CN217004410U

CN217004410U - 一种四氯化钛预热器和氧气预热器的余热再利用装置

Info

Publication number: CN217004410U
Application number: CN202220768105.1U
Authority: CN
Inventors: 许元哲; 李文祥; 齐心; 赵新涛; 谢斐
Original assignee: Henan Billions Advanced Material Co Ltd
Current assignee: Henan Billions Advanced Material Co Ltd
Priority date: 2022-03-31
Filing date: 2022-03-31
Publication date: 2022-07-19
Anticipated expiration: 2032-03-31

Abstract

本实用新型属于钛白粉生产设备技术领域，公开了一种四氯化钛预热器和氧气预热器的余热再利用装置，包括四氯化钛预热器、氧气预热器、一级换热器；多级换热器A、多级换热器B、纯水罐；纯水罐的排水管连通有纯水泵；纯水泵的出水口连通有水管A、水管B；一级换热器的冷介质进口连通有精四氯化钛进管，一级换热器的冷介质出口A通过精四氯化钛管道与四氯化钛预热器的四氯化钛进口连通。本实用新型高效利用四氯化钛预热器和氧气预热器产生的高温废气的热量，用来生成低压的高温蒸汽；不仅可以提前预热精四氯化钛，也可进入生产***使用，从而减少后续精四氯化钛温升过程中消耗的天然气量，同时也大量减少向环境中排放的热量，降低生产成本。

Description

一种四氯化钛预热器和氧气预热器的余热再利用装置

技术领域

本实用新型属于钛白粉生产设备技术领域，特别是涉及一种四氯化钛预热器和氧气预热器的余热再利用装置。

背景技术

氯化法钛白粉生产流程主要分3部分：氯化、氧化和后处理工段。

在氧化工段，经蒸发预热的精四氯化钛、经预热的氧气以及反应所必需的成核剂、晶型转化促进剂等反应物加入氧化反应器。氧化反应引发温度为800℃以上，主反应一般在1300～1800℃进行。从反应器出来的气流(夹带反应生成的二氧化钛颗粒)用低温的循环氯气骤冷至700℃以下，再经沿程管路冷却至200℃，逐级用旋风分离器和布袋收集器将二氧化钛从氯气中分离出来，二氧化钛经脱氯处理后送后处理工序。

现有技术中，四氯化钛预热器和氧气预热器均使用天然气作为燃烧源，正常生产情况下，四氯化钛预热器烟道出口温度276℃左右，氧气预热器烟道出口温度360℃左右，排出的高温废气虽蕴含大量热量但通常不加利用直接排放，从而造成天然气燃烧生成的热量无法充分利用造成浪费，进一步的使得生产成本提高，且浪费天然气资源。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于克服上述不足，提供了一种四氯化钛预热器和氧气预热器的余热再利用装置。

为达到上述目的，本实用新型是按照以下技术方案实施的：

一种四氯化钛预热器和氧气预热器的余热再利用装置，包括四氯化钛预热器、氧气预热器、一级换热器；还包括多级换热器A、多级换热器B、纯水罐；

多级换热器A与氧气预热器的排气口A连通；多级换热器B与四氯化钛预热器的排气口B连通；

纯水罐的排水管连通有纯水泵；纯水泵的出水口连通有水管A、水管B；

水管A与多极换热器A的进水口A连通；水管B与多极换热器B的进水口B连通；多级换热器A的蒸汽出口A、多级换热器B的蒸汽出口B均通过蒸汽管与一级换热器的热介质进口A连通；蒸汽管上还联通有外排蒸汽管；

一级换热器的冷介质进口连通有精四氯化钛进管，一级换热器的冷介质出口A通过精四氯化钛管道与四氯化钛预热器的四氯化钛进口连通。

优选的，多级换热器A、多级换热器B均由若干换热器单体组成；

换热器单体包括法兰管体、蛇形盘管；蛇形盘管由上至下在法兰管体内层叠设置。

优选的，还包括二级换热器；一级换热器的热介质出口A通过管道A与二级换热器的热介质进口A连通；二级换热器的热介质出口B通过管道B与纯水罐的进水管连通；纯水罐上还设置有补水管；

二级换热器的冷介质进口B上连通有生活水进管；二级换热器的冷介质出口B上连通有生活水出管。

优选的，精四氯化钛进管上连通有精四氯化钛支管，精四氯化钛支管的尾部与精四氯化钛管道连通。

优选的，多级换热器A最上方、多级换热器B最上方分别连通有尾气排管 A、尾气排管B；尾气排管A、尾气排管B分别与排气口A、排气口B连通。

优选的，尾气排管A上连通有尾气支管A，尾气排管B上连通有尾气支管 B；尾气支管A、尾气支管B均与引风机的进风口连通；引风机的排风口通过风管与四氯化钛预热器的换热腔连通。

作用原理：

带压纯水(由纯水泵提供压力，纯水泵选择本领域常用的水泵即可)在多级换热器内与高温废气换热，产生的高温蒸汽通过一级换热器预热从罐区来的精四氯化钛，一级换热器的冷介质出口A的温度约100℃，然后预热后的精四氯化钛进入四氯化钛预热器继续升温达到设定温度后进入发生器参与氧化工段生产。预热精四氯化钛后的纯水温度仍然较高，经二级换热器与生活水进行进一步换热，降温后的纯水回到纯水罐重复利用，生活水可用于日常使用，也可收集于专用水罐，用于保温管道。四氯化钛预热器和氧气预热器的高温废气也可通过引风机进行切换，当一级换热器出现泄漏或异常时可直接将高温废气引入四氯化钛预热器参与加热，精四氯化钛可通过旁路的精四氯化钛支管直接切入四氯化钛预热器内，满足继续生产的需要。

本实用新型中未加限定的组件均采用本领域中的常规手段，例如四氯化钛预热器、氧气预热器、一级换热器、二级换热器、引风机等均选择本领域常用的即可，本领域的技术人员可根据实际的使用需求来选择其型号、安装方式，明确的了解其具体如何安装与控制，在此不再详细描述。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型结构简单，操作方便；高效利用四氯化钛预热器和氧气预热器产生的高温废气的热量，用来生成低压的高温蒸汽；不仅可以提前预热精四氯化钛，也可进入生产***使用，从而减少后续精四氯化钛温升过程中消耗的天然气量，同时也大量减少向环境中排放的热量，降低生产成本。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中换热器单体的主视图；

图3为图2的俯视图。

附图说明：1、四氯化钛预热器；2、氧气预热器；3、一级换热器；4、多级换热器A；5、多级换热器B；6、纯水罐；7、排气口A；8、排气口B；9、纯水泵；10、水管A；11、水管B；12、蒸汽管；13、外排蒸汽管；14、精四氯化钛进管；15、精四氯化钛管道；16、四氯化钛进口；17、法兰管体；18、蛇形盘管；19、二级换热器；20、管道A；21、管道B；22、换热腔；23、补水管； 24、生活水进管；25、生活水出管；26、精四氯化钛支管；27、尾气排管A； 28、尾气排管B；29、尾气支管A；30、尾气支管B；31、引风机；32、风管。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本实用新型作进一步描述，在此实用新型的示意性实施例以及说明用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

如图1至图3所示，一种四氯化钛预热器和氧气预热器的余热再利用装置，包括四氯化钛预热器1、氧气预热器2、一级换热器3；还包括多级换热器A4、多级换热器B5、纯水罐6；

多级换热器A4与氧气预热器2的排气口A7连通；多级换热器B5与四氯化钛预热器1的排气口B8连通；

纯水罐6的排水管连通有纯水泵9；纯水泵9的出水口连通有水管A10、水管B11；

水管A10与多极换热器A4的进水口A连通；水管B11与多极换热器B5 的进水口B连通；多级换热器A4的蒸汽出口A、多级换热器B5的蒸汽出口B 均通过蒸汽管12与一级换热器3的热介质进口A连通；蒸汽管12上还联通有外排蒸汽管13；

一级换热器3的冷介质进口连通有精四氯化钛进管14，一级换热器3的冷介质出口A通过精四氯化钛管道15与四氯化钛预热器1的四氯化钛进口16连通。

多级换热器A4、多级换热器B5均由两个换热器单体组成；

换热器单体包括法兰管体17、蛇形盘管18；蛇形盘管18由上至下在法兰管体内层叠设置，并贯穿法兰管体的侧壁。

还包括二级换热器19；一级换热器3的热介质出口A通过管道A20与二级换热器19的热介质进口A连通；二级换热器19的热介质出口B通过管道B21 与纯水罐6的进水管连通；纯水罐6上还设置有补水管23；

二级换热器19的冷介质进口B上连通有生活水进管24；二级换热器19的冷介质出口B上连通有生活水出管25。

精四氯化钛进管14上连通有精四氯化钛支管26，精四氯化钛支管26的尾部与精四氯化钛管道15连通。

多级换热器A4最上方、多级换热器B5最上方分别连通有尾气排管A27、尾气排管B28；尾气排管A27、尾气排管B28分别与排气口A7、排气口B8连通。

尾气排管A27上连通有尾气支管A29，尾气排管B28上连通有尾气支管B30；尾气支管A29、尾气支管B30均与引风机31的进风口连通；引风机31的排风口通过风管32与四氯化钛预热器1的换热腔22连通，即风管设置在四氯化钛换热器炉头靠近换热腔的一端。

本实施例的作用原理：

四氯化钛预热器和氧气预热器上分别连接有多级换热器B、多级换热器A，多级换热器B、多级换热器A内的换热介质为纯水，其与排气口B、排气口A 内的高热废气经多级换热生成高热蒸汽，高热蒸汽在一级换热器内与从精钛罐区输送来的精四氯化钛进行初步换热后进入二级换热器，再经过二级换热器与生活水进行换热，最终进入纯水罐继续循环使用。其中换热后的生活水可作为热水使用；高热蒸汽也可不经过一级换热器，通过外排蒸汽管直接进入生产***(钛白粉生产***)使用，经过多级换热器得到的高热蒸汽为低压的蒸汽，本领技术人员可根据使用需求来选择其在生产***中的使用方式与区域。

四氯化钛预热器和氧气预热器的排气口B、排气口A内的高温废气与多级换热器内纯水换热，纯水蒸汽再进入一级换热器中预热精四氯化钛或作为低压蒸汽使用，能够高效回收废气热量。其中多级换热器可根据情况并入多个换热器单体以实现热量回收，换热器单体内部的蛇形盘管在横向和纵向上形成平行官网以增大换热面积。

纯水经过换热后得到的高温蒸汽进入一级换热器为高进低出，精四氯化钛进入一级换热器为低进高出，逆流换热，经过换热精四氯化钛温升约60℃左右，冷介质出口A的温度约100℃左右。

纯水为循环利用，其循环动力来源于纯水泵的运行，且由于介质为纯水，可有效避免管道结垢，影响换热效率。正常情况下高温废气与多级换热器内纯水换热，出现异常时可启用引风机将废气引至四氯化钛预热器炉头，重新利用废气，此为备用方案。换热后的高温废气进行无害化处理后可进行排放，

对于生产而言平均单个车间正常生产情况下24h天然气消耗量约为12500 方，若按单价2元/方计算，天然气消耗费用为25000元。使用本实施例的余热再利用装置，能减少天然气的使用，降低了天然气的使用成本，减少生产成本，增加产品的利润厚度。

本实用新型的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本实用新型的技术方案做出的技术变形，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种四氯化钛预热器和氧气预热器的余热再利用装置，包括四氯化钛预热器、氧气预热器、一级换热器；其特征在于：还包括多级换热器A、多级换热器B、纯水罐；

2.根据权利要求1所述的一种四氯化钛预热器和氧气预热器的余热再利用装置，其特征在于：多级换热器A、多级换热器B均由若干换热器单体组成；

3.根据权利要求2所述的一种四氯化钛预热器和氧气预热器的余热再利用装置，其特征在于：还包括二级换热器；一级换热器的热介质出口A通过管道A与二级换热器的热介质进口A连通；二级换热器的热介质出口B通过管道B与纯水罐的进水管连通；纯水罐上还设置有补水管；

4.根据权利要求3所述的一种四氯化钛预热器和氧气预热器的余热再利用装置，其特征在于：精四氯化钛进管上连通有精四氯化钛支管，精四氯化钛支管的尾部与精四氯化钛管道连通。

5.根据权利要求4所述的一种四氯化钛预热器和氧气预热器的余热再利用装置，其特征在于：多级换热器A最上方、多级换热器B最上方分别连通有尾气排管A、尾气排管B；尾气排管A、尾气排管B分别与排气口A、排气口B连通。

6.根据权利要求5所述的一种四氯化钛预热器和氧气预热器的余热再利用装置，其特征在于：尾气排管A上连通有尾气支管A，尾气排管B上连通有尾气支管B；尾气支管A、尾气支管B均与引风机的进风口连通；引风机的排风口通过风管与四氯化钛预热器的换热腔连通。