二氧化钛制备设备及氧化工艺流程制造技术

本发明专利技术公开了一种二氧化钛制备设备，包括前端进料管、对喷冷却装置和集料斗装置，前端进料管包括第一进料管、第二进料管、第三进料管和第一出料管，对喷冷却装置包括第四进料管、第五进料管、第六进料管和第二出料管；第一进料管、第二进料管、第三进料管和第一出料管相通；第四进料管、第五进料管、第六进料管和第二出料管相通；第一出料管与第四进料管相连，第二出料管与集料斗装置连通。本发明专利技术制造简单，高温高压下气相反应物瞬间完成混合，反应充分，终止反应冷却速度快，反应生成的TiO

Preparation equipment and oxidation process of titanium dioxide

The invention discloses a titanium dioxide preparation equipment, including the front end of the feed tube, the spray cooling device and collecting hopper device, front feed tube comprises a first feeding pipe and the second feeding pipe, a third material tube and the first discharge pipe, the spray cooling device comprises fourth feeding pipe and the fifth feeding Sixth pipe, inlet pipe and outlet pipe second; the first feeding pipe and the second feeding pipe, a third material tube and the first discharge pipe; fourth feeding pipe and the fifth feeding pipe and the sixth feeding tube and second discharge pipes are communicated; the first discharge pipe is connected with fourth feeding tubes second, a discharge pipe and a collecting hopper connected device. The preparation of the invention is simple, and under the high temperature and high pressure, the gas phase reactant is mixed instantaneously, the reaction is sufficient, the reaction is stopped, the cooling speed is fast, and the reaction generates TiO

【技术实现步骤摘要】
二氧化钛制备设备及氧化工艺流程
本专利技术涉及TiO2的制备领域，具体涉及一种二氧化钛制备设备及氧化工艺流程。
技术介绍
氯化法生产钛白粉对于硫酸法而言是一个技术进步，生产效率高，连续自动化操作，产品质量稳定，直接排放的“三废”少。氯化法的工艺流程短，主要生产工艺流程包括四氯化钛制备、四氯化钛的氧化和二氧化钛的表面处理三大部分。四氯化钛的氧化是氯化法生产钛白粉的核心工艺，TiCl4的氧化是气相反应，反应温度在1200℃左右，TiCl4生成TiO2的反应时间只有0.05秒左右。TiCl4的氧化需AlCl3做晶种，AlCl3按一定比例溶解在TiCl4内，预热到800～1200℃。TiO2在0.05～0.1s时间内反应产生，为避免TiO2晶体在高温下迅速增大和相互粘结，初生的TiO2晶体必须争剧降温，要在几秒钟内从1100左右℃冷却至400℃左右。由于TiCl4与O2是吸热反应，因此在反应中需要提供辅助热源帮助升温，可用燃烧一氧化碳、甲苯(或二甲苯)以及等离子火炬等作辅助热源。氧化反应器是TiCl4氧化的关键设备，设备和生产工艺技术复杂，难度高。首先在高温下TiCl4腐蚀性很强，在1000℃以上的温度下对所有材料的强度、耐温、耐腐蚀性能要求很严格，其次TiCl4、O2、AlCl3不仅混合要均匀，而且混合喷入的速度很快，国内外资料介绍喷射速度为150～200m/s，这样高速混合的工艺和设备难度很大；而要在0.01～0.05秒内利用控制反应物的停留时间来调整TiO2的晶粒大小也非常困难的；由于氯化钛白反应温度高，在高温下TiCl4、O2对设备都具有强腐蚀性，高温高压下气相反应速度快，极难控制，TiO2结疤在器壁内，难以去除，影响生产。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种TiO2制备设备及氧化工艺流程，满足TiO2的制备要求，避免TiO2在器壁内结疤。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：二氧化钛制备设备，它包括前端进料管、对喷冷却装置和集料斗装置，所述前端进料管包括第一进料管、第二进料管、第三进料管和第一出料管，对喷冷却装置包括第四进料管、第五进料管、第六进料管和第二出料管；第一进料管、第二进料管、第三进料管和第一出料管相通，且第一进料管、第二进料管、第三进料管和第一出料管构成的形状为十字型；第四进料管、第五进料管、第六进料管和第二出料管相通，且第四进料管、第五进料管、第六进料管和第二出料管构成的形状为十字型；第一出料管与第四进料管相连，第二出料管与集料斗装置连通。作为优选方式，它还包括冷却介质喷枪，第五进料管和第六进料管分别连接冷却介质喷枪。设置冷却介质喷枪，便于控制进料压力，有利于控制物料的对喷。作为优选方式，第二出料管与集料斗装置之间设置有检修阀，便于检修。设置多组前端进料管和对喷冷却装置，每组前端进料管和对喷冷却装置的使用基本不会相互影响，更加有利于设备检修、维护，避免给大型二氧化钛制备设备造成不必要的损失。作为优选方式，第一进料管与第一出料管的管径一致，第一进料管中心线与第一出料管中心线位于同一直线上，物质在流动的过程中，压力不会有太大的变化，便于物质的顺畅流动。作为优选方式，第二进料管和第三进料管的管径一致，第二进料管中心线和第三进料管中心线位于同一直线上(或者第二进料管和第三进料管沿第一进料管或者第一出料管镜像对称)，有助于控制对喷混合反应。作为优选方式，第四进料管中心线和第二出料管中心线位于同一直线上。第四进料管管径可以小于第二出料管的管径，出料管管径大于进料管管径，有利于反应物在流动的释压过程中冷却介质与反应物的充分混合。作为优选方式，第五进料管与第六进料管的管径一致，第五进料管中心线与第六进料管中心线位于同一直线上(或者第五进料管和第六进料管沿第四进料管或者第二出料管镜像对称)，冷却介质对喷进入有利冷却介质与反应物充分快速混合。作为优选方式，所述集料斗装置为集料仓或过渡料仓，便于收集、管理生成物进入下一工序。作为优选方式，第一出料管上设置有第七进料管和/或第八进料管，可以通过第七进料管和/或第八进料管进行二次补氧和补充热量。第七进料管和第八进料管的管径一致，第七进料管中心线与第八进料管中心线位于同一直线上(或者第七进料管和第八进料管沿第一进料管或者第一出料管镜像对称)。二氧化钛制备设备氧化工艺流程，它包括如下步骤：第一步：制备好的TiCl4与AlCl3按比例混合,加热至800～1300摄氏度，形成高温气体，按需求量和压力进入到第一进料管；制备好的O2加热至800～1300摄氏度高温，加热后的O2进入第二进料管；辅助热气加热至1000～1500摄氏度，进入第三进料管；第二步：TiCl4与AlCl3的混合气体、O2和辅助热气在第一进料管、第二进料管和第三进料管之间形成的反应汇集区进行高速对撞，TiCl4与AlCl3的混合气体与O2在汇集区或者第一出料管或者第四进料管内进行充分混合反应后在第四进料管、第五进料管、第六进料管和第二出料管之间形成的冷却汇集区或者第二出料管内(进入集料斗装置或集料仓之前均可进行冷却)通过注入的冷却介质进行冷却；第三步：冷却后的物质从第二出料管的出口进入集料斗装置中。作为优选方式，在冷却之前加入二次补氧和补充热量环节，二次补氧和补充热量所需要的氧气和辅助热气从第一出料管的侧壁注入(或分别从第七进料管和第八进料管注入第一出料管中)；该辅助热气的温度为1000～1500摄氏度；二次补氧的氧气温度为800～1300摄氏度。作为优选方式，O2和辅助热气对喷进入第一进料管、第二进料管、第三进料管以及第一出料管之间形成的反应汇集区。作为优选方式，二次补氧和补充热量所需要的氧气和辅助热气对喷进入第一出料管。本专利技术的有益效果是：本专利技术制造简单，高温高压下气相反应物瞬间完成混合，反应充分，终止反应冷却速度快，反应生成的TiO2在高温高压器壁(集料斗装置或集料仓)内不易结疤，生成的TiO2与冷却介质高速对撞混合，冷却速度快，对粘结的TiO2具有气流粉碎作用，产品粒度更均匀，质量更稳定。附图说明图1为本专利技术TiO2制备设备的结构示意图；图2为本专利技术TiO2制备设备侧视结构示意图；图3为图2的局部结构示意图；图4为图3中沿A-A方向观察的结构示意图；图5为图4中沿B-B方向观察的结构示意图；图6为本专利技术冷却介质喷枪的结构示意图；图中，1-第一进料管，2-第二进料管，3-第三进料管，4-第七进料管，5-第八进料管，6-第一出料管，7-检修阀，8-冷却介质喷枪；9-集料斗；10-第四进料管；11-第五进料管；12-第六进料管；13-第二出料管。具体实施方式下面结合附图进一步详细描述本专利技术的技术方案，但本专利技术的保护范围不局限于以下所述。如图1～图6所示，二氧化钛制备设备，它包括前端进料管、对喷冷却装置和集料斗装置，所述前端进料管包括第一进料管1、第二进料管2、第三进料管3和第一出料管6，对喷冷却装置包括第四进料管10、第五进料管11、第六进料管12和第二出料管13；第一进料管1、第二进料管2、第三进料管3和第一出料管6相通，且第一进料管1、第二进料管2、第三进料管3和第一出料管6构成的形状为十字型；第四进料管10、第五进料管11、第六进料管12和第二出料管13相通，且第本文档来自技高网...

【技术保护点】
二氧化钛制备设备，其特征在于：它包括前端进料管、对喷冷却装置和集料斗装置，所述前端进料管包括第一进料管、第二进料管、第三进料管和第一出料管，对喷冷却装置包括第四进料管、第五进料管、第六进料管和第二出料管；第一进料管、第二进料管、第三进料管和第一出料管相通，且第一进料管、第二进料管、第三进料管和第一出料管构成的形状为十字型；第四进料管、第五进料管、第六进料管和第二出料管相通，且第四进料管、第五进料管、第六进料管和第二出料管构成的形状为十字型；第一出料管与第四进料管相连，第二出料管与集料斗装置连通。

【技术特征摘要】
1.二氧化钛制备设备，其特征在于：它包括前端进料管、对喷冷却装置和集料斗装置，所述前端进料管包括第一进料管、第二进料管、第三进料管和第一出料管，对喷冷却装置包括第四进料管、第五进料管、第六进料管和第二出料管；第一进料管、第二进料管、第三进料管和第一出料管相通，且第一进料管、第二进料管、第三进料管和第一出料管构成的形状为十字型；第四进料管、第五进料管、第六进料管和第二出料管相通，且第四进料管、第五进料管、第六进料管和第二出料管构成的形状为十字型；第一出料管与第四进料管相连，第二出料管与集料斗装置连通。2.根据权利要求1所述的二氧化钛制备设备，其特征在于：它还包括冷却介质喷枪，第五进料管和第六进料管分别连接冷却介质喷枪。3.根据权利要求1所述的二氧化钛制备设备，其特征在于：第二出料管与集料斗装置之间设置有检修阀。4.根据权利要求1或2或3所述的二氧化钛制备设备，其特征在于：第一进料管与第一出料管的管径一致，第一进料管中心线与第一出料管中心线位于同一直线上。5.根据权利要求1或2或3所述的二氧化钛制备设备，其特征在于：第二进料管和第三进料管的管径一致，第二进料管中心线和第三进料管中心线位于同一直线上。6.根据权利要求1或2或3所述的二氧化钛制备设备，其特征在于：第四进料管...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨绍泉，
申请(专利权)人：成都金猫环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51