一種氯化氣體冷卻系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種氯化氣體冷卻系統(tǒng)，氯化氣體從氯化爐頂部出口排出，溫度約1000°C，進(jìn)入垂直夾套管道冷卻，在垂直夾套管道內(nèi)設(shè)3～5個(gè)噴嘴，順流或垂直噴入液體粗四氯化鈦，使氯化氣體溫度降到約160°C，雜質(zhì)金屬氯化物由氣相變?yōu)楣滔?，通過(guò)下游的氣固分離設(shè)備分離出固體，排出系統(tǒng)。垂直夾套管道的夾套內(nèi)為流動(dòng)的冷卻水，用于冷卻和保護(hù)內(nèi)部管道。本發(fā)明采用的設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，冷卻管道內(nèi)部不易堵塞，降低設(shè)備費(fèi)用和操作維修費(fèi)用。
【專利說(shuō)明】一種氯化氣體冷卻系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及氯化法生產(chǎn)鈦白粉【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為一種用于氯化法的氯化爐生成氣體的冷卻系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在氯化法鈦白粉生產(chǎn)中，高鈦渣和石油焦在氯化爐內(nèi)與氯氣發(fā)生反應(yīng)，生成的氣體從氯化爐頂部出口排出，溫度約1000° C，主要成分為氣相TiCl4、氣相金屬氯化物(FeCl2, FeCl3、MnCl2等)、CO、CO2, N2等，通過(guò)噴入液體粗四氯化鈦，使高溫氯化氣體冷卻到約160° C，此時(shí)氣相雜質(zhì)金屬氯化物由氣相變?yōu)楣滔?，從氯化氣體中分離出來(lái)。
[0003]目前氯化氣體的冷卻分為垂直段冷卻和水平段冷卻。
[0004]采用垂直段冷卻時(shí)，冷卻段采用碳鋼襯耐火磚隔熱，內(nèi)設(shè)噴嘴若干個(gè)，順著或逆著氣流方向噴入粗四氯化鈦。使用此方法時(shí)，耐火材料更換麻煩，需要分段砌筑、烘烤，維修成本聞。
[0005]采用水平段冷卻時(shí)，冷卻段材質(zhì)為碳鋼，外部噴水或放置在水槽內(nèi)冷卻保護(hù)，內(nèi)設(shè)噴嘴若干個(gè)，順著或逆著氣流方向噴入粗四氯化鈦。使用此方法時(shí)，析出的金屬氯化物固體散落在管道內(nèi)壁，細(xì)小顆粒可被氣體帶走，但大的顆粒易停留在水平管內(nèi)，堵塞管道，影響正常生產(chǎn)，需要頻繁地清理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種氯化氣體冷卻系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
一種氯化氣體冷卻系統(tǒng)，用于氯化爐中氯化氣體冷卻，所述氯化爐頂部設(shè)置有供爐中氯化氣體排出的出口，其特征在于:在氯化爐頂部出口垂直連通夾套管道，所述夾套管道由內(nèi)、外管構(gòu)成，內(nèi)、外管之間空隙構(gòu)成夾套，夾套管道的內(nèi)管與氯化爐出口連通，夾套管道末端連通至一個(gè)氣固分離設(shè)備，溫度為1000° C上下的氯化氣體從氯化爐頂部出口排出至夾套管道內(nèi)管中，在夾套管道側(cè)部設(shè)置多個(gè)與夾套管道內(nèi)管連通的噴嘴，多個(gè)噴嘴中，第一個(gè)噴嘴順著內(nèi)管中熱氣流方向向夾套管道內(nèi)管中噴入液體粗四氯化鈦，其余噴嘴垂直于內(nèi)管中熱氣流方向向夾套管道內(nèi)管中噴入液體粗四氯化鈦，通過(guò)多個(gè)噴嘴向夾套管道內(nèi)管中噴入液體粗四氯化鈦使通入內(nèi)管中的氯化氣體溫度降至160° C上下， 氯化氣體中雜質(zhì)金屬氯化物由氣相變?yōu)楣滔?，通過(guò)夾套管道末端的氣固分離設(shè)備分離出固體雜質(zhì)金屬氯化物。
[0008]所述的一種氯化氣體冷卻系統(tǒng)，其特征在于:夾套管道的夾套內(nèi)通入流動(dòng)的冷卻水，用于冷卻和保護(hù)內(nèi)管。
[0009]所述的一種氯化氣體冷卻系統(tǒng)，其特征在于:氯化氣體中雜質(zhì)金屬氯化物由氣相變?yōu)楣滔鄷r(shí)，細(xì)小顆粒的雜質(zhì)金屬氯化物被氯化氣體帶走至氣固分離設(shè)備，大顆粒的雜質(zhì)金屬氯化物掉落到氯化爐內(nèi)。
[0010]所述的一種氯化氣體冷卻系統(tǒng)，其特征在于:所述夾套管道的內(nèi)管材料為Q345R。[0011]本發(fā)明能將氯化氣體從溫度1000° C上下降到160° C上下，采用的設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，內(nèi)部不易堵塞，操作環(huán)境好，能有效降低設(shè)備費(fèi)用和操作維修費(fèi)用。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
(I)冷卻管道垂直布置，在垂直管道內(nèi)噴入液體粗四氯化鈦，析出的金屬氯化物固體不會(huì)停留在管道內(nèi)，細(xì)小顆粒被氣體帶走，大的顆粒掉落到氯化爐內(nèi)，氯化氣體冷卻管道不易堵塞。
[0013](2)在垂直冷卻夾套管道內(nèi)設(shè)3~5個(gè)噴嘴，第一個(gè)噴嘴為小流量噴嘴，用于開(kāi)車和低負(fù)荷生產(chǎn)，順著熱氣流方向噴入粗四氯化鈦，后邊幾個(gè)噴嘴用于正常生產(chǎn)，垂直于氣流方向噴入粗四氯化鈦，減少了噴嘴之間的相互干擾，有利于噴入粗四氯化鈦與熱氣流的充分接觸，提高了冷卻效果。
[0014](3)氯化氣體冷卻采用夾套管，夾套內(nèi)為流動(dòng)的冷卻水，用于冷卻和保護(hù)內(nèi)部管道。內(nèi)管材料為Q345R，不需要襯磚或其它處理措施，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作環(huán)境好，設(shè)備費(fèi)用和維修操作費(fèi)用低。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]如圖1所示。一種氯化氣體冷卻系統(tǒng)，用于氯化爐I中氯化氣體冷卻，氯化爐I頂部設(shè)置有供爐中氯化氣體排出的出口，在氯化爐I頂部出口垂直連通夾套管道2，夾套管道2由內(nèi)、外管構(gòu)成，內(nèi)、外管之間空隙構(gòu)成夾套，夾套管道2的內(nèi)管與氯化爐I出口連通，夾套管道2末端連通至一個(gè)氣固分離設(shè)備，溫度為1000° C上下的氯化氣體從氯化爐I頂部出口排出至夾套管道2內(nèi)管中 ，在夾套管道2側(cè)部設(shè)置四級(jí)與夾套管道2內(nèi)管連通的噴嘴，四個(gè)噴嘴中，第一級(jí)噴嘴3為小流量噴嘴，第一級(jí)噴嘴3順著內(nèi)管中熱氣流方向向夾套管道內(nèi)管中噴入液體粗四氯化鈦，第二級(jí)噴嘴4、第三級(jí)噴嘴5、第四級(jí)噴嘴6分別垂直于內(nèi)管中熱氣流方向向夾套管道2內(nèi)管中噴入液體粗四氯化鈦，通過(guò)四級(jí)噴嘴向夾套管道2內(nèi)管中噴入液體粗四氯化鈦使通入內(nèi)管中的氯化氣體溫度降至160° C上下，氯化氣體中雜質(zhì)金屬氯化物由氣相變?yōu)楣滔?，通過(guò)夾套管道2末端的氣固分離設(shè)備分離出固體雜質(zhì)金屬氯化物。
[0017]夾套管道2的夾套內(nèi)通入流動(dòng)的冷卻水，用于冷卻和保護(hù)內(nèi)管。
[0018]氯化氣體中雜質(zhì)金屬氯化物由氣相變?yōu)楣滔鄷r(shí)，細(xì)小顆粒的雜質(zhì)金屬氯化物被氯化氣體帶走至氣固分離設(shè)備，大顆粒的雜質(zhì)金屬氯化物掉落到氯化爐I內(nèi)。
[0019]夾套管道2的內(nèi)管材料為Q345R。
[0020]本發(fā)明中，由冷凝工段返回的溫度為50° C液體粗四氯化鈦，通過(guò)噴嘴沿垂直于熱氣流方向噴入，前幾個(gè)噴嘴噴入的四氯化鈦流量由控制閥調(diào)節(jié)，最后一個(gè)噴嘴噴入的四氯化鈦流量根據(jù)冷卻后的氯化氣體溫度通過(guò)控制閥調(diào)節(jié)，氯化氣體溫度從約1000° C降到約160° C。當(dāng)停止噴四氯化鈦時(shí)，打開(kāi)氮?dú)夤艿郎系拈y門(mén)，吹掃和冷卻噴嘴。噴嘴材料為INC0NEL 600。
[0021]保護(hù)冷卻水從夾套管道的下部進(jìn)入，強(qiáng)制流動(dòng)換熱后從上部排出，冷卻水溫度從30° C升到約40° C。為了保證冷卻水的可靠性，把備用水源管線接入冷卻上水管線上，當(dāng)正常使用的冷卻水不能供應(yīng)時(shí)切換到備用水源管線，實(shí)現(xiàn)安全停車。在熱水管線上設(shè)有PH計(jì)，檢測(cè)冷卻水的PH值，當(dāng)PH值減小時(shí)說(shuō)明冷卻管線內(nèi)套管泄露，酸性介質(zhì)污染冷卻水，需要停車檢修。 [0022]下面通過(guò)10萬(wàn)噸/年氯化法鈦白裝置對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容給予進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0023]由冷凝工段返回的溫度為50° C液體粗四氯化鈦，通過(guò)第一級(jí)噴嘴沿?zé)釟饬鞣较驀娙耄髁繛镮~3m3/h，第二、三、四級(jí)噴嘴噴入的四氯化鈦流量由控制閥調(diào)節(jié)，流量為10~15m3/h，氯化氣體溫度從約1000° C降到約160° C。當(dāng)停止噴四氯化鈦時(shí)，打開(kāi)氮?dú)夤艿郎系拈y門(mén)，吹掃和冷卻噴嘴。噴嘴材料為INC0NEL 600。
[0024]壓力為0.3MPa的冷卻水從夾套管道的下部進(jìn)入，強(qiáng)制流動(dòng)換熱后從上部排出，冷卻水溫度從30° C升到約40° C，冷卻水流量為35m3/h。夾套管道內(nèi)管材料為Q345R，夾套管道內(nèi)徑為950mm，內(nèi)管內(nèi)徑為750mm，高度為9000mm。為了保證冷卻水的可靠性，把備用水源管線接入冷卻上水管線上，當(dāng)正常使用的冷卻水不能供應(yīng)時(shí)切換到備用水源管線，實(shí)現(xiàn)安全停車。在熱水管線上設(shè)有PH計(jì)，檢測(cè)冷卻水的PH值，當(dāng)PH值小于7時(shí)說(shuō)明冷卻管線內(nèi)套管泄露，酸性介質(zhì)污染冷卻水，需要停車檢修。
【權(quán)利要求】
1.一種氯化氣體冷卻系統(tǒng)，用于氯化爐中氯化氣體冷卻，所述氯化爐頂部設(shè)置有供爐中氯化氣體排出的出口，其特征在于:在氯化爐頂部出口垂直連通夾套管道，所述夾套管道由內(nèi)、外管構(gòu)成，內(nèi)、外管之間空隙構(gòu)成夾套，夾套管道的內(nèi)管與氯化爐出口連通，夾套管道末端連通至一個(gè)氣固分離設(shè)備，溫度為1000° C上下的氯化氣體從氯化爐頂部出口排出至夾套管道內(nèi)管中，在夾套管道側(cè)部設(shè)置多個(gè)與夾套管道內(nèi)管連通的噴嘴，多個(gè)噴嘴中，第一個(gè)噴嘴順著內(nèi)管中熱氣流方向向夾套管道內(nèi)管中噴入液體粗四氯化鈦，其余噴嘴垂直于內(nèi)管中熱氣流方向向夾套管道內(nèi)管中噴入液體粗四氯化鈦，通過(guò)多個(gè)噴嘴向夾套管道內(nèi)管中噴入液體粗四氯化鈦使通入內(nèi)管中的氯化氣體溫度降至160° C上下，氯化氣體中雜質(zhì)金屬氯化物由氣相變?yōu)楣滔?，通過(guò)夾套管道末端的氣固分離設(shè)備分離出固體雜質(zhì)金屬氯化物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氯化氣體冷卻系統(tǒng)，其特征在于:夾套管道的夾套內(nèi)通入流動(dòng)的冷卻水，用于冷卻和保護(hù)內(nèi)管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氯化氣體冷卻系統(tǒng)，其特征在于:氯化氣體中雜質(zhì)金屬氯化物由氣相變?yōu)楣滔鄷r(shí)，細(xì)小顆粒的雜質(zhì)金屬氯化物被氯化氣體帶走至氣固分離設(shè)備，大顆粒的雜質(zhì)金屬氯化物掉落到氯化爐內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求 1所述的一種氯化氣體冷卻系統(tǒng)，其特征在于:所述夾套管道的內(nèi)管材料為Q345R。
【文檔編號(hào)】C01G23/02GK103466694SQ201310360142
【公開(kāi)日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年8月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月16日
【發(fā)明者】楊國(guó)強(qiáng), 蔡林清, 徐興榮, 解為清, 孫洪濤, 吳震坤, 劉泳, 朱永東, 張思強(qiáng), 李會(huì)文 申請(qǐng)人:東華工程科技股份有限公司