氯化法钛白氧化反应器制造技术

本发明专利技术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。本发明专利技术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。生成的半成品基料质量。生成的半成品基料质量。

【技术实现步骤摘要】
氯化法钛白氧化反应器


[0001]本专利技术属于钛白粉生产
，特别涉及氯化法钛白氧化反应器。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。
[0004]因此，专利技术氯化法钛白氧化反应器来解决上述问题很有必要。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术提供了氯化法钛白氧化反应器，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：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。
[0007]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。
[0008]进一步的，所述热氧进气管口与加热段还可以为垂直切向设置，且热氧进气管口内部衬耐火材料，所述加热段内衬开设有斜切孔，氧进气管口通道与斜切孔相连，所述斜切孔与热氧进气管口通道通过浇筑耐火材料一体成型设置，所述斜切口与加热段轴向夹角为45至75度设置。
[0009]进一步的，所述进气室的蜗壳式环状结构内部空腔结构的内径还可以开为从大到小依次螺旋式减小，进气室壳体为镍基合金钢板材质；所述进气室内部的加料环为圆环式实体结构，其材质为镍基合金锻件材料，加料环四周均布开设8
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16个管通道，管通道由外到内直径逐渐缩小，管通道内部紧衬变径的耐高温陶瓷管。
[0010]进一步的，所述甲苯枪接口一端固定套接有加宽套，所述加宽套与甲苯枪接口为一体成型设置，所述甲苯枪接口位于加宽套内部的一段开设有加宽孔，所述加宽孔的截面形状为矩形设置，且内顶壁和内底壁均铰接有挡板，所述挡板表面贯穿连接有弧形杆，所述弧形杆一端与加宽孔内壁固定连接，且表面套接有第一弹簧，所述加宽套位于加热段内部的一端均匀开设有若干个防护槽，所述防护槽内部设置有防护装置。
[0011]进一步的，所述防护装置包括柱塞和缓冲弹簧，所述柱塞与防护槽内壁呈精密配合偶件滑动设置，所述缓冲弹簧两端均设置有弹簧座，且防护槽一端与加宽套外部之间开设有透气孔，其中一个所述弹簧座位于透气孔位置为通孔设置，两个所述弹簧座之间设置有液压缓冲装置。
[0012]进一步的，所述液压缓冲装置包括液压筒和推杆，所述推杆一端与液压筒内部滑动插接有设置，且固定连接有活塞，所述液压筒内部设置有液压油，且液压油的体积小于液压筒体积的一半设置，所述活塞两侧之间贯通设置有若干个进液装置和出液装置，且进液装置的数量小于出液装置的数量。
[0013]进一步的，所述进液装置和出液装置均包括工形通道，所述工形通道内部一端设置有密封塞，所述密封塞表面活动贯穿连接有T形杆，所述T形杆表面套接有第二弹簧，所述T形杆一端固定连接有滤板，所述滤板表面为均匀的孔状设置，且与工形通道内壁固定连接，所述进液装置和出液装置内部的密封塞方向为相反设置。
[0014]本专利技术的技术效果和优点：1、本专利技术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，避免设备内壁受甲苯枪火焰直接灼烧，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。
[0015]2、本专利技术通过设有加宽套，经过两个挡板顶开，挡板在第一弹簧的作用下恢复闭合装置从而有效的防止加热段内热态介质逆流。
[0016]3、本专利技术通过设有防护装置，使防护槽内部的柱塞产生压缩，使柱塞压缩缓冲弹簧，增加加热段内部的空间，使高压气体对防护槽内部施压，从而防止加热段内部瞬间高压
造成损坏。
[0017]4、本专利技术通过设有液压缓冲装置，柱塞在缓冲弹簧的作用下缓慢恢复原位，其过程为将进液装置内部的密封塞顶开，从而使气体和液压油缓慢的流至活塞一侧，从而防止柱塞在缓冲弹簧的作用下快速恢复原位产生惯性力，导致缓冲弹簧与柱塞之间脱落损坏。
[0018]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书和附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1示出了本专利技术实施例的整体结构示意图；图2示出了本专利技术图1中A
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A处剖视图；图3示出了本专利技术图1中B
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B处剖视图；图4示出了本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.氯化法钛白氧化反应器，包括加热段（1）、反应段（2）和急冷段（3），其特征在于：加热段（1）整体分为左中右三段，这三段通过法兰盘（5）固定在起形成一个炉体；加热段（1）左端中部设置有甲苯枪接口（7），加热段（1）左端的外径面上设置有一个至四个热氧进气管口（4），热氧进气管口（4）以加热段（1）圆心为中心环形阵列分布在加热段（1）上，热氧进气管口（4）与加热段（1）的轴心线呈60至85度夹角；加热段（1）的右端与反应段（2）相通接，反应段（2）由进气室（10）和加料环（11）构成，进气室（10）为蜗壳式环状结构，若干个加料环（11）固定在进气室（10）的内壁上，相邻的二个加料环（11）之间形成管通道（9），管通道（9）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（10）设置有四氯化钛进气口（8），同时进气室（10）沿热段的轴向设置有反应段进气口（2a）与反应段出气口（2b），反应段进气口（2a）与加热段（1）的右端相通接，反应段出气口（2b）与急冷段（3）的左端相通接，急冷段（3）为气液换热器，反应段（2）出来的基料进入气液换热器中换热冷却。2.根据权利要求1所述的氯化法钛白氧化反应器，其特征在于：所述管通道（9）为四至十二个，所述加热段（1）的本体由外壳和耐火绝热材料（6）构成，外壳材料材质为镍基合金材料，耐火绝热材料（6）内衬固定在外壳的内壁上。3.根据权利要求1所述的氯化法钛白氧化反应器，其特征在于：所述热氧进气管口（4）与加热段（1）还可以为垂直切向设置，且热氧进气管口（4）内部衬耐火材料，所述加热段（1）内衬开设有斜切孔（401），氧进气管口（4）通道与斜切孔（401）相连，所述斜切孔（401）与热氧进气管口（4）通道通过浇筑耐火材料一体成型设置，所述斜切口（401）与加热段（1）轴向夹角为45至75度设置。4.根据权利要求1所述的氯化法钛白氧化反应器，其特征在于：所述进气室（10）的蜗壳式环状结构内部空腔结构的内径还可以开为从大到小依次螺旋式减小，进气室（10）壳体为镍基合金钢板材质；所述进气室（10）内部的加料环（11）为圆环式实体结构，其材质为镍基合金锻件材料，加料环（11）四周均布开设8
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16个管通道（9），管通道...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙洪涛，闫燕，解为清，
申请(专利权)人：东华工程科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：