用于低温氯化制取四氯化钛的一次反应炉制造技术

本发明专利技术公开了一种一次反应炉，尤其是涉及一种用于低温氯化制取四氯化钛的一次反应炉，属于冶金生产设备设计制造技术领域。提供一种反应温度易控制，能满足大型化、规模化生产工艺要求的用于低温氯化制取四氯化钛的一次反应炉。所述的一次反应炉包括流化床、返泥浆输送接口和反应炉本体，所述反应炉本体敞开的下端部通过所述的流化床封闭，所述的返泥浆输送接口布置在所述反应炉本体的中上部；低温氯化反应过程中，氯气通过所述的流化床从底部输入所述的反应炉本体中，调控所述反应炉本体内部反应温度的常温泥浆通过所述的返泥浆输送接口，在外部返泥浆系统的配合下从该反应炉本体的中上部输入所述的反应炉本体中。

Primary Reaction Furnace for Low Temperature Chlorination to Titanium Tetrachloride

The invention discloses a primary reaction furnace, in particular relates to a primary reaction furnace for preparing titanium tetrachloride by low temperature chlorination, belonging to the technical field of metallurgical production equipment design and manufacture. A primary reaction furnace for low temperature chlorination of titanium tetrachloride is provided, which is easy to control and meets the requirements of large-scale and large-scale production process. The primary reactor comprises a fluidized bed, a return slurry conveying interface and a reactor body. The lower end of the open reactor body is closed through the fluidized bed, and the return slurry conveying interface is arranged in the middle and upper part of the reactor body. During the low temperature chlorination reaction, chlorine gas is fed into the reactor body from the bottom through the fluidized bed to regulate and control the said reactor body. The normal temperature slurry of reaction temperature inside the reactor body is fed into the reactor body from the middle and upper parts of the reactor body through the transport interface of the returning slurry and with the cooperation of the external returning slurry system.

【技术实现步骤摘要】
用于低温氯化制取四氯化钛的一次反应炉
本专利技术涉及一种一次反应炉，尤其是涉及一种用于低温氯化制取四氯化钛的一次反应炉，属于冶金生产设备设计制造

技术介绍
我国的钒钛磁铁矿资源十分丰富，综合利用价值极高。低温选择性氯化制取四氯化钛工艺是某钢铁集团公司国内首创的提钛技术，其生产线、生产设备目前仅存在于该钢铁集团公司。高温碳化—低温选择性氯化工艺路线经济性好、工艺路线成熟，已经作为国内提钛产业的主要生产工艺。低温氯化炉作为氯化系统的核心设备，主要负责将合格粒度的碳化渣与氯气在低温条件下反应生成四氯化钛。目前，国内低温氯化炉除了在某国内钢铁集团公司内存，以及其下属企业提交的申请号为201810778511.4，专利技术名称为低温氯化炉的专利技术专利申请提供的相应技术方案外，均没有可供参考的结构。而上述存在的两种低温氯化炉不仅为直筒结构的单炉体反应炉，而且均是通过底部加料和排渣，在炉体的顶部也仅设置有一个排烟口。这种结构的低温氯化炉，在低温氯化过程中仅进行一次反应，反应不彻底；而且由于氯化反应为放热反应，从而使炉内温度极不容易控制，导致氯化率较低，约为60～75％。低温氯化炉要求炉内反应温度保持在400-600℃，最多不超过700℃，否则会使反应失效。再者，低温氯化反应过程中，炉体运行震动严重、炉体结构无法保证长时间连续运行、局部关键结构不满足功能要求等诸多缺陷。随着产业规模的扩大，低温氯化提钛逐渐进入大型化、规模化生产，既要保证合格的氯化率，又能满足设备的使用要求，对低温氯化炉提出了新要求。采用现有单炉体，不仅无法保证碳化钛的平均氯化率达到85％，而且不能满足生产工艺要求、经济性也不高。同时，由于产能扩大，如果单纯的增大炉体直径，炉体底部加料的方式也不满足工艺要求，炉内的反应温度更加难以控制。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种反应温度易控制，能满足大型化、规模化生产工艺要求的用于低温氯化制取四氯化钛的一次反应炉。为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种用于低温氯化制取四氯化钛的一次反应炉，所述的一次反应炉包括流化床、返泥浆输送接口和反应炉本体，所述反应炉本体敞开的下端部通过所述的流化床封闭，所述的返泥浆输送接口布置在所述反应炉本体的中上部；低温氯化反应过程中，氯气通过所述的流化床从底部输入所述的反应炉本体中，调控所述反应炉本体内部反应温度的泥浆通过所述的返泥浆输送接口，在外部返泥浆系统的配合下从该反应炉本体的中上部输入所述的反应炉本体中。进一步的是，所述的一次反应炉还包括支撑稳定装置，所述的反应炉本体通过所述的支撑稳定装置支撑，并在氯化反应过程中通过该支撑稳定装置保持稳定。上述方案的优选方式是，所述的支撑稳定装置包括环形主力支撑结构和弹性辅支撑结构，所述的反应炉本体通过所述的环形主力支撑结构支撑，氯化反应过程的所述反应炉本体通过所述的弹性辅支撑结构保持稳定，所述的弹性辅支撑结构以顶部支撑点为基准在其内部弹性件的配合下沿高度方向可自由伸缩。进一步的是，所述的一次反应炉还包括测温孔系，所述的测温孔系沿高度方向顺序的布置在反应炉本体反应段的侧壁上；氯化反应过程中反应炉本体内部的反应温度通过插入所述测温孔系中的温度检测仪测定。上述方案的优选方式是，所述的反应炉本体包括沿高度方向顺序连接的反应筒体、变径段、扩大段和炉顶收口密封段，所述的流化床布置在所述反应筒体的下端部，在所述炉顶收口密封段的顶板上和反应筒体顶部的侧壁上均布置有所述的返泥浆输送接口，支撑稳定装置的环形主力支撑结构与所述反应筒体的上部固定连接，支撑稳定装置的弹性辅支撑结构与所述反应筒体的中下部固定连接，所述的测温孔系沿高度方向顺序的布置在所述反应筒体的侧壁上。进一步的是，所述的反应筒体包括壳体和衬覆在该壳体内侧壁上的内衬结构，所述的反应筒体通过所述壳体的上端与所述的变径段连接，所述的反应筒体通过所述壳体的下端与所述的流化床连接。上述方案的优选方式是，所述的内衬结构包括沿厚度方向向内顺序设置的永久层和工作层，所述的永久层与所述壳体的内侧壁贴接连接，在所述永久层的顶部设置有与所述永久层一体成型的斜面包覆体，向筒体内部倾斜的所述斜面包覆体的倾斜面与水平面的夹角在45～80°之间，所述工作层的顶面包覆在所述的斜面包覆体中。进一步的是，所述的内衬结构还包括多道沿高度方向顺序布置的托转环，所述托转环的外圈面与所述壳体的内侧壁焊接连接，所述托转环的其它部位包覆在所述的永久层和所述的工作层中。上述方案的优选方式是，所述的壳体、变径段、扩大段和炉顶收口密封段均由不锈钢材料制成，呈倒圆锥形的所述变径段的侧壁与水平面的夹角在30～80°之间，在所述反应筒体的上部还设置有固体物料输入口和四氯化钛渣输出口，在所述反应筒体底部的侧壁上还设置有排渣口和应急排渣口。进一步的是，所述的流化床包括分布板、分布器、气包和流化床支撑结构，在所述的分布板上均布的分布器安装孔，由多根喷吹导杆构成的分布器通过所述的分布器安装孔安装在所述反应筒体的下端，各根所述喷吹导杆的进气端分别与所述的气包连接，所述的流化床通过所述的流化床支撑结构支撑在所述反应筒体的下端。本专利技术的有益效果是：本申请通过设置一个包括流化床、返泥浆输送接口和反应炉本体的一次反应炉，并将所述反应炉本体敞开的下端部通过所述的流化床封闭，所述的返泥浆输送接口布置在所述反应炉本体的中上部，然后在低温氯化反应过程中，使氯气通过所述的流化床从底部输入所述的反应炉本体中，使调控所述反应炉本体内部反应温度的常温泥浆通过所述的返泥浆输送接口，在外部返泥浆系统的配合下从该反应炉本体的中上部输入所述的反应炉本体中。这样，由于在所述反应炉本体的中上部设置了返泥浆输送接口，并在低温氯化反应过程中通过该返泥浆输送接口，在外部返泥浆系统的配合下将外部淋洗、精制工序产生的常温泥浆重新输入反应炉，达到降低超过700℃的炉内温度的目的，从而不仅可以有效的实现对炉内反应温度的有产控制，而且参与反应的氯气通过流化床从底部输入所述的反应炉本体中，还能满足大型化、规模化生产工艺要求。附图说明图1为本专利技术涉及到的高氯化率低温氯化组合炉体的主视图；图2为图1的俯视图；图3为本专利技术用于低温氯化制取四氯化钛的一次反应炉即主炉的主剖示意图；图4为图3的右侧视图；图5为图3的俯视图；图6为图3的I部视图；图7为图4的II部视图。图中标记为：流化床1、返泥浆输送接口2、反应炉本体3、支撑稳定装置4、环形主力支撑结构5、弹性辅支撑结构6、支撑点7、测温孔系8、反应筒体9、变径段10、扩大段11、炉顶收口密封段12、壳体13、内衬结构14、永久层15、工作层16、斜面包覆体17、托转环18、固体物料输入口19、四氯化钛渣输出口20、排渣口21、应急排渣口22、分布板23、分布器24、气包25、流化床支撑结构26、喷吹导杆27、主炉28、副炉29、炉间U型阀30、工艺管口31。具体实施方式如图3～图7所示是本专利技术提供的一种反应温度易控制，能满足大型化、规模化生产工艺要求的用于低温氯化制取四氯化钛的一次反应炉。所述的一次反应炉包括流化床1、返泥浆输送接口2和反应炉本体3，所述反应炉本体3敞开的下端部通过所述的流化床1封闭，所述的返泥浆输送接口2布置在所述反应炉本体3的中上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于低温氯化制取四氯化钛的一次反应炉，其特征在于：所述的一次反应炉包括流化床(1)、返泥浆输送接口(2)和反应炉本体(3)，所述反应炉本体(3)敞开的下端部通过所述的流化床(1)封闭，所述的返泥浆输送接口(2)布置在所述反应炉本体(3)的中上部；低温氯化反应过程中，氯气通过所述的流化床(1)从底部输入所述的反应炉本体(3)中，调控所述反应炉本体(3)内部反应温度的泥浆通过所述的返泥浆输送接口(2)，在外部返泥浆系统的配合下从该反应炉本体(3)的中上部输入所述的反应炉本体(3)中。

【技术特征摘要】
1.一种用于低温氯化制取四氯化钛的一次反应炉，其特征在于：所述的一次反应炉包括流化床(1)、返泥浆输送接口(2)和反应炉本体(3)，所述反应炉本体(3)敞开的下端部通过所述的流化床(1)封闭，所述的返泥浆输送接口(2)布置在所述反应炉本体(3)的中上部；低温氯化反应过程中，氯气通过所述的流化床(1)从底部输入所述的反应炉本体(3)中，调控所述反应炉本体(3)内部反应温度的泥浆通过所述的返泥浆输送接口(2)，在外部返泥浆系统的配合下从该反应炉本体(3)的中上部输入所述的反应炉本体(3)中。2.根据权利要求1所述的用于低温氯化制取四氯化钛的一次反应炉，其特征在于：所述的一次反应炉还包括支撑稳定装置(4)，所述的反应炉本体(3)通过所述的支撑稳定装置(4)支撑，并在氯化反应过程中通过该支撑稳定装置(4)保持稳定。3.根据权利要求2所述的用于低温氯化制取四氯化钛的一次反应炉，其特征在于：所述的支撑稳定装置(4)包括环形主力支撑结构(5)和弹性辅支撑结构(6)，所述的反应炉本体(3)通过所述的环形主力支撑结构(5)支撑，氯化反应过程的所述反应炉本体(3)通过所述的弹性辅支撑结构(6)保持稳定，所述的弹性辅支撑结构(6)以顶部支撑点(7)为基准在其内部弹性件的配合下沿高度方向可自由伸缩。4.根据权利要求1、2或3所述的用于低温氯化制取四氯化钛的一次反应炉，其特征在于：所述的一次反应炉还包括测温孔系(8)，所述的测温孔系(8)沿高度方向顺序的布置在反应炉本体反应段的侧壁上；氯化反应过程中反应炉本体(3)内部的反应温度通过插入所述测温孔系(8)中的温度检测仪测定。5.根据权利要求4所述的用于低温氯化制取四氯化钛的一次反应炉，其特征在于：所述的反应炉本体(3)包括沿高度方向顺序连接的反应筒体(9)、变径段(10)、扩大段(11)和炉顶收口密封段(12)，所述的流化床(1)布置在所述反应筒体(9)的下端部，在所述炉顶收口密封段(12)的顶板上和反应筒体顶部的侧壁上均布置有所述的返泥浆输送接口(2)，支撑稳定装置(4)的环形主力支撑结构(5)与所述反应筒体(9)的上部固定连接，支撑稳定装置(4)的弹性辅支撑结构(6)与所述反应筒体(9)的中下部固定连接，所述的测温孔系(8)沿高度方向...

【专利技术属性】
技术研发人员：于聪聪，兰松，周兴，李玲瑜，查笑乐，吴秋廷，杨东升，杨飞，
申请(专利权)人：攀枝花攀钢集团设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51