[发明专利]一种氯化钛白氧化反应器的防疤装置及氧化反应器

说明书

本公开提供一种氯化钛白氧化反应器的防疤装置，包含：环形的外壁，外壁具有沿切向设置的气幕入口；以及环形的内壁，内壁同轴地套设于外壁内并具有多孔结构，其中内壁与外壁之间限定气幕区以容纳气幕气体；其中，气幕气体由外壁的气幕入口螺旋进入气幕区，并经内壁排出。该防疤装置中，气幕气体由切向气幕入口螺旋进入气幕区并在启幕区内均匀分布，经多孔结构的内壁均匀喷入反应器内形成气体保护层，有效降低了侧壁内表面温度并阻止钛白颗粒的附着。本公开同时提出了一种包含该防疤装置的氯化钛白氧化反应器、以及使用该氯化钛白氧化反应器制备钛白粉的方法。

技术领域

本公开属于氯化法制备钛白粉技术领域，特别涉及到一种氯化钛白氧化反应器的防疤装置、包含该防疤装置的氯化钛白氧化反应器、以及使用该氯化钛白氧化反应器制备钛白粉的方法。

背景技术

钛白粉作为重要的化工产品被广泛应用于涂料、塑料、化纤等工业领域。目前主要通过氯化法制备钛白粉，而氯化钛白氧化是该方法中的关键步骤。TiCl₄气相氧化反应在极短的时间内即可完成，并瞬间放出大量的热。反应过程中生成粒度极小且均匀的二氧化钛固相产物，该固相产物极易在反应器的表面沉积、长大并发展成疤层。现有技术一般采用机械刮除法、喷砂法去除疤层，或者采用气膜保护法、多孔壁法防止结疤。例如，USP3284159、200810112178.X中采用多孔壁形成气幕保护层，以防止二氧化钛颗粒在反应器壁上的粘结，而在管道上设置的多孔结构孔与孔间有一定的距离，若孔与孔的间距过大，则孔间气体保护作用差，而间距过小，气幕结构容易出现不稳定而损坏；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。

由此可见，如何避免氯化钛白氧化反应期间在反应器结疤成为氯化法制备钛白粉技术领域领亟待解决的问题。

公开内容

为了解决现有的技术问题，本公开提出了一种氯化钛白氧化反应器的防疤装置，气幕气体由切向气幕入口螺旋进入气幕区并在启幕区内均匀分布，经多孔结构的内壁均匀喷入反应器内形成气体保护层，有效降低了侧壁内表面温度并阻止钛白颗粒的附着。本公开同时提出了一种包含该防疤装置的氯化钛白氧化反应器、以及使用该氯化钛白氧化反应器制备钛白粉的方法。

依据本公开，提供一种氯化钛白氧化反应器的防疤装置，包含：

环形的外壁，外壁具有沿切向设置的气幕入口；以及

环形的内壁，内壁同轴地套设于外壁内并具有多孔结构，其中内壁与外壁之间限定气幕区以容纳气幕气体；

其中，气幕气体由外壁的气幕入口螺旋进入气幕区，并经内壁排出。

依据本公开的一个实施例，防疤装置进一步包含至少一个隔板，隔板将气幕区沿轴向方向分隔成多个气幕分区。

依据本公开的一个实施例，隔板之间的间距沿轴向方向逐渐增大。

依据本公开的一个实施例，每个气幕分区对应单独供气的气幕入口。

依据本公开的一个实施例，内壁由多孔陶瓷制成，多孔陶瓷中小孔的孔径为0.01mm～2mm，空隙率为40％～70％。

依据本公开，提供一种氯化钛白氧化反应器，包含上述防疤装置，其中，

反应器包含具有环形截面的侧壁，侧壁限定轴向延伸的氧气通道，沿侧壁周向设置有TiCl₄通道；

防疤装置同轴地嵌设于反应器的侧壁内，防疤装置的内壁的内表面与侧壁的内表面齐平；

其中，氧气沿氧气通道流动，经过TiCl₄通道与TiCl₄汇合后形成主气流，主气流随后流动通过防疤装置。