專利名稱：帶控溫裝置的沸騰氯化爐及其溫度控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工業(yè)沸騰氯化爐的控溫裝置和方法，尤其是一種用于使用含鈦原料制備 四氯化鈦的沸騰氯化爐的溫度控制裝置和方法。
技術(shù)背景在沸騰氯化爐制備四氯化鈦的生產(chǎn)工藝中，沸騰段的反應(yīng)溫度控制是整個(gè)工藝過(guò)程中的 關(guān)鍵技術(shù)，目前主要采用在氯化爐的爐壁內(nèi)埋入熱電偶，對(duì)爐壁溫度進(jìn)行測(cè)量以間接控制爐 腔內(nèi)反應(yīng)環(huán)境溫度的方式。目前所采用的不帶加熱設(shè)備的沸騰氯化爐，開爐前需要將整個(gè)氯化爐置于加熱爐中加熱 ，然后才能開始投料進(jìn)行反應(yīng)。生產(chǎn)中存在的主要問(wèn)題有 一、開爐前需要加燃料對(duì)爐膛進(jìn) 行加熱，整個(gè)開爐過(guò)程操作復(fù)雜；二、沸騰氯化爐正常運(yùn)行后，爐內(nèi)溫度由爐壁損失熱、產(chǎn) 物帶走熱量、入爐物料吸熱與反應(yīng)放熱達(dá)到的熱平衡來(lái)控制，對(duì)溫度很難控制；三、對(duì)于小 型沸騰氯化爐，在運(yùn)行時(shí)還需另外加熱才能保證反應(yīng)的正常進(jìn)行。發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有沸騰氯化爐沒(méi)有加熱設(shè)置，溫度很難控制的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù) 問(wèn)題是提供一種帶有加熱裝置、便于控制氯化反應(yīng)環(huán)境溫度的沸騰氯化爐及其溫度控制方法本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是帶控溫裝置的沸騰氯化爐，包括爐壁內(nèi)的 爐腔，爐壁上設(shè)置有測(cè)溫裝置和加熱裝置。此外，本發(fā)明還提供了一種適應(yīng)于該種帶控溫裝置的沸騰氯化爐的溫度控制方法a、 以高鈦渣作為氯化原料時(shí)，投料反應(yīng)的起始溫度為90(TC 100(rC，并將反應(yīng)過(guò)程中 的爐內(nèi)溫度控制在90(TC 110(rC;b、 以碳化鈦?zhàn)鳛槁然蠒r(shí)，投料反應(yīng)的起始溫度為40(TC 50(rC，并將反應(yīng)過(guò)程中 的爐內(nèi)溫度控制在45(TC 70(rC。本發(fā)明的有益效果是簡(jiǎn)單易行、制造方便、成本低，能有效地對(duì)沸騰氯化爐，特別是 小型沸騰氯化爐的運(yùn)行溫度進(jìn)行控制，提高了對(duì)爐內(nèi)溫度控制的準(zhǔn)確度。


圖l是本發(fā)明的主視圖。圖2是圖1的A-A剖面圖。圖中標(biāo)記為，l-爐壁，2-熱電偶，3-電阻絲，4-保護(hù)電阻絲的套管，5-保護(hù)熱電偶的套 管，6-爐腔。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1和圖2所示，本發(fā)明的沸騰氯化爐的控溫裝置，包括設(shè)置在氯化爐爐壁l上的測(cè)溫 裝置和加熱裝置。由于設(shè)置了加熱裝置和測(cè)溫裝置，所述沸騰氯化爐內(nèi)的溫度就可根據(jù)反應(yīng)需要進(jìn)行實(shí)時(shí) 控制，以保證反應(yīng)的順利進(jìn)行。所述加熱裝置可采用硅碳棒、磁感應(yīng)加熱裝置、電加熱裝置 等，考慮到所使用的加熱裝置與爐壁的結(jié)合方便，所述的加熱裝置采用電阻絲3。所使用的 電阻絲3必須能夠承受1500。溫度。為了保護(hù)電阻絲3，延長(zhǎng)電阻絲3的使用壽命，電阻絲3和爐壁1之間設(shè)置有電阻絲保護(hù)裝置。為了方便安裝電阻絲3，所述的電阻絲保護(hù)裝置采用耐高溫耐腐蝕材料制成的套管4，如陶瓷管。為了提高對(duì)氯化爐氯化反應(yīng)環(huán)境溫度控制的準(zhǔn)確度，所述測(cè)溫裝置采用熱電偶2，且熱 電偶2可伸入爐腔6，此時(shí)，應(yīng)在熱電偶2和爐壁1之間設(shè)置有熱電偶保護(hù)裝置，該裝置可采用 耐高溫耐腐蝕材料制成的套管5，如陶瓷管，熱電偶2安裝在套管5中?？紤]到一般的爐腔直徑的大小，為充分發(fā)揮每根電阻絲3的發(fā)熱效率，對(duì)于一座氯化爐 ，所述電阻絲3以設(shè)置8 16根為宜。為了使?fàn)t腔內(nèi)的溫度分布較為均勻，所述電阻絲3宜沿爐壁1軸向或徑向均勻布置，即使 各電阻絲3之間的間距相同，電阻絲3可做成環(huán)狀，沿爐壁l軸向均勻布置；電阻絲3也可做成 直條狀，沿爐壁l徑向均勻布置。為安裝和更換電阻絲3的方便起見(jiàn)，所述電阻絲3沿爐壁1軸向均勻布置，并布置在和爐 壁l同心的同心圓周上。根據(jù)一般的爐壁厚度，該同心圓周到爐壁l內(nèi)表面的距離不宜超過(guò) 80mm，以免因?yàn)闋t壁內(nèi)熱損失大而使?fàn)t腔內(nèi)供熱不夠。本發(fā)明的帶控溫裝置的沸騰氯化爐的溫度控制方法。a、 以高鈦渣作為氯化原料時(shí)，投料反應(yīng)的起始溫度為90(TC 100(rC，并將反應(yīng)過(guò)程中 的爐內(nèi)溫度控制在90(TC 110(rC;b、 以碳化鈦?zhàn)鳛槁然蠒r(shí)，投料反應(yīng)的起始溫度為40(TC 50(rC，并將反應(yīng)過(guò)程中的爐內(nèi)溫度控制在45(TC 70(rC。 實(shí)施例一應(yīng)用本發(fā)明的帶控溫裝置的沸騰氯化爐并使用高鈦渣做為原料進(jìn)行沸騰氯化。 起爐時(shí)，通過(guò)加熱電阻絲3對(duì)氯化爐加熱，當(dāng)熱電偶2測(cè)量的溫度達(dá)到100(TC時(shí)，加入將 高鈦渣與焦炭按照3: l的比例加入，反應(yīng)開始進(jìn)行。此時(shí)可停止電阻絲3的加熱，或?qū)⒓訜?功率降低，當(dāng)加入物料不穩(wěn)定或排渣時(shí)造成爐內(nèi)熱量急劇減少時(shí)，重新啟動(dòng)電阻絲3加熱， 維持爐內(nèi)熱量的平衡和溫度的穩(wěn)定，保證氯化爐能夠順利運(yùn)行。 實(shí)施例二應(yīng)用本發(fā)明的帶控溫裝置的沸騰氯化爐并使用碳化鈦?zhàn)鰹樵线M(jìn)行沸騰氯化。 起爐時(shí)，通過(guò)加熱電阻絲3對(duì)氯化爐加熱，當(dāng)熱電偶2測(cè)量的溫度達(dá)到50(TC時(shí)，加入碳 化鈦并通氯氣，反應(yīng)開始進(jìn)行。此時(shí)可停止電阻絲3的加熱，或?qū)⒓訜峁β式档停?dāng)加入物 料不穩(wěn)定或排渣時(shí)造成爐內(nèi)熱量急劇減少時(shí)，重新啟動(dòng)電阻絲3加熱，維持爐內(nèi)熱量的平衡 和溫度的穩(wěn)定，保證氯化爐能夠順利運(yùn)行。
權(quán)利要求
1. 帶控溫裝置的沸騰氯化爐，包括爐壁(1)內(nèi)的爐腔(6)，爐壁(1)上設(shè)置有測(cè)溫裝置，其特征是爐壁(1)上還設(shè)置有加熱裝置。
2.如權(quán)利要求l所述的帶控溫裝置的沸騰氯化爐，其特征是所述的 加熱裝置采用電阻絲(3)。
3.如權(quán)利要求2所述的帶控溫裝置的沸騰氯化爐，其特征是電阻絲 (3)和爐壁(1)之間設(shè)置有電阻絲保護(hù)裝置。
4.如權(quán)利要求3所述的帶控溫裝置的沸騰氯化爐，其特征是所述的電阻絲保護(hù)裝置為耐高溫耐腐蝕材料制成的套管(4)。
5.如權(quán)利要求l、 2、 3或4所述的帶控溫裝置的沸騰氯化爐，其特征 是所述測(cè)溫裝置為熱電偶(2)，熱電偶(2)伸入爐腔(6)，熱電偶(2)和爐壁(1) 之間設(shè)置有熱電偶保護(hù)裝置。
6.如權(quán)利要求5所述的帶控溫裝置的沸騰氯化爐，其特征是所述的 熱電偶保護(hù)裝置為耐高溫耐腐蝕材料制成的套管(5)，所述熱電偶(2)安裝在套管(5) 中。
7.如權(quán)利要求2、 3或4所述的帶控溫裝置的沸騰氯化爐，其特征是 所述電阻絲(3)設(shè)置有8 16根。
8.如權(quán)利要求7所述的帶控溫裝置的沸騰氯化爐，其特征是所述電 阻絲(3)沿爐壁(1)軸向或徑向均勻布置。
9.如權(quán)利要求8所述的帶控溫裝置的沸騰氯化爐，其特征是所述電 阻絲(3)沿爐壁(1)軸向設(shè)置，并布置在和爐壁(1)同心的同心圓周上。
10.如權(quán)利要求1所述的帶控溫裝置的沸騰氯化爐的溫度控制方法，其特征是a、以高鈦渣作為氯化原料時(shí)，投料反應(yīng)的起始溫度為90(TC 100(rC，并將反應(yīng)過(guò)程 中的爐內(nèi)溫度控制在90(TC 110(rC; b、以碳化鈦?zhàn)鳛槁然蠒r(shí)，投料反應(yīng)的起始溫度為40(TC 50(rC，并將反應(yīng)過(guò)程中 的爐內(nèi)溫度控制在45(TC 70(rC。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種帶有加熱裝置、便于控制氯化反應(yīng)環(huán)境溫度的沸騰氯化爐及其溫度控制方法，該種沸騰氯化爐的爐壁上設(shè)置有加熱裝置和測(cè)溫裝置加熱裝置采用均布在爐壁內(nèi)的電阻絲，測(cè)溫裝置采用有套管保護(hù)的熱電偶。該沸騰氯化爐應(yīng)用時(shí)，其溫度控制方法是先通過(guò)加熱裝置加熱至加料反應(yīng)溫度，根據(jù)使用的氯化原料為高鈦渣或碳化鈦的不同而采用不同的加料溫度，并通過(guò)熱電偶監(jiān)測(cè)和電阻絲通斷對(duì)沸騰氯化爐正常運(yùn)行的溫度進(jìn)行控制。本發(fā)明簡(jiǎn)單易行、制造方便、成本低，可以方便準(zhǔn)確地控制爐內(nèi)溫度，尤其適合于對(duì)小型沸騰氯化爐的運(yùn)行溫度進(jìn)行控制，主要應(yīng)用于四氯化鈦的制備領(lǐng)域。
文檔編號(hào)F27B15/00GK101264927SQ20081030053
公開日2008年9月17日 申請(qǐng)日期2008年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月12日
發(fā)明者亮 李, 文 楊, 楊仰軍, 程曉哲, 平 陸 申請(qǐng)人:攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司