勻充分地分布，使得氯化反應能夠更快更完全地進行。
[0045]另在實施時，所述圓形噴管5上鄰近噴氣口處與所述滑坡的坡面之間還貫通設置有一個旁吹通道8。這樣，旁吹通道8的設置可使得圓形噴管5內的氯氣可由此噴出，進而能夠用于加速吹除下落至滑坡的爐渣;此外，由該旁吹通道8吹出的氯氣還能夠優(yōu)化沸騰氯化爐內氯氣的分布，使得氯氣的分布更為均勻充分，從而促使氯化反應更好地進行。
[0046]進一步，所述旁吹通道8由上往下逐漸增大。這樣一來，該旁吹通道8上位于坡面處的開口最小，不僅通過上述最小開口來形成了縮口，進而提高了經(jīng)該縮口吹出氯氣的流速，增大了吹除爐渣的氯氣吹力；另外，即使有爐渣從旁吹通道8的最小開口落入，也因該爐渣的尺寸始終小于旁吹通道8的通道口的尺寸，故不易造成該旁吹通道8的堵塞，且落入的爐渣會落至圓形噴管5內部，最后被圓形噴管5內部的氯氣從噴氣口吹出。
[0047]進一步，所述圓形噴管5上鄰近旁吹通道8處設置有條形溝槽9，該條形溝槽9由前往后逐漸加深(以圓形噴管5上噴氣口所在的一端為“后”)，且該條形溝槽9的后端與所述旁吹通道8的下端連通。上述條形溝槽9的設置能夠引導圓形噴管5的氯氣更好地流入旁吹通道8，防止因噴氣口內氯氣流速過大進而在旁吹通道8內形成負壓的情況，從而促使旁吹通道8更好的實現(xiàn)其功能。
[0048]以上僅是本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，需指出是，對于本領域技術人員在不脫離本技術方案的前提下，還可以作出若干變形和改進，上述變形和改進的技術方案應同樣視為落入本申請要求保護的范圍。
【主權項】
1.一種新型無篩板沸騰氯化爐底部結構，包括外形呈漏斗狀的外殼，所述外殼的底部具有排渣口，所述外殼的內側面具有內襯層，且該內襯層由耐高溫防腐蝕的材料制得;所述外殼上密封貫穿固定設置有圓形噴管，其特征在于:所述圓形噴管的噴氣口的端面形狀為豎直的圓形，該噴氣口具有露在所述內襯層外的外露部，所述外露部的下端與所述內襯層的表面齊平。2.根據(jù)權利要求1所述的新型無篩板沸騰氯化爐底部結構，其特征在于:所述噴氣口的上端與其上方相鄰的所述內襯層表面之間固定設置有一個滑坡，所述滑坡在豎直方向上的投影能夠覆蓋所述外露部頂端的水平部分。3.根據(jù)權利要求2所述的新型無篩板沸騰氯化爐底部結構，其特征在于:所述滑坡的坡面為內凹型弧形面。4.根據(jù)權利要求1所述的新型無篩板沸騰氯化爐底部結構，其特征在于:所述圓形噴管為沿所述外殼的圓周方向均勻設置的多個。5.根據(jù)權利要求1所述的新型無篩板沸騰氯化爐底部結構，其特征在于:所述圓形噴管的進氣端密封連接有流量控制閥。6.根據(jù)權利要求1所述的新型無篩板沸騰氯化爐底部結構，其特征在于:所述圓形噴管的內徑為20mm至30mm。7.根據(jù)權利要求1所述的新型無篩板沸騰氯化爐底部結構，其特征在于:所述內襯層的上端面沿所述外殼的圓周方向上凸形成有一圈環(huán)形凸臺。8.根據(jù)權利要求1所述的新型無篩板沸騰氯化爐底部結構，其特征在于:所述圓形噴管為在所述外殼的高度方向上間隔設置的至少兩組。9.根據(jù)權利要求8所述的新型無篩板沸騰氯化爐底部結構，其特征在于:在高度方向上間隔設置的至少兩組圓形噴管在同一水平面上的投影為交錯分布。
【文檔編號】C01G23/02GK105858718SQ201610381129
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月1日
【發(fā)明人】白林, 陳登福, 范鶴林, 龍木軍, 李元坤, 段華美, 溫良英, 杜星宏
【申請人】重慶大學