三氯化铝发生器

摘要

本发明创造涉及一种三氯化铝发生器。采用的技术方案是：筒体、上封头和下封头形成一个密闭罐体；罐体内设有若干层绝缘耐火砖；上封头上设有物料入口和冷气口；筒体上设有测压口；下封头内底部设有衬圈，下封头上设有四氯化钛给料口和四氯化钛出料口。在上封头上设有吊耳，底座固定密闭罐体。上封头内侧设置有锚钩用于固定绝缘耐火砖。本发明创造结构简单、功能性强，可以根据生产需要脉冲制取AlCl3，并提升TiCl4温度以供下一道工序使用的三氯化铝发生器。

权利要求

1.一种三氯化铝发生器，筒体（1）、上封头（2）和下封头（3）形成一个密闭罐体；其特征在于：罐体内设有若干层绝缘耐火砖（4）；上封头（2）上设有物料入口（11）和冷气口（10）；

筒体（1）上设有测压口（9）；下封头(3)内底部设有衬圈（5），下封头（3）上设有四氯化钛给料口（7）和四氯化钛出料口（8）；筒体（1）两端通过法兰（6）、衬板（12）和衬环（13）与上封头（2）和下封头（3）连接，形成一个密闭罐体；上封头（2）内侧设置有锚钩（14）用于固定绝缘耐火砖（4）。

2.如权利要求1所述的三氯化铝发生器，其特征在于：在上封头（2）上设有吊耳（16），底座（15）固定密闭罐体。

说明书

三氯化铝发生器

技术领域

[0001] 本发明创造主要涉及钛白粉生产工艺中，用于生成三氯化铝及精制四氯化钛的设备。

背景技术

[0002] 氯化法生产钛白装置，目前大多企业都引进和吸收国外设备，造成企业生产成本投入大。即使采用国内设备，也存在一些问题：①四氯化钛在设备内停留时间短，不能与AlCl3充分混合；②设备保温性能差；③ 设备维修困难，运行不稳定。另外，受技术装备及开发管理不足的影响，长期以来，我国钛白行业一直存在产品同质化情况，并且大多集中在中、低端层面。在国内市场出现高端产品空缺、失守；低端产品过剩、混战的局面。因此，需要一种既能满足功能性、可靠性需求，又能降低维修效率的三氯化铝发生器，以满足钛白粉生产工艺中三氯化铝生成及四氯化钛精制的需要。

发明内容

[0003] 为了解决上述问题，本发明创造提供一种结构简单、功能性强，可以根据生产需要脉冲制取AlCl3，并提升TiCl4温度以供下一道工序使用的三氯化铝发生器。

[0004] 本发明创造采用的技术方案是：一种三氯化铝发生器：筒体、上封头和下封头形成一个密闭罐体；罐体内设有若干层绝缘耐火砖；上封头上设有物料入口和冷气口；筒体上设有测压口；下封头内底部设有衬圈，下封头上设有四氯化钛给料口和四氯化钛出料口。

[0005] 上述的三氯化铝发生器：筒体两端通过法兰、衬板和衬环与上封头和下封头连接，形成一个密闭罐体。

[0006] 上述的三氯化铝发生器：在上封头上设有吊耳，底座固定密闭罐体。

[0007] 上述的三氯化铝发生器：上封头内侧设置有锚钩用于固定绝缘耐火砖。

[0008] 本发明创造的主要技术指标如表1。

[0009] 表1 主要技术指标

[0010]项目 容器内
最高工作压力（MPa） 0.3
设计压力(入/出)（MPa） 0.3
工作温度（℃） 450
设计温度（℃） 450
介质 TiCL4,CL2
介质特性 高度危害
腐蚀裕量（mm） 0
液压试验压力（MPa） 0.47
AB类焊缝系数 1.0

[0011] 本发明创造的有益效果是：

[0012] 1、本发明创造通过物料入口脉冲喷入铝粉，使之和Cl2能够充分混合发生反应，生成气态的AlCl3，并在反应时释放足够的热量。

[0013] 2、本发明创造整体的材料均采用INCONEL600材料，提高设备耐腐蚀性，延长设备的使用寿命，保证生产装置长周期运行。

[0014] 3、下封头底部设置有环形衬圈，能够使四氯化钛存留在设备内更长时间，使四氯化钛能够与高温的气态AlCl3充分混合，更好地完成热量交换，使四氯化钛在出口的温度达到下一工序使用要求。

[0015] 4、上封头内设置有锚钩，使绝缘耐火砖固定更加牢靠，防止绝缘耐火砖脱落。

[0016] 5、由于反应为高放热反应，为了避免热量及压力损失，在罐体内部设置有多层绝缘耐火砖，使得设备反应所产生的热量能够更好的保存；使设备耐高温并增加使用寿命，另外能够更好保存反应释放的热量，以提高四氯化钛的温度。

[0017] 6、筒体、上封头和下封头通过衬环，衬板和法兰密封连接，使得设备压力能够更好保持，然后再通过螺栓连接，便于拆卸安装。

[0018] 7、本发明创造实现了三氯化铝发生器制造的国产化，易于更换与维修，运行安全稳定，使用寿命长，本装置可以生成三氯化铝，反应后所产生的反应热还可以使TiCl4温度提升50～100℃。

附图说明

[0019] 图1为本发明创造的结构示意图。

[0020] 图2为本发明创造的俯视图。

[0021] 图3为法兰与筒体连接示意图。

[0022] 图4为锚钩分布图。

具体实施方式

[0023] 如图1～图4所示，一种三氯化铝发生器：筒体1、上封头2和下封头3形成一个密闭罐体。为了便于在罐体内部安装绝缘耐火砖4及更换检修方便，筒体1两端通过法兰6、衬板12和衬环13与上封头2和下封头3连接。

[0024] 为防止反应产生的热量流失，以保证设备内温度稳定，更好地提高四氯化钛出口的温度，在罐体内设有若干层绝缘耐火砖4。

[0025] 上封头2上设有物料入口11和冷气口10。

[0026] 为了保证上封头2内顶部绝缘耐火砖4固定牢靠，在上封头2内侧设置有锚钩14用于固定绝缘耐火砖4。

[0027] 筒体1上设有测压口9，用以在线监控设备运行时内部压力，防止设备温度及压力不稳定。

[0028] 下封头3内底部设有衬圈5，以保证使四氯化钛存留在设备内更长时间，使四氯化钛能够与高温的气态AlCl3充分混合，更好地完成热量交换，使四氯化钛在出口的温度达到下一工序使用要求。

[0029] 下封头3上设有四氯化钛给料口7和四氯化钛出料口8。

[0030] 在上封头2上设有吊耳16。

[0031] 底座15用于整个设备更好的固定。

[0032] 设备上下段两对法兰6之间利用衬板12、衬环13通过焊接连接密封，然后利用螺栓紧固连接，如图3所示，通过此种连接可以尽可能减少绝缘耐火砖4与筒体1之间的间隙，以防止绝缘耐火砖4松动，而上封头2处利用此种连接方式除了减少间隙、防止松动外，主要是为了封闭或拆装方便。

[0033] 所用的材料：筒体1、上封头2、下封头3、衬板12、衬环13、衬圈5采用INCONEL600材质；物料入口11、四氯化钛给料口7、四氯化钛出料口8、测压口9、冷气口10采用INCONEL600材质；上下两对法兰6采用15CrMo材质；锚钩14采用INCONEL600材质；底座15采用Q345R材质。

[0034] 本发明创造的工作原理：

[0035] 经预热器预热后的气相（350-380℃）TiCl4，从四氯化钛给料口进入到发生器内，至对称面的四氯化钛出料口排出；在三氯化铝发生器的顶部A1粉、Cl2和KCl由物料入口脉冲混合连续不断喷射、定量的加入到反应器内，喷入的Al粉、Cl2在该环境温度条件下，发生反应生成AlCl3，同时释放出反应热；反应物和反应释放的热量与TiCl4在反应器内混合传热，使TiCl4温度进一步提高，到达出口时温度增加近100℃（出口处TiCl4温度约为450℃）；增温后的TiCl4气体携带反应生成物AlCl3（气相）和过量的氯气，由发生器的四氯化钛出料口经管道输送至氧化反应器内。