CN204958428U - 一种四氯化钛氧化反应气体均布与混合装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种四氯化钛氧化反应气体均布与混合装置，包括采用耐火材料制作的空腔段和凹形板段，空腔段含有凸出的中心环，空腔段和凹形板段相对固定连接后组成四氯化钛气体均布室与气体混合区，四氯化钛气体均布室为环状分布在气体混合区（3）外周，四氯化钛气体均布室与气体混合区通过空腔段凸出的中心环与凹形板段之间的空隙连通。将四氯化钛气体均布与混合装置设置为空腔段与凹形板段两部分，简化了均布与混合装置的结构，可以有效降低耐火材料模型的制作难度，减小应力，提高氧化反应气体均布与混合装置的使用寿命，能够有效、充分混合四氯化钛和氧气，有效避免进料环处结疤，保证该装置内流场稳定，生成较窄粒径分布的二氧化钛颗粒。

Description

一种四氯化钛氧化反应气体均布与混合装置

技术领域

本实用新型涉及一种氧化反应器，尤其是涉及四氯化钛的气相氧化反应气体均布与混合装置。

背景技术

氯化法是制备高档金红石钛白粉的主要方法，四氯化钛气相氧化是氯化钛白制备的关键过程，氧化反应器是氯化钛白制备的核心设备，四氯化钛和氧气在氧化反应器中进行混合并发生气相氧化反应，氧化反应器气体均布与混合装置的设计直接关系到钛白粉的产品质量。四氯化钛和氧气混合不均匀，氧化反应器内流场紊乱，气体在氧化炉反应段的停留时间不一，会使得生成物二氧化钛粒度分布不均匀，使钛白产品性能指标下降。

为使氧化反应器内流场稳定，四氯化钛气体需先进行均布整定，然后才能与高温氧气混合，因此，在氧化反应器的设计中，经预热后的四氯化钛气体的均布整定与进料装置是一个重要结构，它不仅要能够使四氯化钛气体和氧气微观快速均匀混合，还要承受来自燃烧段高温热氧的腐蚀和高温四氯化钛气体的腐蚀，同时还要避免进料环处的结疤，因此，其结构的设计和材质的选择尤为重要。

现有的气体混合结构设计一般为同心套管式结构，两种气体的混合主要是依靠中心气流对周围气流的卷吸作用，很明显这种混合不可能在瞬间完成，而是在喷口平面以下相当长的范围内逐渐完成的，并且由于工业化扩大后，喷口截面的扩大，轴心速度因扩散而逐渐降低，对周围的卷吸力将减弱。这种结构极易在某些死角部分产生返流和旋涡，进而造成喷口处结疤，堵塞部分喷口，加剧气体混合的不均匀程度，造成二氧化钛粒度分布不均匀，使钛白产品性能指标下降。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是要提供一种耐高温和抗腐蚀性能好，能够有效、充分混合四氯化钛和氧气，并且能够有效避免在进料环处结疤，提供较窄分布二氧化钛粒径的四氯化钛气相氧化反应气体均布与混合装置。

本实用新型所采用的技术方案是：四氯化钛氧化反应气体均布与混合装置，包括采用耐火材料制作的空腔段和凹形板段，所述空腔段含有凸出的中心环，空腔段和所述凹形板段相对固定连接后组成四氯化钛气体均布室与气体混合区，所述四氯化钛气体均布室为环状分布在气体混合区（3）外周，四氯化钛气体均布室与气体混合区通过所述空腔段凸出的中心环与所述凹形板段之间的空隙连通。

作为上述技术方案的优选方案，所述耐火材料为氧化铝耐火材料；进一步优选，所述耐火材料为氧化铝含量75%的耐火材料。

优选的，所述四氯化钛气体均布室由其径向入口通入四氯化钛气体。

优选的，所述空腔段中心环是高温氧气沿轴向进入气体混合区的通道。

优选的，所述空腔段所含中心环与所述凹形板段之间的空隙形成环缝。

进一步，所述环缝宽度为30-300mm。

本实用新型的有益效果是：将四氯化钛进料、均布与混合装置设置为空腔段与凹形板段两部分，简化了均布与混合装置的结构，可以有效降低耐火材料模型的制作难度，减小应力，提高四氯化钛氧化反应均布与混合装置的使用寿命，能够有效、充分混合四氯化钛和氧气，有效避免进料环处结疤，保证该装置内流场稳定，生成较窄粒径分布的二氧化钛颗粒。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

图中标记为：四氯化钛气体均布室1、环缝2、气体混合区3，中心环4、空腔段I、和凹形板段II。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1所示，本四氯化钛反应气体均布与混合装置，包括空腔段I和凹形板段II，空腔段I含有凸出的中心环4，空腔段I和凹形板段II相对固定连接后组成四氯化钛气体均布室1与气体混合区3，四氯化钛气体均布室1为环状分布在气体混合区（3）外周，四氯化钛气体均布室1与气体混合区3通过空腔段I凸出的中心环4与凹形板段II之间的空隙连通。

空腔段I与凹形板段II均采用耐火材料制作。尤其是采用高铝耐火材料，可以经受高温氧气的高速冲刷以及四氯化钛气体的强烈腐蚀。

高温氧气沿空腔段的中心环4轴向进入气体混合区，四氯化钛气体由四氯化钛气体均布室1旳径向入口进入均布室1，经过整流后通过空腔段I的中心环4与凹形板段II之间的空隙所形成的环缝2，与通过空腔段I中心环（4）轴向进入气体混合区（3）的高温氧气混合。

空腔段I与凹形板段II的两部分设置，简化了均布与混合装置的结构，可以有效降低耐火材料模型的制作难度，减小应力，提高四氯化钛氧化反应气体均布与混合装置的使用寿命，能够有效、充分混合四氯化钛和氧气，有效避免四氯化钛和氧气混合处结疤，保证氧化反应气体均布与混合装置内气体流场稳定，生成较窄粒径分布的二氧化钛颗粒。

具体实施操作：空腔段I与凹形板段II采用氧化铝含量为75%的耐火材料制作，环缝2宽度为30mm至300mm的任一值，氧气温度取1500℃，从中心环4进入，四氯化钛气体温度取400℃，进入四氯化钛气体均布室1后通过环缝2与高温氧气在气体混合区3内混合。四氯化钛气体和氧气在微观层次能够快速、均匀混合，因此生产出来的二氧化钛颗粒分布均匀，1微米以上的颗粒不超过1%，产品消色力指标能够提高到110%。

Claims (7)

1.一种四氯化钛氧化反应气体均布与混合装置，其特征是：包括采用耐火材料制作的空腔段（I）和凹形板段（II），空腔段（I）含有凸出的中心环（4），空腔段（I）和凹形板段（II）相对固定连接后组成四氯化钛气体均布室（1）与气体混合区（3），四氯化钛气体均布室（1）为环状分布在气体混合区（3）外周，四氯化钛气体均布室（1）与气体混合区（3）通过空腔段（I）凸出的中心环（4）与凹形板段（II）之间的空隙连通。

2.如权利要求1所述的四氯化钛氧化反应气体均布与混合装置，其特征是：所述耐火材料为氧化铝耐火材料。

3.如权利要求2所述的四氯化钛氧化反应气体均布与混合装置，其特征是：所述耐火材料为氧化铝含量75%的耐火材料。

4.如权利要求1所述的四氯化钛氧化反应气体均布与混合装置，其特征是：所述四氯化钛气体均布室（1）由其径向入口进入四氯化钛气体。

5.如权利要求1所述的四氯化钛氧化反应气体均布与混合装置，其特征是：所述空腔段中心环（4）是高温氧气沿轴向进入气体混合区（3）的通道。

6.如权利要求1所述的四氯化钛氧化反应气体均布气体混合区（3）与混合装置，其特征是：所述空腔段（I）所含中心环（4）与凹形板段（II）之间的空隙形成环缝（2）。

7.如权利要求6所述的四氯化钛氧化反应气体均布与混合装置，其特征是：所述环缝（2）宽度为30-300mm。