用于低温氯化的控温装置及低温氯化系统

技术领域

本发明涉及冶金生产附属设备设计制造技术领域，尤其涉及用于低温氯化的控温装置及低温氯化系统。

背景技术

四氯化钛是氯化法钛白粉和海绵钛等工业产品的主要原料，国内外主要的生产方法有沸腾氯化与熔盐氯化两种，其中氯化炉的温度控制主要通过从后续系统将氯化钛泥浆返回氯化炉内，通过泥浆流量进行控制。

低温氯化属于沸腾氯化的其中一种形式，其对反应温度的控制要求严格，若温度超出控制范围要求，极易导致氯化炉内部物料烧结造成死炉。氯化炉出口的TiCl

因此，如何实现低温氯化炉生产温度的严格控制是本领域亟需解决的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种用于低温氯化的控温装置及低温氯化系统。

根据本发明的一方面，提供一种用于低温氯化的控温装置，包括：

四氯化钛泥浆供应装置；

烟气喷淋机构，所述烟气喷淋机构包括烟气喷淋管路，所述烟气喷淋管路的第一端连接在所述四氯化钛泥浆供应装置处，第二端延伸至低温氯化炉顶部的烟气淋洗塔内；

反应区域喷淋机构，所述反应区域喷淋机构包括反应区域喷淋管路，所述反应区域喷淋管路的第一端与所述烟气喷淋管路的第一端并联连接，第二端延伸至低温氯化炉的反应区域内；

温度检测机构，所述温度检测机构包括用于检测所述烟气淋洗塔的排气温度的第一温度传感器和用于检测所述反应区域内的温度的第二温度传感器；

控制器，所述控制器与所述温度检测机构、所述烟气喷淋机构和所述反应区域喷淋机构通信连接并且基于所述温度检测机构检测的温度来控制所述烟气喷淋机构和所述反应区域喷淋机构的泥浆供应量。

根据本发明的一个实施例，所述烟气喷淋机构包括设置在第二端末端的旋涡喷头。

根据本发明的一个实施例，所述烟气喷淋机构包括设置在所述烟气喷淋管路的第一端和第二端之间的第一流量计和第一调节阀。

根据本发明的一个实施例，所述反应区域喷淋管路的第二端设有多个喷淋支路，所述多个喷淋支路均匀分布在所述烟气淋洗塔周围，从低温氯化炉顶部插入所述反应区域，每个喷淋支路都包括喷头。

根据本发明的一个实施例，所述喷头为直喷式。

根据本发明的一个实施例，所述反应区域喷淋管路的第二端设有四个支路，每个支路的插入深度为100-500mm。

根据本发明的一个实施例，所述反应区域喷淋机构包括设置在所述反应区域喷淋管路的第一端和第二端之间的第二流量计和第二调节阀。

根据本发明的一个实施例，所述控制器被配置为：

响应于所述第一温度传感器的检测温度超过300℃而控制所述第一调节阀的开度变大以增加对所述烟气淋洗塔内的泥浆喷淋量。

根据本发明的一个实施例，所述控制器被配置为：

响应于所述第二温度传感器的检测温度超过600℃而控制所述第二调节阀的开度变大以增加对所述反应区域内的泥浆喷淋量。

根据本发明的另一方面，提供一种低温氯化系统，包括：

如上任一实施例所述的用于低温氯化的控温装置；

低温氯化炉，所述低温氯化炉内设有进行低温氯化生产四氯化钛的反应区域；

烟气淋洗塔，所述烟气淋洗塔设置在所述低温氯化炉的炉顶上方且两者连通；

收尘系统，所述收尘系统包括依次连接的旋风收尘器、两个旋转阀和收尘料仓，所述旋风收尘器经由管道连接至所述烟气淋洗塔的出气口。

由于采用以上技术方案，本发明用于低温氯化的控温装置及低温氯化系统通过分层控温，实现了低温氯化炉反应区域温度及烟气温度的准确控制，杜绝了低温氯化炉反应区域的结块，实现了收尘系统和淋洗系统的稳定运行，为低温氯化炉的稳定运行提供了支撑。

附图说明

图1为包括根据本发明的用于低温氯化的控温装置的低温氯化系统。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

低温氯化属于沸腾氯化的其中一种形式，其对反应温度的控制要求严格，若温度超出控制范围要求，极易导致氯化炉内部物料烧结造成死炉。氯化炉出口的TiCl

为了解决上述问题，本发明提供了一种用于低温氯化的控温装置及低温氯化系统。图1示出了包括示例性低温氯化的控温装置的低温氯化系统。

用于低温氯化的控温装置10总体包括四氯化钛泥浆供应装置(未示出)、烟气喷淋机构12、反应区域喷淋机构14、温度检测机构16和控制器(未示出)。

四氯化钛泥浆供应装置用于提供四氯化钛泥浆，四氯化钛泥浆可以是低温氯化反应所得粗四氯化钛产物经冷却、沉降后的固相物与四氯化钛液体的混合物。在低温氯化炉运行过程中，当反应区域或烟气淋洗区域温度过高时，可以利用四氯化钛泥浆实现降温，部分泥浆气化时吸收混合烟气的热量，降低其温度，未气化的泥浆由于重力作用进入密相区料层，与高温物料混合并完全气化，直接降低氯化反应区域所产生的热量。

烟气喷淋机构12包括喷头12a、烟气喷淋管路12b、第一流量计12c和第一调节阀12d。烟气喷淋管路12b的第一端连接在四氯化钛泥浆供应装置处，第二端延伸至低温氯化炉顶部的烟气淋洗塔30内。烟气喷淋管路12b的第二端末端设有喷头12a，喷头12a可以是旋涡喷头，以确保泥浆在进入烟气淋洗塔30时处于有效分散状态，呈伞状进入并快速对烟气进行降温。第一流量计12c用于监测烟气喷淋管路12b内的泥浆流量，第一调节阀12d用于对烟气喷淋管路12b内的泥浆流量进行调节，以控制对烟气淋洗塔内的冷却程度。

反应区域喷淋机构14包括喷头14a、反应区域喷淋管路14b、第二流量计14c和第二调节阀14d。反应区域喷淋管路14b的第一端与烟气喷淋管路12b的第一端并联连接，第二端延伸至低温氯化炉20的反应区域内，插入深度根据反应需用进行设计。反应区域喷淋管路14b的第二端设有多个喷淋支路，多个喷淋支路均匀分布在烟气淋洗塔30周围，从低温氯化炉20顶部插入反应区域。每个喷淋支路都包括喷头14a，喷头14a可以为直喷式。在一个实施例中，反应区域喷淋管路的第二端设有四个支路，每个支路的插入深度为100-500mm，以确保泥浆能够进入反应区域带走反应区域多余的热量。第二流量计14c和第二调节阀14d设置在反应区域喷淋管路14b的第一端和第二端之间，其分别用于监测和调节反应区域喷淋管路14b内的泥浆的流量，以控制对反应区域的冷却程度。

温度检测机构16包括用于检测烟气淋洗塔的排气温度的第一温度传感器16a和用于检测反应区域内的温度的第二温度传感器16b。例如，第一温度传感器16a可以设置为检测烟气淋洗塔排出的烟气的温度，第二温度传感器16b可以设置为检测反应区域内料层温度。

控制器与温度检测机构16、烟气喷淋机构12和反应区域喷淋机构14通信连接并且基于温度检测机构16检测的温度来控制烟气喷淋机构12和反应区域喷淋机构14的泥浆供应量，以调节这些区域的温度。本发明用于低温氯化的控温装置及低温氯化系统通过分层控温，实现了低温氯化炉反应区域温度及烟气温度的准确控制，杜绝了低温氯化炉反应区域的结块，实现了收尘系统和淋洗系统的稳定运行，为低温氯化炉的稳定运行提供了支撑。

在一些实施例中，控制器被配置为响应于第一温度传感器16a的检测温度超过300℃而控制第一调节阀的开度变大以增加对烟气淋洗塔30内的泥浆喷淋量。烟气淋洗塔30排出的TiCl

在一些实施例中，控制器被配置为响应于第二温度传感器16b的检测温度超过600℃而控制第二调节阀的开度变大以增加对反应区域内的泥浆喷淋量。将反应区域温度控制在500-600℃，确保反应区域反应稳定的同时，杜绝由于超温造成的物料烧结。

再次参考图1，本发明同时还提供了一种低温氯化系统，该系统包括如上所述的用于低温氯化的控温装置10、低温氯化炉20、烟气淋洗塔30和收尘系统40。低温氯化炉20内设有进行低温氯化生产四氯化钛的反应区域。烟气淋洗塔30设置在低温氯化炉20的炉顶上方且与低温氯化炉20的顶部排气口连通。收尘系统40包括依次连接的旋风收尘器42、两个旋转阀44和收尘料仓46，旋风收尘器42经由管道连接至烟气淋洗塔30的出气口。两个旋转阀44交替运行，确保旋风收尘器42下部形成足够料封，防止TiCl

根据本发明的低温氯化的控温装置和系统在使用时，首先低温氯化炉完成启炉，达到启炉完成后的目标温度450-500℃；利用第二温度传感器16b监测反应区域的温度，当反应区域温度超过阈值时，启动反应区域喷淋，控制器、第二流量计14c和第二调节阀14d对供应至低温氯化炉20反应区域的泥浆量进行联锁控制，通过泥浆流量调节将低温氯化炉反应区域的温度控制在500-600℃；利用第一温度传感器16a监测烟气淋洗区域的温度，当烟气淋洗区域温度超过阈值时，启动烟气区域喷淋，控制器、第一流量计12c和第一调节阀12d对供应至烟气淋洗区域的泥浆量进行联锁控制，通过泥浆流量调节将烟气淋洗区域的温度控制在200-300℃；之后交替启动两个旋转阀44，通过两个旋转阀将旋风收集物料卸入收尘料仓46中。该系统的停止顺序与启动顺序相反。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。