ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА И ХЛОРАТОР С КИПЯЩИМ СЛОЕМ Российский патент 2024 года по МПК C01G23/02 

Техническая область

Данное изобретение относится к области технологии реакций сжижения, в частности касается газораспределительной установки и хлоратора с кипящим слоем.

Фон изобретения

Газораспределитель является важным элементом в газотвердом кипящем слое, его роль заключается в равномерном распределении сжиженного газа для поддержания сжиженного состояния в кипящем слое, а с другой стороны, в предоставлении газа для реакции для обеспечения технологического процесса, поэтому свойства газораспределения газораспределителя непосредственно влияют на технологическую операцию в кипящем слое.

В отличие от хлорирования в кипящем слое и хлорирования расплавленной солью, процесс низкотемпературного хлорирования в кипящем слое использует в качестве сырья карбидный шлак низкого уровня с высоким содержанием кальция и магния (содержание TTi около 22%) и хлорирует TiC в карбидном шлаке путем низкотемпературного газотвердого сжижения (температура реакции около 500°C) с получением важного промежуточного продукта титановой промышленности - четырёххлористого титана. В связи с высоким содержанием кальция и магния в сырье (CaO около 26%-27%, MgO около 7%-8%), при плохом состоянии сжижения в процессе хлорирования легко образуется местная высокая температура, в не открытых отверстиях на дне хлоратора с кипящим слоем очень легко образуется шлак, что приводит к спеканию в хлораторе с кипящим слоем, влияющему на качество сжижения в кипящем слое. В плохом состоянии сжижения хлоратор с кипящим слоем плохо работает.

Содержание изобретения

Основной целью данного изобретения является предоставление газораспределительной установки и хлоратора с кипящим слоем для решения проблемы спекания дна хлоратора с кипящим слоем при плохом сжижении.

В соответствии с одним из аспектов данного изобретения предлагается газораспределительная установка, включающая: распределительную плиту, причем на распределительной трубе выполнено несколько сквозных отверстий; несколько патрубков проходят через несколько сквозных отверстий; главная впускная труба, расположена на наружной стороне нижней поверхности распределительной плиты, несколько патрубков соединяются с несколькими главными впускными трубами; в том числе верхней поверхности распределительной плиты есть несколько канавок, размер упомянутых канавок постепенно сужается от выемки до дна канавки, каждое дно канавки соединяется с каждым сквозным отверстием.

Согласно одному из вариантов реализации данного изобретения, между выемками смежных канавок образуется линейчатый промежуток.

Согласно одному варианту реализации данного изобретения ширина линейчатых промежутков составляет менее 5 мм.

Согласно одному из вариантов реализации изобретения, канавки имеют форму четырёх пирамид, а прорези канавок имеют квадратную форму.

Согласно одному из вариантов реализации данного изобретения, распределительная плита включает слой керамического материала, и несколько канавок выполнены на упомянутом слое керамического материала.

Согласно одному из вариантов реализации данного изобретения, установка также включает: несколько поперечных труб, несколько патрубков, упомянутые несколько патрубков соединены с главной впускной трубой через несколько поперечных труб, направление протяжности упомянутых патрубков, поперечной трубы и главной впускной трубы перпендикулярны друг другу.

Согласно одному из вариантов реализации данного изобретения, установка также включает несколько Т-образных направляющих стержней, направляющие стрежни расположены внутри патрубка и тянутся по оси патрубка.

Согласно одному из вариантов реализации данного изобретения, установка также включает несколько монтажных труб, упомянутые монтажные трубы выровнены и соединяются с патрубком, на выходе монтажной трубы установлена съемная уплотнительная крышка, направляющий шток вставляется в монтажную трубу и соединяется с уплотнительной крышкой.

Согласно одному из вариантов реализации данного изобретения степень открытых отверстий сквозных отверстий в распределительной плите составляет 0,65-0,85%.

Согласно другой стороны данного изобретения предлагается хлоратор с кипящим слоем, включающий корпус хлоратора с кипящим слоем и газораспределительную установку, где газораспределительная установка расположена на дне корпуса печи, а распределительная плита используется в качестве плиты основания корпуса печи.

Согласно варианту реализации данного изобретения в газораспределительной установке путем образования на верхней поверхности распределительной плиты нескольких канавок с постепенным сужением от выемки до дна канавки можно уменьшить или избежать образования мертвой зоны сжижения в не открытых отверстиях распределительной плиты, что позволит в значительной степени избежать спекания на дне хлоратора с кипящим слоем при плохом состоянии сжижения.

Описание приложенных чертежей

Для более четкого описания вариантов реализации данного изобретения или технических решений в существующей технике ниже приводится краткое описание чертежей, необходимых для использования в вариантах реализации или существующих технических описаниях, очевидно, что чертежи в нижеследующем описании являются лишь некоторыми вариантами реализации данного изобретения, на основании которых можно без творческого труда получить и другие варианты реализации для среднестатистического технического персонала в данной области.

На рис. 1 показана локальная схема одного угла обзора газораспределительной установки согласно варианту реализации данного изобретения;

На рис. 2 показана локальная схема другого угла обзора газораспределительной установки, показанной на рис. 1.

Конкретные методы реализации

Для более четкого понимания цели, технического решения и преимуществ данного изобретения ниже приведено подробное описание варианта реализации данного изобретения в сочетании с конкретными вариантами реализации и с учетом приложенных чертежей.

Следует пояснить, что все выражения «первый» и «второй» в варианте реализации данного изобретения используются для разграничения двух образований с одинаковыми наименованиями разных сущностей или разных параметров, так что «первый» и «второй» используются только для удобства представления и не должны пониматься как ограничивающие вариант реализации данного изобретения, которые не описаны в последующих вариантах реализации.

На рис. 1 показана частичная схематическая карта одного угла обзора газораспределительной установки 100 согласно варианту реализации данного изобретения, на рис. 2 показана частичная схематическая карта другого угла обзора газораспределительной установки по рис. 1, на рис. 1 может быть вид сверху, а на рис. 2-вид спереди. В сочетании с рис. 1 и рис.2, установка 100 включает: распределительную плиту 10, несколько сквозных отверстий 12, выполненных на распределительной плите 10; несколько патрубков 20, несколько патрубков 20 проходящих через несколько сквозных отверстий 12; главную впускную трубу 30, устанавливается на наружной стороне нижней поверхности распределительной плиты 10, несколько патрубков 20 соединяются с главной впускной трубой 30; в том числе, верхняя поверхность распределительной плиты 10 имеет несколько канавок 14, размер канавок постепенно сужается от выемки до дна канавки, каждое дно канавки 14 соединяется с каждым сквозным отверстием 12.

Согласно варианту реализации данного изобретения в газораспределительной установке 100 путем образования на верхней поверхности распределительной плиты 10 нескольких канавок с постепенным сужением от выемки до дна канавки 14, можно уменьшить или избежать образования мертвой зоны сжижения в не открытых отверстиях распределительной плиты 10, что позволит в значительной степени избежать спекания на дне хлоратора с кипящим слоем при плохом состоянии сжижения.

Канавка 14 может постепенно сужаться до точки или линии. Канавка 14 может сужаться равномерным или неравномерным изменением и может сужаться либо по прямой линии, либо по кривой, либо по неправильной форме. Канавка 14 и сквозное отверстие 12 могут быть расположены концентрически.

Согласно варианту реализации данного изобретения между выемками смежных канавок 14 образуется линейчатый промежуток, таким образом, несколько канавок 14 соединяются друг с другом и между выемками смежных канавок 14 не образуются плоские промежутки, что позволяет полностью избежать образования мертвой зоны сжижения на части не открытых отверстий распределительной плиты 10. В некоторых случаях ширина линейчатого промежутка составляет менее 5 мм.

В предпочтительном варианте реализации канавка 14 имеет форму четырехгранной пирамиды, а выемка канавки 14 имеет квадратную форму, причем острие четырехгранной пирамиды соединяется со сквозным отверстием 12. Установление канавки 14 в форме четырёхгранной пирамиды обеспечивает линейчатый промежуток между выемками смежных канавок 14. Для сравнения, если канавка 14 имеет коническую форму, т.е. выемка канавки 14 имеет круглую форму, то будет трудно добиться образования линейчатых промежутков между выемками смежных канавок 14, а между кругами будут образовываться небольшие плоские промежутки, что приведет к определенной мертвой зоне сжижения.

Как показано на рис. 1, в верхней части распределительной плиты 10 расположены массивы нескольких четырёхгранных пирамидных канавок 14. Четырехугольный массив на рис. 1 представляет собой массив выемки, в которой несколько четырехугольников соединены друг с другом, а стороны смежных четырехугольников совпадают, т.е. несколько канавок 14 соединены друг с другом, стороны квадратной выемки смежных канавок 14 совпадают, а промежутки между выемками смежных канавок 14 равны ширине сторон квадрата. Местом пересечения косых линий в середине каждого квадрата является сквозное отверстие 12.

В варианте реализации данного изобретения несколько сквозных отверстий 12 выстроенных в ряд имеют несколько квадратов. Разумеется, в других вариантах реализации несколько сквозных отверстий 12 могут быть выстроены в другие формы, например, правильный треугольник, правильный шестиугольник и т.д.

В варианте реализации изобретения распределительная плита 10 содержит слой керамического материала, и несколько канавок 14 выполнено на слое керамического материала, т.е. твердая часть между несколькими канавками 14 (затененная часть, как показано на рис. 2) является керамическим материалом, что обеспечивает хорошую износостойкость.

В некоторых вариантах реализации, установка 100 также включает несколько поперечных труб 40, несколько патрубков 20 соединяются с главной впускающей трубой 30 через несколько поперечных труб 40, направление протяжности патрубка 20, поперечной трубы 40 и главной впускной трубы 30 перпендикулярны друг другу, что облегчает рациональное и правильное расположение сложных нескольких газовых распределительных путей.

В некоторых вариантах реализации установка 100 также включает: несколько Т-образных направляющих стержней, направляющие стержни расположены внутри патрубка 20 и тянутся по оси патрубка 20. Т-образный конец направляющего стержня может быть немного выше верхнего конца патрубка 20, нижний конец патрубка 20 соединен с поперечной трубой 40. Применяется распределительная труба, состоящая из направляющего стержня и патрубка, вместо сквозного отверстия для хлора типа постоянного тока, что может эффективно предотвратить утечку материала и проблемы засорения.

В некоторых вариантах реализации установка 100 также содержит несколько монтажных труб, выровненных и соединенных с патрубком 20, на выходе из которых расположена съемная уплотнительная крышка, в которую запускается направляющий стержень и с которой соединяется уплотнительная крышка.

В некоторых вариантах реализации коэффициент открытых отверстий 12 для распределительной плиты 10 составляет 0,65-0,85%. Таким образом, обеспечивается как надлежащее распределение газа, так и необходимая прочность распределительной плиты 10.

В варианте реализации данного изобретения длина стороны квадратной выемки канавки 14 составляет 150-250 мм, глубина канавки 14 составляет 40-80 мм; Толщина распределительной плиты 10 60-90 мм; Расстояние между Т-образным концом направляющего стрежня и верхним концом патрубка 20 составляет 0,5-1 мм, диаметр Т-образного конца 4,5-5,5 мм; патрубок 20 диаметром 6-25 мм и длиной 350-450 мм; Верх направляющего стержня приравнивается к верхнему концу патрубка 20, расстояние между направляющим стержнем и патрубком 20 составляет 0,5-3 мм.

Согласно другой стороне данного изобретения предлагается хлоратор с кипящим слоем, включающий корпус хлоратора с кипящим слоем и газораспределительную установку 100, где газораспределительная установка 100 расположена на дне корпуса печи, а распределительная плита 10 используется в качестве плиты основания корпуса печи.

Упомянутый хлоратор с кипящим слоем также содержит реактор, реактор расположенный в корпусе хлоратора с кипящим слоем, за пределами реактора расположена распределительная установка 100, несколько патрубков 20 соединены с дном реактора.

Согласно вышеприведенному описанию, газораспределительная установка 100 данного изобретения может значительно уменьшить или избежать мертвую зону сжижения частиц на вершине распределительной плиты 10 и улучшить состояние сжижения путем образования на верхней поверхности распределительной плиты 10 нескольких канавок 14, постепенное сужение от выемки до дна канавки, и далее путем соединения нескольких канавок 14 друг с другом, образуя линейчатые промежутки между выемками смежных канавок 14; Установив Т-образный направляющий стержень в патрубке, можно решить проблему утечки материала из сквозного отверстия распределителя и засорения. В целом можно увеличить производственный цикл хлоратора с кипящим слоем, средний рабочий цикл хлоратора с кипящим слоем может быть продлен с 10 до 15 дней, обеспечить длительную и стабильную работу системы хлорирования, что способствует повышению непрерывности и стабильности всей технологии хлорирования.

Обычный технический персонал в своей области должен понимать, что обсуждение любого из приведенных выше вариантов реализации носит лишь иллюстративный характер и не направлено на то, чтобы подразумевать, что раскрытая сфера применения данного варианта реализации данного изобретения (формула изобретения) ограничена этими примерами. В соответствии с вариантом реализации данного изобретения возможна также комбинация технических характеристик вышеуказанных или разных вариантов реализации, а также наличие множества других изменений по различным аспектам описанного выше варианта реализации изобретения, которые для краткости не приведены в деталях. Следовательно, любое сокращение, модификация, эквивалентная замена, улучшение и т.д., выполненные в духе и принципе вариантов реализации данного изобретения, должны быть включены в сферу охраны вариантов реализации данного изобретения.

Группа изобретений раскрывает газораспределительную установку и хлоратор с кипящим слоем. Упомянутое устройство включает: распределительную плиту, в которой открывается несколько сквозных отверстий; несколько патрубков, проходящих через несколько сквозных отверстий; главную впускною трубу, расположенную на наружной стороне дна распределительной плиты. Несколько патрубков и главная впускная труба соединяются. Верхняя поверхность распределительной плиты имеет несколько канавок. Размер упомянутых канавок постепенно сужается от выемки до дна канавки. Каждое упомянутое дно канавки соединяется с каждым сквозным отверстием. Данное изобретение позволяет уменьшить или избежать образования мертвой зоны сжижения в открытых отверстиях в распределительной плите, что в значительной степени позволяет избежать спекания на подине хлоратора с кипящим слоем при плохом состоянии сжижения. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Газораспределительная установка, характеризующаяся тем, что она включает:

распределительную плиту, на которой выполнено несколько сквозных отверстий;

несколько патрубков, где упомянутые несколько патрубков проходят через несколько сквозных отверстий;

главную впускную трубу, расположенную на наружной стороне нижней поверхности распределительной плиты, причем упомянутые несколько патрубков соединяются с главной впускной трубой;

в том числе верхняя поверхность распределительной плиты имеет несколько канавок, где размер упомянутых канавок постепенно сужается до точки или линии от выемки до дна канавки, и каждое упомянутое дно канавки соединяется с каждым сквозным отверстием.

2. Установка по п. 1, характеризующаяся тем, что между выемками смежных канавок образуется линейчатый промежуток.

3. Установка по п. 2, характеризующаяся тем, что ширина линейчатых промежутков составляет менее 5 мм.

4. Установка по п. 1, характеризующаяся тем, что канавка имеет форму четырехгранной пирамиды, а выемка канавки имеет квадратную форму.

5. Установка по п. 1, характеризующаяся тем, что распределительная плита содержит слой керамического материала, и упомянутые несколько канавок выполнены на слое керамического материала.

6. Установка по п. 1, характеризующаяся тем, что она также включает в себя несколько поперечных труб, несколько патрубков, упомянутые несколько патрубков соединены с главной впускной трубой через несколько поперечных труб, направление протяжности упомянутых патрубков, поперечной трубы и главной впускной трубы перпендикулярны друг другу.

7. Установка по п. 1, характеризующаяся тем, что она также включает: несколько Т-образных направляющих стержней, направляющие стержни расположены внутри патрубка и тянутся по оси патрубка.

8. Установка по п. 7, характеризующаяся тем, что она также включает несколько монтажных труб, упомянутые монтажные трубы выровнены и соединяются с патрубком, на выходе монтажной трубы установлена съемная уплотнительная крышка, направляющий шток вставляется в монтажную трубу и соединяется с уплотнительной крышкой.

9. Установка по п. 1, характеризующаяся тем, что коэффициент открытых отверстий сквозных отверстий в распределительной плите составляет 0,65-0,85%.

10. Хлоратор с кипящим слоем, характеризующийся тем, что он включает: корпус печи и газораспределительную установку согласно любому из пп. 1-9, где газораспределительная установка расположена на дне корпуса печи, а распределительная плита используется в качестве плиты основания корпуса печи.