[发明专利]一种氯化法钛白装置中的氯化炉

说明书

本发明涉及氯化法钛白装置的技术领域，具体为一种用于大、中型氯化法钛白装置中的氯化炉。包括氯化炉的圆柱形筒体，半球形封头的顶部设有气体出口，筒体的底部布设有耐火衬砖层，筒体的下端通过筛板布设有进风机构；筒体内腔从下至上依次包括对流段、过渡段和扩散段；且对流段的中下部开设有氯化炉的进料口；对流段对应的筒体内壁上布设有对流衬砖层，过渡段对应的筒体内壁上布设有过渡衬砖层，使得对流段、过渡段和扩散段对应的筒体内径依次变大，对流段对应的筒体内沿着轴向间隔2～3m均匀布设有钢板支撑环；当需要维修时可先将对应的检修砖拆除，再依次拆除相邻刚板支撑环之间的衬砖，方便对流段局部衬砖的检修和更换。

技术领域

本发明涉及氯化法钛白装置的技术领域，具体为一种氯化法钛白装置中的氯化炉。

背景技术

沸腾氯化炉是氯化法钛白装置中原料高温氯化生产四氯化钛工艺过程的核心设备，是影响整个氯化法钛白装置能否平稳运行关键因素，其性能直接决定原料的转化率和整个装置的运行效率。在工业化氯化法钛白生产过程中，富钛料（TiO2）和石油焦（C）与氯气（Cl2）在1050高温的沸腾状态下完成反应，生成TiCl4和其他金属氯化物等反应气，经过除尘、冷凝得到粗四氯化钛半成品。

在如此苛刻工艺操作条件下，目前国内的沸腾氯化炉还有很多不足之处：

（1）在生产过程中，氯化炉内特别是对流段的高温、腐蚀和高磨蚀环境使氯化炉对流段内衬砖损耗严重，需要定期频繁维修更换。

（2）在生产过程中，沸腾状态的富钛料高钛渣和石油焦因不断反应和磨损使颗粒粒径逐渐变细，然后大量变细的颗粒会从炉顶被反应气体带出到除尘工序，导致原料利用率降低，同时大量颗粒进入除尘工序会增加系统结垢堵塞的风险。

（3）沸腾氯化炉底部筛板氯气分布管状态是设备长期稳定运行的关键，国内传统氯化炉在生产过程中，筛板和分布管容易被固体颗粒堵塞，从而影响氯化炉流化效果，严重时导致流化床死床，使整个系统需要停车检修。

（4）国内氯化炉内部衬砖多采用满衬，使氯化炉本体的制造周期很长，也增加设备衬砖难度。

（5）国内氯化炉固体原料进料口多设置在对流段上部，即采用稀相加料，但是由于原料中细颗粒比例不稳定，稀相加料会使原料中的细颗粒来不及反应直接被气体带出，造成原料利用率降低，增加除尘工序堵塞的风险。

因此需要改进相关技术和设备。

发明内容

针对上述问题及目前国内氯化法钛白装置在线氯化炉的不足，本发明提供一种氯化法钛白装置中的氯化炉，通过优化设计一种结构更合理的氯化炉，并更适用于大、中型氯化法钛白粉生产线，使得设备产能大，单台设备产能达到年产6－10万吨规模能力，操作稳定性好、方便设备维修，具体技术方案如下：

一种氯化法钛白装置中的氯化炉，包括氯化炉的圆柱形筒体，筒体的上端盖设有碳钢的半球形封头11，半球形封头11的顶部设有气体出口12，筒体的底部布设有耐火衬砖层，筒体的下端通过筛板13布设有进风机构；

所述筒体内腔从下至上依次包括对流段21、过渡段22和扩散段23；且对流段21的中下部开设有氯化炉的进料口14；

所述对流段21对应的筒体内壁上布设有对流衬砖层，所述过渡段22对应的筒体内壁上布设有过渡衬砖层，使得对流段21、过渡段22和扩散段23对应的筒体内径依次变大，且对流段21的上端口为喇叭口，喇叭口的倾角为20~50º；

所述对流衬砖层包括由外至内的两层以上的衬砖，所述过渡衬砖层包括由外至内的一层以上的衬砖，所述耐火衬砖层包括砖由下至上的两层以上的衬砌；

所述对流段21对应的筒体内沿着轴向间隔2～3m均匀布设有钢板支撑环25；

每个所述刚板支撑环25和所述筒体同轴且水平布置，刚板支撑环25的外缘和对应的筒体内壁固定，刚板支撑环25的环宽为对流衬砖层壁厚的1/2～2/3；