[发明专利]一种粉煤灰喷射氯化的装置及方法

权利要求书

1.一种粉煤灰喷射氯化的装置，其特征在于，所述装置包括输送进料单元、反应炉体、气力输送单元、喷吹进料单元和排渣单元，所述反应炉体自上而下依次划分为上部炉体、中部炉体和下部炉体三部分；

所述输送进料单元的出口与反应炉体的顶部相连，所述气力输送单元的出口与喷吹进料单元的入口相连，所述喷吹进料单元的出口连接至下部炉体，所述下部炉体的下部出口处连接排渣单元；

所述上部炉体呈圆台形，自上而下直径逐渐增大，所述中部炉体和下部炉体均呈圆筒形，所述中部炉体的直径与上部炉体底面的直径相同，所述下部炉体的外径与中部炉体的外径相同，所述下部炉体的内径小于中部炉体的内径；

所述气力输送单元包括并列设置的空气压缩机和氯气压缩机，所述喷吹进料单元包括两种喷枪，分别是空气-粉煤灰喷枪和氯气喷枪，所述空气压缩机的出口连接空气-粉煤灰喷枪，所述氯气压缩机的出口连接氯气喷枪；

所述排渣单元包括水平等直径孔道和锥形孔道，所述水平等直径孔道的进口端位于下部炉体侧面的下部区域，所述水平等直径孔道的出口端连接锥形孔道。

2.根据权利要求1所述的粉煤灰喷射氯化的装置，其特征在于，所述输送进料单元包括升降机和装料设备，所述升降机的出口连接至装料设备的入口，所述装料设备位于上部炉体的上方；

所述升降机和装料设备输送碳质还原剂。

3.根据权利要求1所述的粉煤灰喷射氯化的装置，其特征在于，所述上部炉体的侧面上设有炉气导出口，所述炉气导出口垂直于上部炉体的侧面，所述上部炉体的侧面为斜面；

所述炉气导出口的数量至少为两个，沿上部炉体侧面圆周均匀分布。

4.根据权利要求1所述的粉煤灰喷射氯化的装置，其特征在于，所述空气-粉煤灰喷枪和氯气喷枪均水平设置，喷枪出口连接至下部炉体侧面的上部区域，所述空气-粉煤灰喷枪位于氯气喷枪的上方；

同一竖直面内上下排布的空气-粉煤灰喷枪和氯气喷枪为一组喷枪，所述喷枪至少设有六组，沿下部炉体侧面圆周均匀分布，同一种喷枪位于同一水平面上。

5.根据权利要求1所述的粉煤灰喷射氯化的装置，其特征在于，所述锥形孔道与水平等直径孔道的连接处为锥形孔道的最小直径，与水平等直径孔道的直径相同，所述锥形孔道的直径向外逐渐增加。

6.一种采用权利要求1-5任一项所述的装置进行粉煤灰喷射氯化的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

（1）将碳质还原剂加入到反应炉体，喷吹空气发生燃烧反应并升温；

（2）步骤（1）达到稳定燃烧后从下部炉体侧面喷入空气和粉煤灰混合物以及氯气，在碳质还原剂作用下，粉煤灰与氯气发生氯化反应，生成各类氯化物；

（3）步骤（2）生成的氯化物中一部分以气态形式向上运动从上部炉体出气口排出，另一部分以液态形式向下流动从下部炉体的下部出口排出。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤（1）所述碳质还原剂由输送进料单元从上部炉体加入，所述碳质还原剂填充反应炉体的下部炉体和部分中部炉体；

步骤（1）所述碳质还原剂经过燃烧反应形成稳定燃烧区，温度达到900~1400℃。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤（2）所述空气和粉煤灰由空气-粉煤灰喷枪以流态化形式喷入，所述氯气由氯气喷枪喷入，形成氯化反应区；

所述氯化反应区以空气-粉煤灰喷枪出口为中心点向上下延伸，包括反应炉体内中部炉体的下部区域和下部炉体的中上部区域。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤（3）所述气态形式的氯化物包括SiCl₄、AlCl₃和FeCl₃，经上部炉体的炉气导出口排出后分步冷凝并分离；

步骤（3）所述液态形式的氯化物包括CaCl₂、MgCl₂、KCl和NaCl，沿碳质还原剂边缘向下流动至下部炉体底部，经排渣单元排出。