[发明专利]氯化钛白氧化反应器防结疤装置

说明书

本发明公开了一种氯化钛白氧化反应器防结疤装置，涉及氧化反应器防结疤领域，解决现有氯化钛白氧化反应器通过气幕以防止炉内结疤的方案中，形成气幕的喷口布置不合理，影响氯气在管道内防疤作用的问题，采用的技术方案是：管式炉靠近连接法兰处设置气幕室，气幕室的内壁上间隔布置第一类孔和第二类孔，第一类孔的开孔方向垂直于管式炉炉壁，第二类孔的开孔方向与管式炉炉身径向方向相切。氯气或氮气进入气幕室，在管式炉炉身内壁面形成垂直和旋转混合气流，旋转气流覆盖圆周壁面，形成全方位的保护气幕，防止反应区新形成的二氧化钛颗粒粘附于壁面；垂直气流对新生二氧化钛颗粒有较强的冲击力，阻隔主新形成的二氧化钛颗粒与壁面粘附，防止结疤。

技术领域

本发明涉及氧化反应器防结疤领域，特别是涉及一种大型的氯化钛白氧化反应器防结疤装置。

背景技术

TiCl₄气相氧化反应在极短的时间内完成，瞬间放出大量的热量，反应过程中生成粒度极小且均匀的二氧化钛固相产物，该固相产物极易沉积到反应器的表面，再长大并发展成疤层。为了实现连续长时间的稳定生产，需通过强有力的除疤手段及时清除疤层。

国外有关四氯化钛气相氧化反应器的除疤、防疤技术形式多样。根据USP3284159，美国杜邦公司采用冷氯气或惰性气体，在加压情况下，进入气相氧化反应器，通过多孔壁在管式反应器内形成一层遮蔽气幕，防止二氧化钛颗粒在反应器壁上的粘结。多孔壁有一定的防疤功能，但多孔壁的孔孔径小、数量多导致加工十分困难。英国专利BP1208027介绍了料膜除疤的方法，该方法所加的载气量相当大，相应的损失也较大，有可能引起熄火，使生产中断，或者使四氯化钛与氧气的初始温度降低，影响产品质量，或者是能耗加大，增加成本。

国内也有一些针对氧化反应器除疤的专利，例如专利CN00243616.7利用人造钛白疤料从炉头喷枪喷入，减弱四氯化钛喷口处附近的结疤，但是该方案疤料的喷入量大，易引起过度的热损失，降低物料混合温度，影响产品质量。公开号为CN101279763的专利申请公开了一种氧化法钛白氧化反应器，其包括了夹层式的气幕装置，夹层圆管的内壁上开有一组与内管壁面相切的氯气通道，使进入的氯气形成旋转的气幕，以防止炉内结疤。但是，夹层中只有两个切向小孔，氯气进入反应区后动量较大，容易影响到混合流体的稳定性，进而影响产品质量。而在氧化反应器中，氧气与四氯化钛混合反应区域壁面处，即四氯化钛进气环后，是最容易首先形成结疤并长大的位置，气幕区距四氯化钛进气环较远，该区域将直接影响反应器的防疤效果。另外，均压室的存在虽然将进入主管道的氯气均匀分布，但由于切向气幕小孔孔径小，数量少，氯气分布均匀与否并不会从根本上影响到氯气在管道内的防疤作用；同时，导流环还增加了反应器的加工和安装难度。

发明内容

本发明提供一种氯化钛白氧化反应器防结疤装置，解决现有的氯化钛白氧化反应器通过气幕以防止炉内结疤的方案中，形成气幕的喷口布置不合理，影响到氯气在管道内防疤作用的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：氯化钛白氧化反应器防结疤装置，包括管式炉，管式炉的一端为连接法兰，管式炉靠近连接法兰处设置气幕室，气幕室的外壁上设置气体入口，气幕室的内壁为管式炉炉壁，气幕室的内壁上设置连通至管式炉内部的气幕孔，多个气幕孔绕炉壁一圈成为一组，气幕孔至少两组；气幕孔由第一类孔和第二类孔在管式炉轴向上间隔布置，其中第一类孔的开孔方向垂直于管式炉炉壁，第二类孔的开孔方向与管式炉炉身径向方向相切。

进一步的是：所述第一类孔和第二类孔在管式炉炉壁上错位排列，第一类孔和第二类孔径向角度相差20～40度。

具体地，同组气幕孔中第一类孔和第二类孔的数量均为八个，且第一类孔和第二类孔径向角度相差22.5度。

具体地，最靠近连接法兰的一组气幕孔与连接法兰的距离小于50mm。