[实用新型]一种用于生产纳米二氧化钛的预热炉

说明书

本实用新型公开了一种用于生产纳米二氧化钛的预热炉，包括炉体，炉体内插放有多个通过管道串联的换热单元，所述换热单元并排安装在炉体的上部，炉体的下部设置有喷火装置，喷火装置包括喷火管，所述喷火管贯穿炉体的下部，且与换热单元空间垂直，喷火管上均布多个烧嘴，烧嘴用于向炉体内喷火。通过改变烧嘴的布置方式、换热单元的结构和供气方式，克服了传统预热炉结构庞大复杂，造价高，预热效率低，对预热设备要求高等技术问题，有效延长了烧嘴和换热单元的使用寿命，充分利用了能源，精简了预热炉的主体结构，由此降低了预热炉的成本造价，减小了预热炉的运行成本，尤其适合用于需要对气相预热800℃以上的场合。

技术领域

本实用新型涉及钛白粉制备设备领域，特别涉及一种用于生产纳米二氧化钛的预热炉。

背景技术

纳米级二氧化钛的制备方法主要包括物理法和化学法，物理法主要包括溅射法、热蒸发法及激光蒸发法，化学法主要包括液相法和气相法，液相法主要包括均匀沉淀法和溶胶-凝胶法，气相法主要包括TiCl₄气相氧化法，目前一般采用TiCl₄气相氧化法来制备纳米二氧化钛。TiCl₄气相氧化法一般是以氮气作为TiCl₄的载气，以氧气作为氧化剂，在高温管式反应器中进行氧化反应，经气固分离，获得纳米级二氧化钛粉体，在此过程中，停留时间和反应温度对二氧化钛的粒径和粒径有影响。反应温度越高，晶界扩散速率越快，烧结驱动力越大，进而导致粒子表面积越小，粒径增大。在实际生产中，氧气需要预加热到800℃以上才能与气相的TiCl₄混合反应，将氧气预热至 800℃以上需要设置一个庞大且复杂的预热系统，传统的预热系统不仅造价高，其预热效率也相对较低，预热时间长，对预热设备要求高，资源利用率较差，需要消耗大量的能源才能将氧气预热至 800℃以上，而且，当需要获得不同的预热温度的氧气时，传统的预热系统只能通过分批次来获得，而不能通过一次性预热作业来获得所需，这就导致传统的预热系统对需求的适应性差，无法针对需求的变换来做出相应的调整。

同时，传统的预热炉的烧嘴一般只有一个，且设置于炉体的一侧，通过烧嘴向炉体内喷火，进而对换热单元进行加热，这种喷火方式存在缺陷，即靠近火焰中心的换热单元所获得热量大于位于火焰两侧的换热单元所获得热量，进而导致每个换热单元所获得的热量不均，氧气在每个换热单元内所获得的预热速率均不一样，其不仅会导致氧气的预热温度不稳定，还会导致靠近火焰中心的换热单元长时间过烧而报废，缩短了换热单元的使用周期。而且，为了使炉体能够获得足够的热量，往往烧嘴需要喷发出热量很高的火焰，以维持炉体内的高温，这就对烧嘴的材质和结构提出了很高的要求，一般用于高温加热的烧嘴均存在过烧的问题，烧嘴的使用周期不及设计使用周期的一半，需要不断更换，而烧嘴的造价又比较昂贵，这无疑增加了预热炉的运行成本。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种用于生产纳米二氧化钛的预热炉，以解决现有技术所存在的不足。

本实用新型采用的技术方案如下：一种用于生产纳米二氧化钛的预热炉，包括炉体，炉体的一侧设有烟气出口，其特征在于，炉体内插放有多个通过管道串联的换热单元，所述换热单元并排安装在炉体的上部，炉体的下部设置有喷火装置，喷火装置包括喷火管，所述喷火管贯穿炉体的下部，且与换热单元空间垂直，喷火管上均布多个烧嘴，烧嘴用于向炉体内喷火。

由于上述结构的设置，通过设置喷火管，在喷火管上设置多个烧嘴，通过喷火管上的烧嘴向炉体内均匀喷火，使每个换热单元均能获得较均匀的热量，由此解决了换热单元受热不均匀的问题，同时，通过均布多个烧嘴的方式，使烧嘴无需喷发出很高的热量来维持炉体内的高温，这就改善了烧嘴的使用环境，降低了对烧嘴的性能要求，烧嘴的使用寿命得到有效延长，经现场使用得到，本实用新型的烧嘴的结构的使用寿命达到设计使用寿命的4/5，明显优于传统结构的烧嘴的使用寿命，在一定程度上节约了预热炉的运行成本。