[实用新型]氯化法钛白氧化反应器

说明书

本实用新型公开了氯化法钛白氧化反应器，包括加热段、反应段和急冷段，加热段整体分为左中右三段，这三段通过法兰盘固定在起形成一个炉体；加热段左端中部设置有甲苯枪接口，加热段左端的外径面上设置有一个至四个热氧进气管口，热氧进气管口以加热段圆心为中心环形阵列分布在加热段上，热氧进气管口与加热段的轴心线呈60至85度夹角。本实用新型通过利用合理的热氧进气管口布局，使热氧进入加热段后沿其内壁轴向螺旋向前流动，避免设备内壁受火焰直接灼烧，延长设备的使用寿命；采用蜗壳形设计的四氯化钛气室可以有效保证四氯化钛流量压力稳定，使热氧和四氯化钛充分混合反应，提高反应生成的半成品基料质量。

技术领域

本实用新型属于钛白粉生产技术领域，特别涉及氯化法钛白氧化反应器。

背景技术

氧化反应器是氯化法钛白生产过程中的核心设备，是影响整个氯化法钛白装置能否正常运行、能否生产出高质量产品的关键因素。在工业化氯化法钛白生产过程中，TiCl4与O2在高温、压力条件下极短时间内完成反应，并生成微米级TiO2颗粒。在这一反应过程中，要解决（1）、合理的反应器结构使生成物粒度分布达到颜料级TiO2要求。（2）、加热段合理的结构设计使O2在短时间内从900℃被均匀加热到1600℃左右。（3）、加热段温度很高，甲苯燃烧区最高达3000℃，应选择合理的设备结构使流场合理，保证设备使用寿命。（4）、高温TiCl4强腐蚀性以及在TiCl4加料环出口高速气流冲蚀，应选择合适耐腐蚀、耐磨蚀材料。（5）、采取特殊设计的TiCl4加料环，确保径向TiCl4气体均压稳流量加入，使得生成物粒度均匀，（6）、合理的冷却方式以保护TiCl4加料环，（7）、细微的TiO2颗粒极易粘壁，要有可靠的“防疤”、“除疤”措施。

在如此苛刻工艺条件，目前国内的氧化反应器还有很多不足之处：

1.加热段直接在热氧和甲苯火焰混合的高温下运行，设备内衬寿命相当较短，需要定期更换耐火材料；

2.设备结构的原因导致混合段四氯化钛的加入流量和压力不够均匀，影响氧化基料产品的质量和运行效果；

3.当甲苯枪经过甲苯枪接口插入至加热段内部提供燃烧结束后，将甲苯枪取出时，容易导致加热段内部的热质逆流；

4.当气体在加热段内部燃烧时，由于燃烧瞬间容易产生高温高压的作用，容易导致加热段内部损坏。

因此，发明氯化法钛白氧化反应器来解决上述问题很有必要。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供了氯化法钛白氧化反应器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：氯化法钛白氧化反应器，包括加热段、反应段和急冷段，加热段整体分为左中右三段，这三段通过法兰盘固定在起形成一个炉体；加热段左端中部设置有甲苯枪接口，加热段左端的外径面上设置有一个至四个热氧进气管口，热氧进气管口以加热段圆心为中心环形阵列分布在加热段上，热氧进气管口与加热段的轴心线呈60至85度夹角；

加热段的右端与反应段相通接，反应段由进气室和加料环构成，进气室为蜗壳式环状结构，若干个加料环固定在进气室的内壁上，相邻的二个加料环之间形成管通道，管通道内壁上固定有耐高温变径陶瓷管，变径陶瓷管为由外向内直径渐次缩小的陶瓷管；

进气室设置有四氯化钛进气口，同时进气室沿热段的轴向设置有反应段进气口与反应段出气口，反应段进气口与加热段的右端相通接，反应段出气口与急冷段的左端相通接，急冷段为气液换热器，反应段出来的基料进入气液换热器中换热冷却。

进一步的，所述管通道为四至十二个，所述加热段的本体由外壳和耐火绝热材料构成，外壳材料材质为镍基合金材料，耐火绝热材料内衬固定在外壳的内壁上。