一种沸腾氯化炉炉内状况观察装置

摘要

本发明提供了一种沸腾氯化炉炉内状况观察装置，包括同轴设置的内衬套管和凸台形的外套管，外套管的长度小于内衬套管的长度；外套管与内衬套管之间浇筑有耐火浇筑层，外套管尺寸较小部分固接有紧固机构，通过该紧固机构使窥视窗压贴于内衬套管的端面，外套管的侧壁上设有气封保护管，气封保护管的一端位于外套管外，气封保护管的另一端依次穿过外套管的侧壁、耐火浇筑层和内衬套管，伸入内衬套管内。通过本观察装置可直接确认适合的流态化操作速度和炉内物料流态化状态，有效缩短沸腾氯化试生产周期，提高沸腾氯化工艺控制水平，提高产量和质量，降低成本和安全生产风险，对沸腾氯化工艺控制的探索与提高以及连续稳定生产起到重要作用。

权利要求

1.一种沸腾氯化炉炉内状况观察装置，其特征在于，包括同轴设置的内衬套管（4）和外套管（1），外套管（1）的长度小于内衬套管（4）的长度；外套管（1）与内衬套管（4）之间浇筑有耐火浇筑层（3），外套管（1）的一端固接有紧固机构，通过该紧固机构使窥视窗（11）压贴于内衬套管（4）的端面，外套管（1）的侧壁上设有气封保护管（12），气封保护管（12）的一端位于外套管（1）外，气封保护管（12）的另一端依次穿过外套管（1）的侧壁、耐火浇筑层（3）和内衬套管（4），伸入内衬套管（4）内。

2.根据权利要求1所述的沸腾氯化炉炉内状况观察装置，其特征在于，所述的紧固机构包括通过螺栓相连接的内法兰（6）和外法兰（10），内法兰（6）与外法兰（10）之间设有窥视窗（11）；窥视窗（11）与内法兰（6）之间设有石棉制成的密封垫（8），拧紧螺栓使外法兰（10）向内法兰（6）的方向移动，使得窥视窗（11）将密封垫（8）压贴在内衬套管（4）的端面上。

3.根据权利要求1或2所述的沸腾氯化炉炉内状况观察装置，其特征在于，所述窥视窗（11）的侧壁上套装有密封保护环（9）。

4.根据权利要求1或2所述的沸腾氯化炉炉内状况观察装置，其特征在于，所述外套管（1）为凸台形，外套管（1）尺寸较小部分制成变径管，用于固接紧固机构，即用于固接内法兰（6）。

5.根据权利要求1所述的沸腾氯化炉炉内状况观察装置，其特征在于，所述气封保护管（12）与水平方向之间的夹角为60～90°，使保护气体对观察孔形成有效的气体密封，防止窥视窗被高温氯气腐蚀以及观察孔被物料堵塞。

6.根据权利要求1或5所述的沸腾氯化炉炉内状况观察装置，其特征在于，所述的气封保护管（12）上安装有球阀（7）。

7.根据权利要求1所述的沸腾氯化炉炉内状况观察装置，其特征在于，外套管（1）内壁设有耐酸防腐层（2）。

说明书

一种沸腾氯化炉炉内状况观察装置

技术领域

[0001] 本发明属于钛冶炼装备技术领域，涉及一种用于生产四氯化钛的沸腾氯化炉炉内状况观察装置。

背景技术

[0002] 目前，工业上主要采用沸腾氯化法生产四氯化钛：将富钛料与煅后石油焦按一定比例混和后加入沸腾氯化炉，在氯气流的作用下，物料呈流态化状态，在这个过程中，气相与固相物质充分接触，强化了传质、传热效果，加快了反应速度。但传统氯化炉上没有设置用于观察冷态和热态状况下炉内物料流态化状态的装置，不能直观判断炉内流态化状况并准确选择合适的流态化操作速度，影响沸腾氯化系统工艺的改进和连续稳定生产。 发明内容

[0003] 本发明的目的是提供一种沸腾氯化炉炉内状况观察装置，用于观察冷态和热态状况下氯化炉炉内物料流态化状态，为准确选择合适的流态化操作速度提供依据。 [0004] 为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种沸腾氯化炉炉内状况观察装置，包括同轴设置的内衬套管和外套管，外套管的长度小于内衬套管的长度；外套管与内衬套管之间浇筑有耐火浇筑层，外套管的一端固接有紧固机构，通过该紧固机构使窥视窗压贴于内衬套管的端面，外套管的侧壁上设有气封保护管，气封保护管的一端位于外套管外，气封保护管的另一端依次穿过外套管的侧壁、耐火浇筑层和内衬套管，伸入内衬套管内。 [0005] 所述的紧固机构包括通过螺栓相连接的内法兰和外法兰，内法兰固接于外套管一端的外表面，窥视窗位于内法兰与外法兰之间，通过拧紧螺栓使外法兰向内法兰的方向移动，使得窥视窗压贴于内衬套管的端面。

[0006] 所述窥视窗的侧壁上套装有密封保护环。

[0007] 所述外套管为凸台形，外套管尺寸较小部分制成变径管，用于固接紧固机构，即用于固接内法兰。

[0008] 利用本发明观察装置可以直接确认适合的流态化操作速度和炉内物料流态化状态，有效缩短沸腾氯化试生产周期，提高沸腾氯化工艺控制水平，从而提高产品产量和质量，减少环境污染，节约能耗，降低成本和安全生产风险，对沸腾氯化工艺控制的探索与提高以及连续稳定生产具有重要作用。

附图说明

[0009] 图1是本发明观察装置的结构示意图。

[0010] 图中，1.外套管，2.耐酸防腐层，3.耐火浇筑层，4.内衬套管，5.观察孔，6.内法兰，7.球阀，8.密封垫，9.密封保护环，10.外法兰，11.窥视窗，12.气封保护管，13.外壳，14.氯化炉内衬。

具体实施方式

[0011] 下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

[0012] 如图1所示，本发明提供的一种沸腾氯化炉炉内状况的的观察装置， 包括同轴设置的外套管1和内衬套管4，外套管1的长度小于内衬套管4的长度，外套管1为凸台形，外套管1内壁设有耐酸防腐层2；外套管1与内衬套管4之间浇筑有耐火浇筑层3，耐火浇筑层3的长度与内衬套管4的长度相同，耐火浇筑层3伸出外套管1部分的外表面与外套管1尺寸较大部分外表面相平齐；外套管1尺寸较小部分制成变径管，其外表面固接有内法兰6，内法兰6的厚度等于外套管1尺寸较小部分的长度，内法兰6通过螺栓与外法兰10相连接，内法兰6、外法兰10和该螺栓构成紧固机构；内法兰6与外法兰10之间设有窥视窗11；窥视窗11与内法兰6之间设有石棉制成的密封垫8，拧紧螺栓使外法兰10向内法兰6的方向移动，使得窥视窗11将密封垫8压贴在内衬套管4的端面上；窥视窗11的侧壁上套装有密封保护环9；外套管1的侧壁上设有气封保护管12，气封保护管12的一端位于外套管1外，气封保护管12的另一端依次穿过外套管1的侧壁、耐火浇筑层3和内衬套管4，伸入内衬套管4内，气封保护管12上安装有球阀7，气封保护管12与水平方向之间的夹角为
60～90°，使保护气体对观察孔形成有效的气体密封，防止窥视窗被高温氯气腐蚀以及观察孔被物料堵塞。

[0013] 本发明观测装置用于沸腾氯化炉时：将外套管1尺寸较大一端与氯化炉的炉壳13连续焊接，在外套管1内壁涂抹耐酸防腐材料，形成厚度为4～8mm的耐酸防腐层2；在外套管1内设置内衬套管4，使得内衬套管4与外套管1同轴设置，内衬套管4伸入氯化炉内一端的端面与氯化炉炉膛壁相平齐，内衬套管4另一端端面与外套管1尺寸较小一端端面相平齐，内衬套管4内孔为观察孔5；然后在内衬套管4、外套管1和氯化炉内衬14围成的空间内填充耐火材料，形成耐火浇筑层3；之后，在外套管1外口设置内法兰6，内法兰6与外套管1连续焊接，密封保护环9套在窥视窗11上，窥视窗11、密封垫8通过外法兰10、内法兰6和螺栓、螺母、垫片固定并密封；气封保护管12依次穿过外套管1、耐火浇筑层3和内套管4，并与外套管1连续焊接；球阀7安装在气封保护管12上。

[0014] 内衬套管4形成所需的观察孔孔径，确保有效的观察范围，对耐火浇注层3起到支撑作用，并防止耐火浇注层3开裂脱落。而耐火浇注层3能够有效抵御四氯化钛生产过程中的高温氯气和四氯化钛烟气对外套管1的腐蚀，具有防腐蚀功能；窥视窗11外部套装的密封保护环9，使密封垫8与内法兰6的水线更加紧密的贴合，提高防止有毒有害气体泄漏的能力，同时能够避免内法兰6和外法兰10对窥视窗11造成挤压，防止窥视窗11被压裂，有效地保护了窥视窗11，提高了窥视窗的使用寿命，进而提高了本观察装置的使用寿命。窥视窗11、内法兰6、外法兰10、密封垫8、密封保护环9对观察孔5进行有效密封，防止有毒有害气体外泄，具有较好的密封性能。

[0015] 外套管1与内法兰6连接端制作成变径形式，其作用是使耐火浇注层3的捣打更紧密，加强外套管1处的耐火浇注料的致密性，减少高温腐蚀气体渗漏到外套管1内壁造成腐蚀，并可以减小窥视窗11的直径和厚度。

[0016] 耐酸防腐层2能够防止通过耐火浇注层3中的缝隙渗漏到外套管1内壁处的腐蚀性气体对外套管1的腐蚀，提高观察装置耐腐蚀的能力。

[0017] 沸腾氯化炉生产时，将气封保护管12与氮气产生装置相连接，打开球阀7，使氮气通过气封保护管12进入观察孔5内，在观察孔5进行氮气气封，防止高温腐蚀气体进入观察孔5对内衬套管4和窥视窗11造成腐蚀，还可以防止沸腾状态下反应物料进入并堵塞观察孔5，在提高本观察装置抗腐蚀性能的同时，具有防堵清堵功能。

[0018] 沸腾氯化生产的关键技术是控制氯化炉内保持良好的流态化状态，只有直观地对沸腾氯化炉内冷态和热态状况下炉内物料流态化状态进行观察，才能直接确认适合的流态化操作速度和炉内物料流态化状态，因此，本发明沸腾氯化炉观察装置是观察氯化炉内物料流态化状态的关键设备，可以对沸腾氯化工艺控制的探索与提高以及连续稳定生产起到重要作用。