[发明专利]沸腾氯化炉以及沸腾氯化装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种沸腾氯化炉和包括该沸腾氯化炉的沸腾氯化装置。

背景技术

沸腾氯化生产四氯化钛是氯化法钛白和海绵钛生产的重要工序之一，该工艺一般使用含钛原料与氯气在沸腾氯化炉内进行氯化反应，得到钛工业的重要中间产品四氯化钛。目前，在该领域的工业生产中，由于沸腾氯化技术一般都是从国外引进，且目前主流的钛原料供应商生产的钛渣直径大小一般为0.08mm-0.25mm(180目-60目)，在现行的工业生产中采用的沸腾氯化炉也是按照该原料粒度标准而设计的，但是，采用现有技术的沸腾氯化炉，采用颗粒直径更小的含钛原料生产四氯化钛时，含钛原料的利用率不高，导致四氯化钛的产率也并不高。

发明内容

本发明的目的在于解决采用现有技术的沸腾氯化炉，采用颗粒直径更小的含钛原料生产四氯化钛时，含钛原料的利用率不高，导致四氯化钛的产率也并不高的问题，提供一种能够提高含钛原料的利用率，从而提高四氯化钛产率的沸腾氯化炉以及包括该沸腾氯化炉的沸腾氯化装置。

本发明的发明人发现，在采用传统的沸腾氯化炉进行含钛原料的氯化反应中，物料在反应段处于沸腾状态之后，由于过渡段很短(与反应段的高度比一般为0.2-0.25∶1)，小颗粒物料(例如，颗粒直径为0.075mm甚至更小的含钛原料)很快被吹出反应段进入沉降段，在沉降段，由于沉降段和反应段的直径比没有足够大(一般为1.5-2∶1)，而气流速度没有充分下降，导致小颗粒物质无法沉降到反应段，就直接被气流带出了沸腾氯化炉，因此，在选钛过程中，小颗粒的原料，例如为0.075mm甚至更小的含钛原料往往不能得到有效利用，即使选用颗粒直径更小的含钛原料生产四氯化钛时，含钛原料的利用率不高，导致四氯化钛的产率也并不高。

本发明的发明人还发现，如果增加沸腾氯化炉的沉降段与反应段的直径比，沉降的直径相对地增加使炉内的小颗粒物料气流线速度变小，能够使物料更容易沉降。另外，使所述过渡段的外周面锥台面的锥角≤80°，就能在保证沉降段和反应段的一定直径比的条件下，能够保证过渡段具有一定长度，使小颗粒物料不易直接被吹到沉降段，小颗粒物料在过渡段仍然可以处于沸腾状态，就可以增加物料与氯气的接触机会，有利于物料的氯化反应。更优选情况下，增加沉降段的高度，可以降低气体出口处的气流速度，有助于进一步有利于小颗粒物质的沉降，还能够防止小颗粒物质被直接吹出沸腾氯化炉。进一步优选情况下，本发明提供的沸腾氯化装置可以将收集到的尾气中的小颗粒物质又重新送回到沸腾氯化炉中，使未反应的原料进行充分的反应，因此，能够将细粒级含钛原料(0.075mm)进行循环利用，从而可以进一步提高含钛原料的利用率，以提高四氯化钛的产率。

为了解决上述问题，本发明提供一种沸腾氯化炉，该沸腾氯化炉包括反应段、沉降段以及连接该反应段和沉降段的过渡段，所述沉降段上设置有气体出口，在所述过渡段和/或沉降段上设置有固体原料入口，在所述反应段上设置有气体入口和放渣口，其中，所述沉降段与反应段的直径比大于或等于2.5，所述过渡段的外周面为锥台面，该锥台面的锥角≤80°。

本发明还提供一种沸腾氯化装置，该沸腾氯化装置包括：沸腾氯化炉和分别与该沸腾氯化炉连通的固体原料仓、收尘系统和氯气缓冲罐，其特征在于，所述沸腾氯化炉为本发明所述的沸腾氯化炉，所述固体原料仓包括原料入口和原料出口，所述固体原料仓的原料出口与所述沸腾氯化炉的固体原料入口相连通，所述收尘系统包括收尘单元和收尘罐，所述收尘单元包括收尘口、排尘口和排气口，所述收尘单元的收尘口与所述沸腾氯化炉的气体出口相连通，所述收尘单元的排尘口与所述收尘罐相连通，所述氯气缓冲罐与所述沸腾氯化炉的气体入口相连通。

采用根据本发明提供的沸腾氯化炉进行四氯化钛生产，所述沸腾氯化炉不但适用于现有直径大小的钛渣(一般为0.08mm-0.25mm(180目-60目))，还特别适用于采用颗粒直径更小的含钛原料，能够大大提高含钛原料的利用率不高，从而提高四氯化钛的产率。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。

图1为根据本发明的一种优选实施方式的沸腾氯化炉的示意图；

图2为根据本发明的沸腾氯化装置的示意图；

图3为根据本发明的一优选实施方式的沸腾氯化装置的示意图。

附图标记说明

1：沸腾氯化炉        2：钛原料料仓