[发明专利]一种海绵钛流态化反应系统及方法

说明书

本发明涉及一种海绵钛流态化反应系统，包括反应炉，反应炉为流化床反应炉，反应炉顶部设有排气口，底部设有进气口，反应炉内设有上筛板和下筛板，流化床侧壁设有上进料口和下进料口，上进料口位于上筛板上方，下进料口位于上筛板和下筛板之间。本发明采用双层筛板流化床，下筛板的上部空间作为主要的流化反应区域，在其上方再设置一层上筛板，在物料粒度控制方面，下筛板进料采用粒度较细的物料，增大颗粒的比表面积，有利于提高反应速度。

技术领域

本发明涉及一种海绵钛流态化反应系统及方法，属于海绵钛生产技术领域。

背景技术

高钛渣与石油焦、氯气进行氯化反应后得到四氯化钛，四氯化钛还原以后可得到海绵钛。现有技术中，普遍采用沸腾氯化来制备四氯化钛，沸腾氯化是在流化床反应炉中进行。由于高钛渣中存在钙镁等杂质，氯化反应后在反应炉内生成液态的氯化物，容易与物料粘结成团，并堵塞筛板的气体分布孔，而且不方便排渣，所以目前大多数厂家采用无筛板流化床。但无筛板流化床由于气体分布不均，流化状态不稳定，控制难度大。另外，在物料粒度控制方面，由于石油焦相对于高钛渣密度低，质地轻，在气流带动下容易浮在上层，造成钛渣与焦炭混合不充分，而且较细的焦粉容易被气流带走，所以石油焦粒度一般控制在1mm以上。但石油焦粒度大，表面积太小，限制反应速度。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种海绵钛流态化反应系统及方法，具体方案为：

一种海绵钛流态化反应系统，包括反应炉，反应炉为流化床反应炉，反应炉顶部设有排气口，底部设有进气口，反应炉内设有上筛板和下筛板，流化床侧壁设有上进料口和下进料口，上进料口位于上筛板上方，下进料口位于上筛板和下筛板之间。

进一步的，上筛板设有溢流管，溢流管的高度不大于10cm。

进一步的，上筛板和下筛板之间的间距不小于炉体高度的1/2。上筛板和下筛板之间的空间作为主要的反应区域，其高度应当

进一步的，下筛板包括上下叠置的固定板和活动板，固定板位于上层，活动板位于下层，固定板和活动板的板面均为V形沟槽构成，V形沟槽的一侧槽壁设有气体分布孔，气体分布孔位于槽壁的中部或上部，另一侧槽壁设有排渣孔，排渣孔的高度与槽壁高度一致；活动板设有振动机构。

进一步的，反应炉的侧壁设有气密室，活动板的边部设有耳板，耳板位于气密室内；所述振动机构为电磁振动器，电磁振动器设于气密室内，电磁振动器的衔铁固定在耳板上。

进一步的，进气口设有压力感应器，压力感应器用于控制电磁振动器。

本发明的一种海绵钛流态化反应控制方法，使用上述的海绵钛流态化反应系统，上进料口的物料粒度为1~3mm，下进料口的物料粒度为0.1~0.5mm；上进料口钛渣与焦炭质量比例为1：0.3，下进料口的钛渣与焦炭质量比例为1：3。

进一步的，上筛板与下筛板之间的温度控制在1000~1050℃，上筛板上方的温度控制在1000℃以下。

本发明中，采用双层筛板流化床，下筛板的上部空间作为主要的流化反应区域，在其上方再设置一层上筛板，在物料粒度控制方面，下筛板进料采用粒度较细的物料，增大颗粒的比表面积，有利于提高反应速度。上筛板进料采用粒度较大的物料，在上方形成一层隔离层，可以防止下方较细的焦炭颗粒被气流带走。另外，在改进方案中，下筛板采用固定板和活动板的复合结构，在进气压力异常时，通过振动机构驱动活动板振动，进行排渣，可以解决筛板气体分布孔粘连物料发生堵塞的问题。

附图说明

图1为本发明中反应炉的结构示意图；

图2为本发明中下筛板的截面示意图；

图3为本发明中活动板的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实例，详细说明本发明专利的方案。

实施例1