一種四氯化鈦氧化反應氣體均布與混合裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種氧化反應器，尤其是涉及四氯化鈦的氣相氧化反應氣體均布與混合裝置。
【背景技術】
[0002]氯化法是制備高檔金紅石鈦白粉的主要方法，四氯化鈦氣相氧化是氯化鈦白制備的關鍵過程，氧化反應器是氯化鈦白制備的核心設備，四氯化鈦和氧氣在氧化反應器中進行混合并發(fā)生氣相氧化反應，氧化反應器氣體均布與混合裝置的設計直接關系到鈦白粉的產品質量。四氯化鈦和氧氣混合不均勻，氧化反應器內流場紊亂，氣體在氧化爐反應段的停留時間不一，會使得生成物二氧化鈦粒度分布不均勻，使鈦白產品性能指標下降。
[0003]為使氧化反應器內流場穩(wěn)定，四氯化鈦氣體需先進行均布整定，然后才能與高溫氧氣混合，因此，在氧化反應器的設計中，經預熱后的四氯化鈦氣體的均布整定與進料裝置是一個重要結構，它不僅要能夠使四氯化鈦氣體和氧氣微觀快速均勻混合，還要承受來自燃燒段高溫熱氧的腐蝕和高溫四氯化鈦氣體的腐蝕，同時還要避免進料環(huán)處的結疤，因此，其結構的設計和材質的選擇尤為重要。
[0004]現有的氣體混合結構設計一般為同心套管式結構，兩種氣體的混合主要是依靠中心氣流對周圍氣流的卷吸作用，很明顯這種混合不可能在瞬間完成，而是在噴口平面以下相當長的范圍內逐漸完成的，并且由于工業(yè)化擴大后，噴口截面的擴大，軸心速度因擴散而逐漸降低，對周圍的卷吸力將減弱。這種結構極易在某些死角部分產生返流和旋渦，進而造成噴口處結疤，堵塞部分噴口，加劇氣體混合的不均勻程度，造成二氧化鈦粒度分布不均勻，使鈦白產品性能指標下降。

【發(fā)明內容】

[0005]本實用新型所要解決的技術問題是要提供一種耐高溫和抗腐蝕性能好，能夠有效、充分混合四氯化鈦和氧氣，并且能夠有效避免在進料環(huán)處結疤，提供較窄分布二氧化鈦粒徑的四氯化鈦氣相氧化反應氣體均布與混合裝置。
[0006]本實用新型所采用的技術方案是:四氯化鈦氧化反應氣體均布與混合裝置，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環(huán)，空腔段和所述凹形板段相對固定連接后組成四氯化鈦氣體均布室與氣體混合區(qū)，所述四氯化鈦氣體均布室為環(huán)狀分布在氣體混合區(qū)(3)外周，四氯化鈦氣體均布室與氣體混合區(qū)通過所述空腔段凸出的中心環(huán)與所述凹形板段之間的空隙連通。
[0007]作為上述技術方案的優(yōu)選方案，所述耐火材料為氧化鋁耐火材料；進一步優(yōu)選，所述耐火材料為氧化鋁含量75%的耐火材料。
[0008]優(yōu)選的，所述四氯化鈦氣體均布室由其徑向入口通入四氯化鈦氣體。
[0009]優(yōu)選的，所述空腔段中心環(huán)是高溫氧氣沿軸向進入氣體混合區(qū)的通道。
[0010]優(yōu)選的，所述空腔段所含中心環(huán)與所述凹形板段之間的空隙形成環(huán)縫。
[0011]進一步，所述環(huán)縫寬度為30-300mm。
[0012]本實用新型的有益效果是:將四氯化鈦進料、均布與混合裝置設置為空腔段與凹形板段兩部分，簡化了均布與混合裝置的結構，可以有效降低耐火材料模型的制作難度，減小應力，提高四氯化鈦氧化反應均布與混合裝置的使用壽命，能夠有效、充分混合四氯化鈦和氧氣，有效避免進料環(huán)處結疤，保證該裝置內流場穩(wěn)定，生成較窄粒徑分布的二氧化鈦顆粒。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型結構示意圖。
[0014]圖中標記為:四氯化鈦氣體均布室1、環(huán)縫2、氣體混合區(qū)3，中心環(huán)4、空腔段1、和凹形板段II。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0016]如圖1所示，本四氯化鈦反應氣體均布與混合裝置，包括空腔段I和凹形板段II，空腔段I含有凸出的中心環(huán)4，空腔段I和凹形板段II相對固定連接后組成四氯化鈦氣體均布室1與氣體混合區(qū)3，四氯化鈦氣體均布室1為環(huán)狀分布在氣體混合區(qū)(3)外周，四氯化鈦氣體均布室1與氣體混合區(qū)3通過空腔段I凸出的中心環(huán)4與凹形板段II之間的空隙連通。
[0017]空腔段I與凹形板段II均采用耐火材料制作。尤其是采用高鋁耐火材料，可以經受高溫氧氣的高速沖刷以及四氯化鈦氣體的強烈腐蝕。
[0018]高溫氧氣沿空腔段的中心環(huán)4軸向進入氣體混合區(qū)，四氯化鈦氣體由四氯化鈦氣體均布室1旳徑向入口進入均布室1，經過整流后通過空腔段I的中心環(huán)4與凹形板段II之間的空隙所形成的環(huán)縫2，與通過空腔段I中心環(huán)(4)軸向進入氣體混合區(qū)(3)的高溫氧氣混合。
[0019]空腔段I與凹形板段II的兩部分設置，簡化了均布與混合裝置的結構，可以有效降低耐火材料模型的制作難度，減小應力，提高四氯化鈦氧化反應氣體均布與混合裝置的使用壽命，能夠有效、充分混合四氯化鈦和氧氣，有效避免四氯化鈦和氧氣混合處結疤，保證氧化反應氣體均布與混合裝置內氣體流場穩(wěn)定，生成較窄粒徑分布的二氧化鈦顆粒。
[0020]具體實施操作:空腔段I與凹形板段II采用氧化鋁含量為75%的耐火材料制作，環(huán)縫2寬度為30mm至300mm的任一值，氧氣溫度取1500°C，從中心環(huán)4進入，四氯化鈦氣體溫度取400°C，進入四氯化鈦氣體均布室1后通過環(huán)縫2與高溫氧氣在氣體混合區(qū)3內混合。四氯化鈦氣體和氧氣在微觀層次能夠快速、均勻混合，因此生產出來的二氧化鈦顆粒分布均勻，1微米以上的顆粒不超過1%，產品消色力指標能夠提高到110%。
【主權項】
1.一種四氯化鈦氧化反應氣體均布與混合裝置，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)含有凸出的中心環(huán)(4)，空腔段(I)和凹形板段(II)相對固定連接后組成四氯化鈦氣體均布室(1)與氣體混合區(qū)(3)，四氯化鈦氣體均布室(1)為環(huán)狀分布在氣體混合區(qū)(3)外周，四氯化鈦氣體均布室(1)與氣體混合區(qū)(3)通過空腔段(I)凸出的中心環(huán)(4)與凹形板段(II)之間的空隙連通。2.如權利要求1所述的四氯化鈦氧化反應氣體均布與混合裝置，其特征是:所述耐火材料為氧化鋁耐火材料。3.如權利要求2所述的四氯化鈦氧化反應氣體均布與混合裝置，其特征是:所述耐火材料為氧化鋁含量75%的耐火材料。4.如權利要求1所述的四氯化鈦氧化反應氣體均布與混合裝置，其特征是:所述四氯化鈦氣體均布室(1)由其徑向入口進入四氯化鈦氣體。5.如權利要求1所述的四氯化鈦氧化反應氣體均布與混合裝置，其特征是:所述空腔段中心環(huán)(4)是高溫氧氣沿軸向進入氣體混合區(qū)(3)的通道。6.如權利要求1所述的四氯化鈦氧化反應氣體均布氣體混合區(qū)(3)與混合裝置，其特征是:所述空腔段(I)所含中心環(huán)(4)與凹形板段(II)之間的空隙形成環(huán)縫(2)。7.如權利要求6所述的四氯化鈦氧化反應氣體均布與混合裝置，其特征是:所述環(huán)縫(2)寬度為 30-300mm。
【專利摘要】本實用新型公開了一種四氯化鈦氧化反應氣體均布與混合裝置，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環(huán)，空腔段和凹形板段相對固定連接后組成四氯化鈦氣體均布室與氣體混合區(qū)，四氯化鈦氣體均布室為環(huán)狀分布在氣體混合區(qū)（3）外周，四氯化鈦氣體均布室與氣體混合區(qū)通過空腔段凸出的中心環(huán)與凹形板段之間的空隙連通。將四氯化鈦氣體均布與混合裝置設置為空腔段與凹形板段兩部分，簡化了均布與混合裝置的結構，可以有效降低耐火材料模型的制作難度，減小應力，提高氧化反應氣體均布與混合裝置的使用壽命，能夠有效、充分混合四氯化鈦和氧氣，有效避免進料環(huán)處結疤，保證該裝置內流場穩(wěn)定，生成較窄粒徑分布的二氧化鈦顆粒。
【IPC分類】C01G23/07
【公開號】CN204958428
【申請?zhí)枴緾N201520736141
【發(fā)明人】王亞鋒, 李俊峰, 張兵兵, 柳少軍, 陳煥芝, 朱學紅, 李茂恩
【申請人】漯河興茂鈦業(yè)股份有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年9月22日