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，進入垂直夾套管道冷卻，在垂直夾套管道內設3～5個噴嘴，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，雜質金屬氯化物由氣相變?yōu)楣滔啵ㄟ^下游的氣固分離設備分離出固體，排出系統(tǒng)。垂直夾套管道的夾套內為流動的冷卻水，用于冷卻和保護內部管道。本發(fā)明采用的設備結構簡單，冷卻管道內部不易堵塞，降低設備費用和操作維修費用。
【專利說明】一種氯化氣體冷卻系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及氯化法生產(chǎn)鈦白粉【技術領域】，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】
[0002]在氯化法鈦白粉生產(chǎn)中，高鈦渣和石油焦在氯化爐內與氯氣發(fā)生反應，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，通過噴入液體粗四氯化鈦，使高溫氯化氣體冷卻到約160° C，此時氣相雜質金屬氯化物由氣相變?yōu)楣滔啵瑥穆然瘹怏w中分離出來。
[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，冷卻段采用碳鋼襯耐火磚隔熱，內設噴嘴若干個，順著或逆著氣流方向噴入粗四氯化鈦。使用此方法時，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，冷卻段材質為碳鋼，外部噴水或放置在水槽內冷卻保護，內設噴嘴若干個，順著或逆著氣流方向噴入粗四氯化鈦。使用此方法時，析出的金屬氯化物固體散落在管道內壁，細小顆粒可被氣體帶走，但大的顆粒易停留在水平管內，堵塞管道，影響正常生產(chǎn)，需要頻繁地清理。

【發(fā)明內容】

[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)有技術存在的問題。
[0007]為了達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案為:
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、外管構成，內、外管之間空隙構成夾套，夾套管道的內管與氯化爐出口連通，夾套管道末端連通至一個氣固分離設備，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管中，在夾套管道側部設置多個與夾套管道內管連通的噴嘴，多個噴嘴中，第一個噴嘴順著內管中熱氣流方向向夾套管道內管中噴入液體粗四氯化鈦，其余噴嘴垂直于內管中熱氣流方向向夾套管道內管中噴入液體粗四氯化鈦，通過多個噴嘴向夾套管道內管中噴入液體粗四氯化鈦使通入內管中的氯化氣體溫度降至160° C上下， 氯化氣體中雜質金屬氯化物由氣相變?yōu)楣滔啵ㄟ^夾套管道末端的氣固分離設備分離出固體雜質金屬氯化物。
[0008]所述的一種氯化氣體冷卻系統(tǒng)，其特征在于:夾套管道的夾套內通入流動的冷卻水，用于冷卻和保護內管。
[0009]所述的一種氯化氣體冷卻系統(tǒng)，其特征在于:氯化氣體中雜質金屬氯化物由氣相變?yōu)楣滔鄷r，細小顆粒的雜質金屬氯化物被氯化氣體帶走至氣固分離設備，大顆粒的雜質金屬氯化物掉落到氯化爐內。
[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，采用的設備結構簡單，內部不易堵塞，操作環(huán)境好，能有效降低設備費用和操作維修費用。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點是:
(I)冷卻管道垂直布置，在垂直管道內噴入液體粗四氯化鈦，析出的金屬氯化物固體不會停留在管道內，細小顆粒被氣體帶走，大的顆粒掉落到氯化爐內，氯化氣體冷卻管道不易堵塞。
[0013](2)在垂直冷卻夾套管道內設3~5個噴嘴，第一個噴嘴為小流量噴嘴，用于開車和低負荷生產(chǎn)，順著熱氣流方向噴入粗四氯化鈦，后邊幾個噴嘴用于正常生產(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，夾套內為流動的冷卻水，用于冷卻和保護內部管道。內管材料為Q345R，不需要襯磚或其它處理措施，設備結構簡單，操作環(huán)境好，設備費用和維修操作費用低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明系統(tǒng)結構示意圖。
【具體實施方式】
[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、外管構成，內、外管之間空隙構成夾套，夾套管道2的內管與氯化爐I出口連通，夾套管道2末端連通至一個氣固分離設備，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內管中 ，在夾套管道2側部設置四級與夾套管道2內管連通的噴嘴，四個噴嘴中，第一級噴嘴3為小流量噴嘴，第一級噴嘴3順著內管中熱氣流方向向夾套管道內管中噴入液體粗四氯化鈦，第二級噴嘴4、第三級噴嘴5、第四級噴嘴6分別垂直于內管中熱氣流方向向夾套管道2內管中噴入液體粗四氯化鈦，通過四級噴嘴向夾套管道2內管中噴入液體粗四氯化鈦使通入內管中的氯化氣體溫度降至160° C上下，氯化氣體中雜質金屬氯化物由氣相變?yōu)楣滔啵ㄟ^夾套管道2末端的氣固分離設備分離出固體雜質金屬氯化物。
[0017]夾套管道2的夾套內通入流動的冷卻水，用于冷卻和保護內管。
[0018]氯化氣體中雜質金屬氯化物由氣相變?yōu)楣滔鄷r，細小顆粒的雜質金屬氯化物被氯化氣體帶走至氣固分離設備，大顆粒的雜質金屬氯化物掉落到氯化爐I內。
[0019]夾套管道2的內管材料為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，通過噴嘴沿垂直于熱氣流方向噴入，前幾個噴嘴噴入的四氯化鈦流量由控制閥調節(jié)，最后一個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控制閥調節(jié)，氯化氣體溫度從約1000° C降到約160° C。當停止噴四氯化鈦時，打開氮氣管道上的閥門，吹掃和冷卻噴嘴。噴嘴材料為INC0NEL 600。
[0021]保護冷卻水從夾套管道的下部進入，強制流動換熱后從上部排出，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，當正常使用的冷卻水不能供應時切換到備用水源管線，實現(xiàn)安全停車。在熱水管線上設有PH計，檢測冷卻水的PH值，當PH值減小時說明冷卻管線內套管泄露，酸性介質污染冷卻水，需要停車檢修。 [0022]下面通過10萬噸/年氯化法鈦白裝置對本發(fā)明的內容給予進一步詳細說明。
[0023]由冷凝工段返回的溫度為50° C液體粗四氯化鈦，通過第一級噴嘴沿熱氣流方向噴入，流量為I~3m3/h，第二、三、四級噴嘴噴入的四氯化鈦流量由控制閥調節(jié)，流量為10~15m3/h，氯化氣體溫度從約1000° C降到約160° C。當停止噴四氯化鈦時，打開氮氣管道上的閥門，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入，強制流動換熱后從上部排出，冷卻水溫度從30° C升到約40° C，冷卻水流量為35m3/h。夾套管道內管材料為Q345R，夾套管道內徑為950mm，內管內徑為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，當正常使用的冷卻水不能供應時切換到備用水源管線，實現(xiàn)安全停車。在熱水管線上設有PH計，檢測冷卻水的PH值，當PH值小于7時說明冷卻管線內套管泄露，酸性介質污染冷卻水，需要停車檢修。
【權利要求】
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、外管構成，內、外管之間空隙構成夾套，夾套管道的內管與氯化爐出口連通，夾套管道末端連通至一個氣固分離設備，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管中，在夾套管道側部設置多個與夾套管道內管連通的噴嘴，多個噴嘴中，第一個噴嘴順著內管中熱氣流方向向夾套管道內管中噴入液體粗四氯化鈦，其余噴嘴垂直于內管中熱氣流方向向夾套管道內管中噴入液體粗四氯化鈦，通過多個噴嘴向夾套管道內管中噴入液體粗四氯化鈦使通入內管中的氯化氣體溫度降至160° C上下，氯化氣體中雜質金屬氯化物由氣相變?yōu)楣滔啵ㄟ^夾套管道末端的氣固分離設備分離出固體雜質金屬氯化物。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種氯化氣體冷卻系統(tǒng)，其特征在于:夾套管道的夾套內通入流動的冷卻水，用于冷卻和保護內管。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種氯化氣體冷卻系統(tǒng)，其特征在于:氯化氣體中雜質金屬氯化物由氣相變?yōu)楣滔鄷r，細小顆粒的雜質金屬氯化物被氯化氣體帶走至氣固分離設備，大顆粒的雜質金屬氯化物掉落到氯化爐內。
4.根據(jù)權利要求 1所述的一種氯化氣體冷卻系統(tǒng)，其特征在于:所述夾套管道的內管材料為Q345R。
【文檔編號】C01G23/02GK103466694SQ201310360142
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年8月16日 優(yōu)先權日:2013年8月16日
【發(fā)明者】楊國強, 蔡林清, 徐興榮, 解為清, 孫洪濤, 吳震坤, 劉泳, 朱永東, 張思強, 李會文 申請人:東華工程科技股份有限公司