一种用于氯化钛白粉生产的氧化炉及其加料环

技术领域

本发明属于氯化钛白生产技术领域，尤其涉及一种用于氯化钛白粉生产的氧化炉及其加料环。

背景技术

氯化法钛白粉生产过程中，四氯化钛发生气相氧化反应得到二氧化钛粒子，经过一段管道冷却和气固分离，再制浆，然后进行与硫酸法相同的后处理工艺等后处理步骤。

四氯化钛氧化是制备钛白粉的重要步骤，这是因为氧化炉是氯化法制备钛白粉的核心设备，反应器的结构、气流混合特征和工艺操作条件决定了钛白粉的最终质量。

目前，氯化钛白行业氧化炉加料环主要采用单四氯化钛加料通道与氧气进行混合反应，存在原料的接触区域及后续反应区域存在结疤的问题，这容易导致氧化系统因为管路堵塞而造成停产，同时单通道的加料装置调整能力有限，无法实现单台氧化炉生产多个不同粒度品种的氯化钛白产品。

综上所述，氯化钛白领域亟需一种解决结疤问题以及生产多个不同粒度品种的氯化钛白产品的氧化炉。

发明内容

基于此，为了弥补现有技术的不足，提供一种用于氯化钛白粉生产的氧化炉及其加料环，本发明通过双加料通道的加料环的方式，有效解决了上述问题，在氯化钛白行业内有很好的推广应用前景。

为了实现上述目的，采用以下技术方案：

本发明提供一种用于氯化钛白粉生产的氧化炉加料环，所述氧化炉加料环包括总管、第一支管、第二支管、第一整流段、第二整流段、第一环缝和第二环缝；

其中，所述总管的一端设置有第一出口和第二出口；所述总管的所述第一出口可拆卸地连接有所述第一支管，所述第一支管依次连接到所述第一整流段和所述第一环缝；

所述总管的所述第二出口连接有所述第二支管；所述第二支管依次连接到所述第二整流段和所述第二环缝；

四氯化钛通过所述总管进入所述氧化炉加料环，并且四氯化钛通过所述第一环缝和所述第二环缝进入氧化炉的混合反应区与氧气进行氧化反应。

进一步地，所述氧化炉加料环还包括：

原料入口，所述原料入口用于输入四氯化钛；所述原料入口设置在所述总管的一端。

进一步地，所述总管的所述第一出口设置在所述第二出口的上部。

进一步地，所述第一环缝在氧气的流动方向上设置的比第二环缝更靠前，以使得相比于从第二环缝进入混合反应区的四氯化钛，从第一环缝进入混合反应区的四氯化钛与氧气先进行反应。

进一步地，第一支管通过法兰连接至所述总管的所述第一出口，以实现不同直径的第一支管的更换。

进一步地，所述总管的所述第二出口与所述第二支管固定连接。优选地，所述总管的所述第二出口与所述第二支管通过焊接的方式固定连接。

进一步地，所述第一支管的直径与所述第二支管的直径的比例范围为1:5～1:20。

本发明还提供一种用于氯化钛白粉生产的氧化炉，所述氧化炉用于将四氯化钛与氧气进行混合后的氧化反应并排出氯气和二氧化钛，所述氧化炉包括甲苯燃烧室、如上所述的氧化炉加料环、混合反应区以及AlCl

进一步地，所述混合反应区还包括：

氧气入口，所述氧气入口用于输入来自甲苯燃烧室的氧气至氧化炉的混合反应区；

产品出口，氧化反应后生成的二氧化钛和氯气通过所述产品出口去往后续系统。

本发明还提供一种如上所述的氧化炉进行氯化钛白粉生产的方法，所述方法包括：

四氯化钛与氧气进行预热；

启动氧化炉甲苯枪，将氧气通入氧化炉甲苯燃烧室一起反应后进入加料环；

将预热后的四氯化钛通入AlCl

四氯化钛通过第一支管进入第一环缝，从而在混合反应区与氧气进行反应，生成的二氧化钛与剩余的氧气输送至第二环缝附近后与通过第二环缝进入氧化炉内的四氯化钛进一步反应；

反应后生成二氧化钛与氯气后进入后续系统进行气固分离。

本发明具有以下有益技术效果：

本发明的氧化炉采用第一支管和第二支管进行分段的四氯化钛加入，使得其与氧气分段反应生成钛白粉，通过第一支管下的四氯化钛与氧气反应生成的二氧化钛对第二支管下的第二环缝附近的反应区的壁面进行冲刷，减少了氧化炉环缝前的结疤，有利于氧化炉运行的稳定运行。

本发明的氧化炉的第一支管是可拆卸且可更换的，通过调整第一支管的直径实现不同的分段加料配比，从而实现不同钛白粉产品粒度的调整。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。

图1为本发明一实施例的氧化炉的示意图；

图2为本发明一实施例的氧化炉的加料环的示意图。

【附图标记列表】

1-氧化炉，2-氧气口，4-产品出口；

5-总管，6-第一支管，7-第二支管，8-第一整流段，9-第二整流段，10-第一环缝，11-第二环缝。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。

结疤问题是影响氧化反应器正常生产的主要问题之一。氧化炉结疤，是由于初生的具有很大表面积和粘性的气溶胶状的二氧化钛微粒和停留在高温区的絮料逐步烧结形成坚硬的疤块引起的，结疤改变了氧化炉的空间形状，阻塞加料口，影响气流走向，以致常常被迫停炉处理。

如图1所示，本实施例的用于氯化钛白粉生产的氧化炉1，氧化炉1用于将四氯化钛与氧气进行混合后的氧化反应并排出氯气和二氧化钛，氧化炉1包括甲苯燃烧室、氧化炉加料环、混合反应区以及AlCl

如图2所示，混合反应区还包括：

氧气入口，氧气入口用于输入来自甲苯燃烧室的氧气至氧化炉的混合反应区；

产品出口4，氧化反应后生成的二氧化钛和氯气通过产品出口去往后续系统。

图2还示出了用于氯化钛白粉生产的氧化炉加料环，氧化炉加料环包括总管5、第一支管6、第二支管7、第一整流段8、第二整流段9、第一环缝10和第二环缝11；

总管5的一端设置有第一出口和第二出口，总管5的第一出口设置在第二出口的上部。

总管5的第一出口可拆卸地连接有第一支管6，第一支管6依次连接到第一整流段8和第一环缝10；

总管5的第二出口连接有第二支管7；第二支管7依次连接到第二整流段9和第二环缝11；

四氯化钛通过总管5进入氧化炉加料环，并且四氯化钛通过第一环缝10和第二环缝11进入氧化炉的混合反应区与氧气进行氧化反应。

原料入口，原料入口用于输入四氯化钛；原料入口设置在总管5的一端。

如图2所示，以氧气的流动方向为基准，第一环缝10设置的比第二环缝11更靠前，即更靠近氧气入口的位置，这样，虽然四氯化钛从第一环缝10和第二环缝11进入反应区，但是，相比于从第二环缝11进入混合反应区的四氯化钛，从第一环缝10进入混合反应区的四氯化钛与氧气先进行反应。通过第一支管6下的四氯化钛与氧气反应生成的二氧化钛对第二支管7下的第二环缝11附近的反应区的壁面进行冲刷，减少了氧化炉环缝前的结疤，有利于氧化炉运行的稳定运行。

第一支管6通过法兰连接至总管5的第一出口，以实现不同直径的第一支管6的更换。总管5的第二出口与第二支管7固定连接。优选地，总管5的第二出口与第二支管7通过焊接的方式固定连接。所以，第二支管7是固定的管径。

第一支管6的直径与第二支管7的直径的比例范围为1:5～1:20。本发明的氧化炉的第一支管6是可拆卸且可更换的，通过调整第一支管6的直径实现不同的分段加料配比，从而实现不同钛白粉产品粒度的调整。例如，需要可以通过调整第一支管6的直径与第二支管7的直径的比例范围来实现不同的分段四氯化钛加料配比。

采用如上的氧化炉进行氯化钛白粉生产的方法包括：

四氯化钛与氧气在预热炉内进行预热，达到生产时的工艺温度要求范围；

启动氧化炉甲苯枪，将氧气通入氧化炉甲苯燃烧室一起反应后进入加料环，使得氧气和四氯化钛能够达到氧化反应温度；

将预热后的四氯化钛通入AlCl

四氯化钛通过第一支管6进入第一环缝10，从而在混合反应区与氧气进行反应，生成的二氧化钛与剩余的氧气输送至第二环缝11附近后与通过第二环缝11进入氧化炉内的四氯化钛进一步反应；在反应室高温氧气流与经过预热的气态四氯化钛和晶型转化剂AlCl

反应后生成二氧化钛与氯气后进入后续系统进行气固分离。

如图2所示，预热的气态四氯化钛和晶型转化剂AlCl

以上是本发明公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。