冷却无机颜料的方法和设备技术

本发明专利技术提供生产无机颜料的制造设备和方法。在一个实施方案中，本发明专利技术提供一种生产二氧化钛的方法，所述的方法包括：（ａ）在热存在下四氯化钛与氧反应生成二氧化钛；以及（ｂ）二氧化钛在螺旋结构的导管中冷却，其中所述的螺旋结构包含至少一个螺旋弯管。优选的是，导管包含至少三个螺旋弯管，其中螺旋结构包含至少三个３６０°螺旋弯曲，以及其中螺旋结构包含１°至１０°的角。在第二个实施方案中，本发明专利技术还提供一条用于制造颜料的螺旋管，它包含用于接收无机颜料的导管，其中所述的导管包含螺旋结构，以及其中所述的导管能耐大于６５０℃的温度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利技术背景相关申请书本申请要求2004年11月30日提交的临时申请60/632246的权益。本专利技术涉及生产二氧化钛和其它无机颜料的方法和设备。一种大家熟悉的二氧化钛生产方法是氯化物法。根据这一方法，将气体形式的四氯化钛和氧在高流速下在反应器中混合。所述的反应器在高温下操作，它有助于生成颗粒状二氧化钛和气体。随后当这些产物通过导管(通常为管式换热器)时将它们冷却，例如可将导管浸在烟道槽中，以便促进换热。为了提高氯化物法的效率，可将清洗介质加到换热器中，以便除去附着到导管内表面上的产物。在现有技术中已知各种清洗介质。通常，清洗介质仅能从导管内表面除去部分沉积物。导管表面上未除去的沉积物达到某一程度，这些沉积物就会影响换热。例如，随着沉积物附着到导管的内表面上，导管内的换热效率变得越来越差，它对以满意方式冷却二氧化钛的能力产生不良影响。它反过来又可能使二氧化钛颗粒物的质量下降。为了提高氯化物法生产的TiO2颗粒物的质量以及提高方法本身的效率，可引入管式换热器，它们为直通的，但也可包含急弯段即弯曲段。虽然这样的换热器可能比那些没有急弯段的换热器是更有效的换热器，但由于大角度弯管迅速磨损，这样的换热器可能存在一些不足。这样的磨损可使维修费用增加。在现有技术中，直通的但有弯曲状弯管例如广角弯管的管式换热器也是大家熟悉的。这些管式换热器比有急弯段的管式换热器有较小的磨损。还可改变除了管子形状外的参数，以便提高换热效率。例如，在现有技术中，用于冷却二氧化钛颜料的带内翅片的管式换热器是已知-->的。在用管式换热器提高冷却效率的努力中，使用内翅片。在现有技术中，有许多内纵向突起物、凹陷处或两者的烟道也是已知的。此外，烟道的内表面还可为波纹状的，可有许多为翅片的突起物，例如它们可为中空的。此外，在现有技术中，用于二氧化钛颜料冷却的有内螺旋叶片的管式换热器也是已知的。遗憾的是，只有排列在内表面上的突起物、凹陷处、螺旋叶片或凹槽的管式换热器存在一些不足。内表面上的形貌可促使沉积物在这些形貌位置处积累，并可影响换热器内表面的有效清洗。这些不足可使传热效率下降。这些形貌还可大幅增加制造换热器的费用。正如上述，管式换热器的传热效率可通过清洗介质流过螺旋流路来提高，例如在管式换热器的内表面上使用四个螺旋叶片和凹槽。遗憾的是，虽然减少用于换热器中的清洗介质数量是希望的，过量使用清洗介质可对无机颜料颗粒物的质量有不利影响。因此，仍需要开发用于改进无机颜料例如二氧化钛冷却的方法和制造设备，在那里避免沉积物的积累，减少对换热器内表面有效清洗的影响，以及减少清洗介质的用量。本专利技术提供了这样一种解决办法。专利技术概述本专利技术提供生产无机颜料和颗粒物的设备和方法。所述的方法和设备包括那些适用于在生成无机颜料和颗粒物的过程中和过程以后改进气体和颗粒物冷却的方法和设备。所述的方法和设备特别适用于生成二氧化钛颗粒物。在一个实施方案中，本专利技术提供一种生产二氧化钛的方法，所述的方法包括：(a)在热存在下四氯化钛与氧反应生成二氧化钛；以及(b)二氧化钛在有螺旋结构的导管中冷却，其中所述的螺旋结构包含至少一个螺旋弯管。在另一个实施方案中，本专利技术提供一种生产二氧化钛的方法，所述的方法包括：(a)在热存在下四氯化钛与氧反应生成二氧化钛；以及(b)二氧化钛在有螺旋结构的导管中冷却，其中所述的螺旋结构包含-->至少三个螺旋弯管，其中所述的至少三个螺旋弯管形成有至少三个360°螺旋弯曲的螺旋结构，以及其中螺旋结构有1-10°的螺旋角。在另一个实施方案中，本专利技术提供一种用于制造颜料的螺旋管，所述的螺旋管包含用于接收无机颜料的导管，其中所述的导管包含螺旋结构，以及其中所述的导管能耐等于或大于约650℃的温度。附图简介为了说明和描述本专利技术，已选择了本专利技术的一些优选实施方案，但不打算以任何方式来限制本专利技术的范围。附图中表示本专利技术某些方面的优选实施方案，其中：图1说明实施例1的左旋螺旋导管。图2说明实施例1的螺旋导管的设计准则。图3为实施例1导管的螺旋结构排列的示图。图4为图3的过渡螺旋结构的示图。图5为实施例1导管的示图，说明弯曲的半径。图6表示实施例5有5°螺旋角和5.5旋转的螺旋管。图7为使用实施例5螺旋管的清洗盐用量。图8为使用实施例5螺旋管的流速。图9为实施例5的螺旋管(新的5°螺旋管)和实施例1的螺旋管(新的5°螺旋管以前)以kPa表示的烟道管压降随t/hr的变化。图10为使用实施例5的螺旋管(新的5°螺旋管)和实施例1的螺旋管(新的5°螺旋管以前)的粘度比较。图11为实施例中使用的烟道槽的示图，表示直通部分和弯管。图12为二氧化钛粗颜料生产的工艺方块流程图。优选实施方案的详述现在结合优选的实施方案来描述本专利技术。这些实施方案有助于了解本专利技术，而不打算以任何方式来限制本专利技术也不以任何方式作为本专利技术限制。对于一般熟悉本专业的技术人员来说，当阅读了本公开内-->容以后，所有的替代方案、改变和等价物都是显而易见的，所有的替代方案、改变和等价物都包括在本专利技术的精神实质和范围内。为了更好地了解本专利技术以及其它优点和实施方案，结合实施例以及附后权利要求书中所列的本专利技术范围，提及以下描述。本公开内容不是有关生产无机颜料方法的入门知识；熟悉本专业的技术人员已知的基本原理未详细说明。定义除非另加说明，或者从本文中显而易见，这里使用的短语和术语包含以下含义。急弯段正如这里使用的，短语“急弯段”在现有技术中称为“弯曲段”。“急弯段”或“弯曲段”为导管或烟道中的弯管，它表示直线导管或烟道的偏离。“急弯段”通常有角度从约90°到约170°的旋转。“急弯段”与“弯曲状弯管”的区别在于，在急弯段中角度有突然变化，它急剧改变流动方向，相反，对于弯曲状弯管，流动方向逐渐地、平滑地和均匀地变化。导管正如这里使用的，术语“导管”包括管子或烟道或可封闭气态的、蒸汽的和颗粒状的反应物和反应产物并为它们提供通道以便从生成它们的所述区域中离开的任何其它结构物。术语“导管”包括但不限于管式换热器。导管可由现有技术中已知的任何材料制成，根据本公开内容，熟悉本专业的技术人员应认识到它适用于本专利技术的实施。冷却正如这里使用的，术语“冷却”包括降低材料的温度。使用本专利技术的公开内容描述的方法和制造设备，通过本专利技术导管输送的材料将-->经受降温。恒定的螺旋角正如这里使用的，与本专利技术的其它螺旋结构、螺旋部分或螺旋弯管相比，短语“恒定的螺旋角”包括不随螺旋结构、螺旋部分或螺旋弯管变化的螺旋角。短语“螺旋部分”是指包含螺旋结构的导管部分。通常但不是一定的，“螺旋部分”是包含完全螺旋弯曲(即螺旋结构的360°旋转)的管部分，其中所述的管部分例如可焊接或连接到一个或多个其它管部分上。所述的一个或多个其它管部分包含一个或多个螺旋部分、一个或多个弯管和/或一个或多个直通部分。凹陷处正如这里使用的，术语“凹陷处”包括说明管式换热器内表面内卷的管式换热器内表面上的偏离。翅片正如这里使用的，术语“翅片”包括管式换热器内表面上的突出物。“翅片”可由与管式换热器相同的或不同的组合物构成。“翅片”可为三角形的或可为有助于换热、减少积累和/或提高清洗效率的任何形状。螺旋弯管正如这里使用的，短语“螺旋弯管”包括螺旋结构的部分。短语“螺旋结构的部分”本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造二氧化钛的方法，所述的方法包括：（ａ）在热存在下使四氯化钛与氧反应生成二氧化钛；和（ｂ）使二氧化钛在包括至少一个螺旋结构的导管中冷却，其中所述至少一个螺旋结构包含至少一个螺旋弯管。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2004-11-30 60/632,2461.一种制造二氧化钛的方法，所述的方法包括：(a)在热存在下使四氯化钛与氧反应生成二氧化钛；和(b)使二氧化钛在包括至少一个螺旋结构的导管中冷却，其中所述至少一个螺旋结构包含至少一个螺旋弯管。2.根据权利要求1的方法，其中，至少一个螺旋结构的螺旋角为1°至25°。3.根据权利要求2的方法，其中，螺旋角为2°至10°。4.根据权利要求3的方法，其中，螺旋角为3°至5°。5.根据权利要求2的方法，其中，螺旋结构有恒定的螺旋角。6.根据权利要求2的方法，其中，螺旋结构有可变的螺旋角。7.根据权利要求1的方法，其中，至少10％的导管为螺旋的。8.根据权利要求1的方法，其中，至少90％的导管为螺旋的。9.根据权利要求1的方法，其中，导管有至少两个螺旋弯管。10.根据权利要求9的方法，其中，导管有至少三个螺旋弯管。11.根据权利要求10的方法，其中，导管有至少三个360°的螺旋弯曲。12.根据权利要求1的方法，其中，导管还包含至少一个急弯段。13.根据权利要求1的方法，其中，导...

【专利技术属性】
技术研发人员：RJ萨拉契尼，JY旺，SR加顿，
申请(专利权)人：美礼联无机化工公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]