一种适用于高钙镁钛渣氯化的沸腾炉装置系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种适用于高钙镁钛渣氯化的沸腾炉装置系统，包括沸腾炉炉体，所述沸腾炉炉体上部为反应室，中部为扩大室，下部为沸腾室；所述沸腾室和所述扩大室之间设置有高压脉冲辅助上排渣系统，配合与下排渣口连通的自动排渣器，实现沸腾床内钙、镁等杂质成分的有效、清洁分离，有效延长沸腾床的稳定时间，确保物料与氯气足够的反应时间；此外，沸腾室下部配合设有布气室，布气室内设有带整流小孔的风帽套管，风帽套管联通了布气室和沸腾室；风帽套管内配套设置有双流道螺旋片，实现对料床的高强度旋切搅动，使物料与氯气充分混合反应；进一步，在沸腾炉系统还设置了等离子枪点火装置，全面实现四氯化钛气体的高效化以及全自动清洁化生产。

A system of boiling furnace device for chlorination of high calcium, magnesium and titanium slag

The boiling furnace system of the invention discloses a method for high titanium slag calcium magnesium chloride, including boiling furnace body, wherein the upper part of the boiling furnace for the reaction chamber, to expand the central room, the lower the boiling chamber is provided with a high voltage pulse; auxiliary deslagging system between the boiling chamber and the expansion chamber and with the automatic slag discharging device is communicated with the lower slag outlet, realized in the fluidized bed, such as calcium and magnesium impurities effectively, clean separation, prolong the stable time of boiling bed, ensure that the reaction time of material and chlorine enough; in addition, the lower part of the boiling chamber is equipped with a gas distribution chamber, gas distribution chamber is provided with a cap casing with rectifier the hole, the cloth hood casing Unicom gas chamber and the boiling chamber; a casing matched and provided with a double channel spiral plate, high strength of rotary bed shear agitation, make the material fully mixed with chlorine reaction In addition, the plasma gun ignition device is set up in the boiling furnace system, and the high efficiency of the four titanium chloride and the automatic cleaning production are fully realized.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于高钙镁钛渣氯化的沸腾炉装置系统
本专利技术涉及一种沸腾氯化炉化工生产装置系统，特别涉及一种适用于高钙镁钛渣氯化的沸腾炉装置系统。
技术介绍
目前，利用钛渣、金红石、人造金红石等富钛料(主要成分：TiO2)经过高温氯化反应制四氯化钛(TiCl4)，是四氯化钛生产的主体工艺路线。但行业技术研究和生产实践表明，大型沸腾氯化工艺对富钛原料的CaO、MgO等杂质含量要求较高，CaO+MgO的含量超过1.5％的富钛料(高钙镁钛原料)，就难以在有筛板沸腾氯化炉中使用。我国我国攀西地区富含钒钛磁铁矿资源，其伴生的钛资源量约占全国钛资源总量的90％、占全世界的35％。目前电炉法冶炼这种钛精矿生产TiO275％～78％的酸溶性钛渣或者搭配云南矿、米易等外地钛矿生产TiO285％的钛渣供给国内硫酸法、氯化法钛白厂(熔盐氯化或无筛板沸腾氯化配料)作生产原料。其代表性钛渣产品的主要化学组成为：攀西矿冶炼75高钛渣攀西矿掺配砂矿冶炼85高钛渣从上述数据可见，我国攀西钛资源存在杂质含量特别是钙、镁杂质含量偏高的现状。因此，我国攀西钛资源的开发利用的关键技术在于，一方面是对钛渣(或钛铁矿)中难分离的Ca、Mg等杂质采用新的技术进行分离，提升生产钛渣品质的产业化技术；另一方面是开发先进的、适应钛渣的高杂质特性的产业化加工技术。这两大关键技术是目前我国钛行业发展的瓶颈。至今为止，不论在国际还是国内有筛板大型沸腾氯化技术，都没有以攀西钛渣(主要成分TiO2＝75～85％，CaO＞1.5％，MgO＞5％，本专利技术简称“高钙镁钛渣”)作原料正常生产四氯化钛的成功先例。因此，如何实现高钙镁钛渣在大型沸腾氯化炉中的广泛使用，以及提供一套能够适用于高钙镁钛渣的沸腾氯化的大型沸腾氯化炉装置系统，则成为我国攀西钛矿资源的自主开发使用中亟待关注和解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，本专利技术人提供一种适用于高钙镁钛渣氯化的沸腾炉装置系统，并配合本专利技术人同日提交的“一种高钙镁钛渣改性处理工艺”专利技术申请中所述的一种可以使高钙镁钛渣适用于大型沸腾氯化工艺的改性处理工艺，使高钙镁钛渣能够在本专利技术所述的沸腾炉装置系统中，稳定反应得到四氯化钛气体产物，并实现沸腾床内钙、镁等杂质成分的有效、清洁分离，提高原料利用率，并全面实现四氯化钛气体生产的高度自动化、智能化和清洁化。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：一种适用于高钙镁钛渣氯化的沸腾炉装置系统，包括沸腾炉炉体，所述沸腾炉炉体上部为反应室，中部为扩大室，下部为沸腾室；所述反应室顶部设置有气体出口；所述沸腾室的底侧设置有进料口、点火口以及下排渣口；其特征在于，所述沸腾室和所述反应室之间设置有高压脉冲辅助上排渣系统；所述高压脉冲辅助上排渣系统，包括高压脉冲发生器和脉冲气流喷射管，用于发射高速气流，引导沸腾床上方的细小粉粒杂质，随主气流从顶部气体出口排出。通常为适应不同物化性质的钛原料的氯化反应需求，沸腾炉内的气流流速操作具有较大的弹性空间。当沸腾炉在较低操作气速时，则无法满足载气上排渣条件，难以有效将细小杂质颗粒从上排渣口排出，只能待沸腾床内的杂质富集到一定量时，直接从下排渣口同整个物料料床一并排出，从而导致物料料床内原料利用率低，四氯化钛生产效率低的问题。特别是在平均粒径偏小的高钙镁钛渣沸腾氯化反应过程中，通过改性处理，钛渣中高含量的钙、镁杂质，转化为呈固相状态的CaF2、CaAlF5、MgF2细小粉粒，并随反应的进行可能富集在沸腾床的上方，则为维持沸腾炉内沸腾床的稳定，需要更为频繁的进行下排渣，不仅增大了整个工艺操作繁琐程度更是造成反应原料的利用率低，，不利于高钙镁钛渣的大型沸腾氯化使用。为此，本专利技术提供一种适用于高钙镁钛渣氯化的新型沸腾炉装置系统，通过在沸腾室与扩大室之间设置一高压脉冲辅助上排渣系统，待高钙镁钛渣沸腾床上方富集的细粉杂质使沸腾床阻力上升到设定值时，连锁高压脉冲上排渣系统工作，喷射出高压脉冲气流，通过喷射气流的引流作用，从而卷吸悬浮在沸腾床上方的钙、镁细粉杂质，辅助其随炉气从顶部气体出口排出。并在整个沸腾氯化过程中，通过所述高压脉冲辅助上排渣系统的运行，使细粉杂质间断式排出炉内，控制并稳定沸腾床压力，直至高压脉冲上排渣系统不能有效控制沸腾床阻力，使沸腾床的阻力上升到一定值时，才从所述下排渣口与整个物料料床一同排出，从而有效延长物料沸腾床的稳定时间，使物料在沸腾状态下充分混合反应，提高钛渣转化率和四氯化钛产率，并减少下排渣的次数，简化生产工艺流程，有效提高四氯化钛生产效率。优选地，所述高压脉冲上排渣系统设置在所述扩大室的底部侧壁或所述沸腾室的顶部侧壁。正常的沸腾床高度不超过沸腾室的顶部，但细料富集后，其顶部以上空间会悬浮有相当浓度的细粒，将高压脉冲上排渣系统优选设置在上述位置，更适合气流导排条件。优选地，所述高压脉冲上排渣系统沿沸腾炉周向布置，相邻所述脉冲气流喷射管的排列间距控制在1000～3000mm范围内；每一个所述脉冲气流喷射管中心线与炉体竖轴线的夹角为：5～45°。实际生产工艺过程中，依据具体沸腾炉的直径大小，选择所述脉冲气流喷射管的排列间距，其中大直径的沸腾炉选择大间距的排列；并具体调试每一根所述脉冲气流喷射管中心线与炉体竖轴线之间的夹角，并控制在5～45°范围，从而确保高压脉冲气流尽量在不破环沸腾床的沸腾稳态下，将悬浮在其上方的细粉杂质卷吸排出。优选地，所述下排渣口连接有自动排渣器，所述自动排渣主要包括压差传感仪、电动下展式放料阀、缓冲集料器以及电动排渣阀，用于沸腾炉的自动下排渣；当所述高压脉冲辅助上排渣系统的排渣能力不能有效控制沸腾床阻力，使沸腾床阻力上升至所述自动排渣器设定的压力触发点时，排渣器自动开启工作，向炉体外排出炉渣。结合上述高压脉冲上排渣系统，本专利技术所述的沸腾炉装置能够全面实现排渣的自动化与智能化，并通过高压脉冲上排渣系统与自动下排渣器的配合运行工作，有效监控沸腾床内杂质的富集状况，并延长物料沸腾床的稳定时间，使物料在沸腾状态下充分混合反应，提高钛渣转化率和四氯化钛产率，简化生产工艺流程，有效提高四氯化钛生产效率。优选地，所述沸腾炉底部还连接有布气室；所述布气室是由耐腐蚀的上管板、下管板和外壳组成的腔体；在所述布气室的外壳上设置有氯气进气孔，采用静压布气原理对通入气体进行整流和分布；其中，所述布气室上管板与沸腾室底部焊接；所述下管板设置在布气室底部；所述上管板和下管板中固定连接有若干风帽套管；每一根所述风帽套管的套管壁上开设有整流孔，所述布气室内的气体通过整流孔进入风帽套管内，并经整流孔进一步整流后，使气室流场更加均匀，优化风帽的分风条件。每一根所述风帽套管内配套设置有双螺旋导流风帽结构件，使进入风帽套管的气流沿双螺旋流道高速旋转喷射到所述沸腾炉底部，形成旋切气流,带动沸腾炉底部原料料床的料流流场。依据上述优化的技术方案，通过在沸腾炉底部增加一布气室，通入炉内的氯气首先从布气室侧壁通入，进行静压布气，并经整流孔整流，进一步优化风帽的分风条件，使风帽套管内的氯气在布气室的静压作用下，沿双螺旋流道高速旋转并均匀喷射到所述沸腾炉底部，带动沸腾炉底部原料料床的料流流场，形成高强度的旋切气流和料流流场，加速氯化反应，防止粉料结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于高钙镁钛渣氯化的沸腾炉装置系统，包括沸腾炉炉体(1)，所述沸腾炉炉体(1)上部为反应室(101)，中部为扩大室(102)，下部为沸腾室(103)；所述反应室(101)的顶部设置有气体出口(1011)；所述沸腾室(102)的侧壁上设置有进料口(1021)、点火口(1022)和下排渣口(1023)；其特征在于：所述沸腾室(103)和所述扩大室(102)之间设置有高压脉冲辅助上排渣系统(2)；所述高压脉冲辅助上排渣系统(2)包括高压脉冲发生器(201)和脉冲气流喷射管(202)，用于增大气流的引流，引导富集在沸腾床上方的细粉粒杂质随气流从顶部气体出口(1011)排出。

【技术特征摘要】
1.一种适用于高钙镁钛渣氯化的沸腾炉装置系统，包括沸腾炉炉体(1)，所述沸腾炉炉体(1)上部为反应室(101)，中部为扩大室(102)，下部为沸腾室(103)；所述反应室(101)的顶部设置有气体出口(1011)；所述沸腾室(102)的侧壁上设置有进料口(1021)、点火口(1022)和下排渣口(1023)；其特征在于：所述沸腾室(103)和所述扩大室(102)之间设置有高压脉冲辅助上排渣系统(2)；所述高压脉冲辅助上排渣系统(2)包括高压脉冲发生器(201)和脉冲气流喷射管(202)，用于增大气流的引流，引导富集在沸腾床上方的细粉粒杂质随气流从顶部气体出口(1011)排出。2.根据权利要求1所述的一种适用于高钙镁钛渣氯化的沸腾炉装置系统，其特征在于，所述高压脉冲上排渣系统(2)设置在所述扩大室(102)底侧或沸腾室(103)顶侧。3.根据权利要求1所述的一种适用于高钙镁钛渣氯化的沸腾炉装置系统，其特征在于，所述脉冲气流喷射管(202)沿沸腾炉周向布置，所述脉冲气流喷射管(202)的喷咀与炉体垂直中轴线的夹角为：5～45°。4.根据权利要求1所述的一种适用于高钙镁钛渣氯化的沸腾炉装置系统，其特征在于，所述下排渣口(1023由自动排渣系统控制(5)；所述自动排渣系统(5)主要包括压差传感仪(501)、电动下展式放料阀(502)、缓冲集料器(503)以及电动排渣阀(504)；用于沸腾炉的自动下排渣。5.根据权利要求1－4任一所述的一种适用于高钙镁钛渣氯化的沸腾炉装置系统，其特征在于，所述沸腾室(103)的底部还连接有布气室(3)；所述布气室(3)主要包括上管板(301)、下管板(304)和若干风帽套管...

【专利技术属性】
技术研发人员：代应洪，王成刚，鲍满，杨守明，黄涛，胡伟，黄彦龙，刘义明，马天沛，程斌，陈长春，周海荣，
申请(专利权)人：四川宏达股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51