[发明专利]钛精矿流态化反应装置及钛精矿流态化反应方法

说明书

技术领域

本发明属于气固流态化反应技术领域，具体地讲，涉及一种钛精矿流态化反应装置以及一种能够提高反应效率的钛精矿流态化反应方法。

背景技术

工业生产中，在反应温度较高的气固流态化反应体系中，一般要对物料进行预热。有些系统的预热和反应会采用旋风预热方式和流化床反应来完成。

然而，对于钛精矿而言，其气固流态化反应体系常常存在热效率低、成本高、反应效率低等情况。

例如，发明人经过研究发现：当钛精矿的粒径区间分布较宽时，在旋风预热单元中，一些粒径较小的物料会被预热气体带出系统，此部分物料俗称返料。由于返料的存在，整个预热单元的热量会有一部分被损失掉，从而整个预热单元的预热效率就会大大降低。特别是在对热量平衡要求比较高的流态化体系中，较大返料的存在会严重影响整个流态化系统的稳定性，从而影响整个流态化系统的反应效率。而且，返料不能作为合格的原料再利用，相对于所述工艺来说就变成了废料，往往不能得到利用，其处理过程还要增加相应的成本。另外，流态化体系在实际运用中由于流化风本身的分布均匀度有限，会导致流化床产生一定的波动性，主要表现为流化床的压差波动大，并且流态化体系的反应效率也会产生相应的波动。因此，在流态化系统本身调节能力有限的情况下，需要一种辅助措施来提高整个流化床的稳定性，从而提高钛精矿在流态化系统中的反应效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高钛精矿流化反应的反应效率的装置和方法。

本发明一方面提供一种钛精矿流态化反应装置。钛精矿流态化反应装置包括预热单元和流态化反应炉，其中，预热单元包括料仓、螺旋送料装置、旋风除尘器、以及由上向下依次串联连接的第一旋风预热器、第二旋风预热器和第三旋风预热器，料仓通过螺旋送料装置与第一旋风预热器连接，以使物料顺序经过第一旋风预热器、第二旋风预热器和第三旋风预热器，第三旋风预热器的下端与高温气体管道连通，以使高温气体依次经过第三旋风预热器、第二旋风预热器和第一旋风预热器，旋风除尘器的进气口与第一旋风预热器上方的排气口连接，旋风除尘器的出尘口与第一旋风预热器的进料口或第二旋风预热器的进料口连接；流态化反应炉包括由炉壁围成的密闭炉体、流态化气体入口、气体分布器、进料口、出料口、上挡板、下挡板，其中，流态化气体入口设置在炉体底部，气体分布器沿炉体横截面方向设置在炉体的内腔中且位于流态化气体入口上方，进料口设置在炉壁上并位于气体分布器之上且与第三旋风预热器的出料口连通，出料口设置在炉壁上且位于进料口之上，上挡板和下挡板沿炉体横截面方向设置在炉体的内腔中、并位于进料口和出料口之间、且开孔率都在15％～40％的范围内，上挡板和下挡板之间的距离为0.5～1.5m，上挡板的直径与炉体内腔的上挡板所在位置处的横截面直径之比为0.8～0.9：1，下挡板的直径与炉体内腔的下挡板所在位置处的横截面直径之比为0.8～0.9：1。

本发明的另一方面提供了一种具有良好反应效率的钛精矿流态化反应方法。所述方法包括以下步骤：控制钛精矿物料的粒度分布为粒径不小于100目筛所对应尺寸的占70％以上、且粒径不小于160目筛所对应尺寸的占90％以上；使用如上所述的钛精矿流态化反应装置中的括预热单元和流态化反应炉来分别对钛精矿物料进行预热和流态化反应。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：通过改变钛精矿的平均粒径来提高钛精矿的预热效率，从而提高钛精矿在整个流态化体系中的反应效率；通过在反应炉床内增加隔板来稳定炉床的压差并且提高物料的平均停留时间，从而提高整个流化床的反应效率。此外，本发明还具有结构简单、控制容易、功能可靠等优点。

附图说明

通过下面结合附图进行的描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：

图1示出了本发明的钛精矿流态化反应装置的流态化反应炉的结构示意图；

图2示出了本发明的钛精矿流态化反应装置的预热单元的结构示意图；

图3示出了图2的流态化反应炉中的上挡板或下挡板的俯视图。

附图标记说明如下：

1-炉体、2-流态化气体入口、3-进料口、4-出料口、5-上挡板、6-下挡板、7-高强度异形耐火砖、8、预埋螺栓、9-气体分布器、10-预热单元、11-料仓、12-螺旋送料装置、13-第一旋风预热器、14-第二旋风预热器、15-第三旋风预热器、以及16-旋风除尘器。

具体实施方式

在下文中，将参照附图来详细说明本发明的钛精矿流态化反应装置及钛精矿流态化反应方法。