本發(fā)明涉及化學(xué)反應(yīng)設(shè)備，具體涉及一種二氧化鈦生產(chǎn)用反應(yīng)釜。

背景技術(shù)：

1、二氧化鈦的生產(chǎn)通常會(huì)用到水解反應(yīng)釜，其工藝流程是：采用原料偏鈦酸，與沉淀劑尿素[co(nh2)2]，在水解反應(yīng)釜中均勻沉淀，料漿經(jīng)洗滌、過濾、煅燒后制得成品。水解是納米tio2工業(yè)生產(chǎn)中極其重要的工序，是決定產(chǎn)品質(zhì)量和水洗性能的關(guān)鍵工序。水解反應(yīng)的主要過程是：取定量水洗、漂洗合格的偏鈦酸加入反應(yīng)容器，加入除鹽水將偏鈦酸打漿并將漿料中的tio2濃度調(diào)整到144g/l左右，在攪拌下加入硫酸，將物料加熱至沸，隨著水分的蒸發(fā)，漿料沸點(diǎn)逐步上升，至溫度為120℃～150℃，偏鈦酸開始溶解，待溶液澄清后，經(jīng)冷卻即得到茶褐色清澈透明的硫酸氧鈦溶液。在一定的條件下，按一定配比取定量尿素和溶解后的表面活性劑十二烷基磺酸鈉(dbs)，在攪拌下緩慢加入反應(yīng)釜并混合均勻，在ph=2～3，有效酸含量為18～21g/l，中和溫度為95℃～112℃，發(fā)生均勻沉淀反應(yīng)緩慢生成偏鈦酸懸浮液，保溫20～30min后，快速冷卻至室溫，冷卻后的偏鈦酸送入洗滌過濾工序。

2、根據(jù)上述水解工藝可以看出，其反應(yīng)伴隨有酸性溶液的混合、加熱、冷卻等，為滿足上述工藝條件，就需根據(jù)工藝條件設(shè)計(jì)滿足其要求的反應(yīng)釜。如授權(quán)公告號(hào)為cn203291858u的實(shí)用新型專利公開的一種用于納米二氧化鈦生產(chǎn)的水解反應(yīng)釜，該反應(yīng)釜包括筒體，在筒體內(nèi)設(shè)有熱交換管，所述熱交換管為蒸汽加熱管，并且自上而下螺旋盤繞在筒體內(nèi)，進(jìn)而對(duì)筒體內(nèi)的物料進(jìn)行加熱。這種采用一整根熱交換管螺旋盤繞在筒體內(nèi)進(jìn)行加熱的方式，由于熱交換管在筒體內(nèi)盤旋的長(zhǎng)度比較長(zhǎng)，而熱交換管的換熱料率以及熱交換管的溫度都會(huì)沿著熱交換管的長(zhǎng)度而變化，這樣就容易造成筒體上方空間的溫度和下方空間的溫度不均勻，加熱效率也不均勻，進(jìn)而影響反應(yīng)釜內(nèi)的反應(yīng)效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出了一種二氧化鈦生產(chǎn)用反應(yīng)釜，以解決現(xiàn)有技術(shù)中熱交換管的加熱效率和加熱溫度不均勻，進(jìn)而影響反應(yīng)釜內(nèi)反應(yīng)效果的技術(shù)問題。

2、本發(fā)明的一種二氧化鈦生產(chǎn)用反應(yīng)釜采用如下技術(shù)方案：

3、一種二氧化鈦生產(chǎn)用反應(yīng)釜，包括筒體和設(shè)置在筒體內(nèi)的熱交換管，所述熱交換管包括一級(jí)換熱管、二級(jí)換熱管，所述一級(jí)換熱管為軸線沿上下方向延伸的直管結(jié)構(gòu)，所述一級(jí)換熱管具有進(jìn)口和出口，所述進(jìn)口用于通入加熱介質(zhì)，所述出口用于排出加熱介質(zhì)；所述二級(jí)換熱管有多個(gè)，每個(gè)二級(jí)換熱管分別螺旋纏繞在一級(jí)換熱管的外周，并且多個(gè)二級(jí)換熱管沿一級(jí)換熱管的軸線間隔布置，每個(gè)二級(jí)換熱管均包括螺旋纏繞在一級(jí)換熱管外部的二級(jí)螺旋段，以及連接在二級(jí)螺旋段兩端的二級(jí)直管段，兩個(gè)二級(jí)直管段分別朝一級(jí)換熱管的相背兩側(cè)懸伸，相鄰兩個(gè)二級(jí)換熱管的兩個(gè)二級(jí)直管段在一級(jí)換熱管的周向上錯(cuò)開。

4、進(jìn)一步地，所述一級(jí)換熱管的一端是封閉的并從筒體的上端或者下端伸入筒體內(nèi)，所述一級(jí)換熱管內(nèi)設(shè)有沿一級(jí)換熱管延伸的第一分隔板，所述第一分隔板將一級(jí)換熱管的內(nèi)部分隔成均沿一級(jí)換熱管軸線延伸的第一通道和第二通道，所述第一通道和第二通道在一級(jí)換熱管封閉的一端連通，所述第一通道和第二通道的處于筒體外的一端分別構(gòu)成所述的出口和進(jìn)口，所述第一通道和第二通道中的一個(gè)用于通入加熱介質(zhì)，另一個(gè)用于排出加熱介質(zhì)。

5、進(jìn)一步地，每個(gè)二級(jí)換熱管的兩端均是封閉的，每個(gè)二級(jí)換熱管內(nèi)均設(shè)有第二分隔板，所述第二分隔板沿著整個(gè)二級(jí)換熱管的延伸方向延伸，所述第二分隔板將整個(gè)二級(jí)換熱管的內(nèi)部分隔成第三通道和第四通道，第三通道和第四通道在二級(jí)換熱管的兩端連通，第三通道和第四通道內(nèi)分別充滿換熱介質(zhì)。

6、進(jìn)一步地，每個(gè)二級(jí)換熱管的兩個(gè)二級(jí)直管段至少一個(gè)中設(shè)有調(diào)節(jié)組件，所述調(diào)節(jié)組件設(shè)置在二級(jí)直管段的靠近二級(jí)螺旋段的一端，所述調(diào)節(jié)組件包括記憶彈簧和單向閥組件，所述記憶彈簧的軸線與二級(jí)直管段的軸線平行，所述單向閥組件活動(dòng)設(shè)置在二級(jí)直管段內(nèi)，所述記憶彈簧在二級(jí)換熱管內(nèi)的溫度達(dá)到設(shè)定溫度后伸長(zhǎng)，并推動(dòng)所述單向閥組件朝遠(yuǎn)離二級(jí)螺旋段的方向移動(dòng)，當(dāng)二級(jí)換熱管的溫度下降后，所述記憶彈簧收縮并拉動(dòng)所述單向閥組件回到初始位置，所述單向閥組件在記憶彈簧伸長(zhǎng)被推動(dòng)時(shí)關(guān)閉，以與二級(jí)直管段密封滑動(dòng)配合，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)二級(jí)換熱管內(nèi)的換熱介質(zhì)移動(dòng)，所述單向閥組件在記憶彈簧縮短被拉動(dòng)時(shí)打開，以使二級(jí)換熱管內(nèi)的換熱介質(zhì)能夠通過所述單向閥組件。

7、進(jìn)一步地，所述單向閥組件包括連接柱、支撐盤和密封片，所述連接柱的一端與支撐盤固定連接，另一端與所述記憶彈簧的一端連接，所述支撐盤上間隔開設(shè)有多個(gè)通孔，所述密封片設(shè)置在支撐盤的遠(yuǎn)離記憶彈簧的一側(cè)，當(dāng)所述記憶彈簧伸長(zhǎng)并推動(dòng)支撐盤移動(dòng)時(shí)，所述密封片緊貼所述支撐盤，并將支撐盤上的通孔封堵，以使單向閥組件關(guān)閉并形成一個(gè)活塞結(jié)構(gòu)，當(dāng)所述記憶彈簧收縮并拉動(dòng)支撐盤時(shí)，所述密封片打開支撐盤上的通孔，使二級(jí)換熱管內(nèi)的換熱介質(zhì)能夠通過支撐盤。

8、進(jìn)一步地，所述連接柱為圓錐型結(jié)構(gòu)，圓錐型結(jié)構(gòu)的大徑端與支撐盤固定連接，尖端伸入所述記憶彈簧內(nèi)。

9、進(jìn)一步地，所述二級(jí)換熱管的兩個(gè)二級(jí)直管段上分別纏繞有多個(gè)三級(jí)換熱管，每個(gè)三級(jí)換熱管均包括螺旋纏繞在二級(jí)直管段上的三級(jí)螺旋段，以及連接在三級(jí)螺旋段兩端的兩個(gè)三級(jí)直管段，相鄰兩個(gè)三級(jí)換熱管的三級(jí)直管段在二級(jí)直管段的周向上錯(cuò)開。

10、進(jìn)一步地，每個(gè)三級(jí)換熱管的兩端均是封閉的，每個(gè)三級(jí)換熱管內(nèi)均設(shè)有第三分隔板，所述第三分隔板沿著整個(gè)三級(jí)換熱管的延伸方向延伸，所述第三分隔板將整個(gè)三級(jí)換熱管的內(nèi)部分隔成第五通道和第六通道，第五通道和第六通道在三級(jí)換熱管的兩端連通，第五通道和第六通道內(nèi)分別充滿換熱介質(zhì)。

11、進(jìn)一步地，每個(gè)三級(jí)換熱管內(nèi)均設(shè)有所述調(diào)節(jié)組件。

12、進(jìn)一步地，每個(gè)三級(jí)換熱管的三級(jí)直管段上分別纏繞有多個(gè)四級(jí)換熱管。

13、本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的一種二氧化鈦生產(chǎn)用反應(yīng)釜，將位于筒體內(nèi)的熱交換管設(shè)置成彼此獨(dú)立的多級(jí)結(jié)構(gòu)，一級(jí)換熱管和二級(jí)換熱管內(nèi)的介質(zhì)相互不流通，僅進(jìn)行熱量交換，對(duì)于一級(jí)換熱管和每一個(gè)二級(jí)換熱管來說，都是一個(gè)長(zhǎng)度比較短的管體，一級(jí)換熱管和每一個(gè)二級(jí)換熱管作為多個(gè)獨(dú)立的換熱單元，每一個(gè)換熱單元內(nèi)的溫度差是比較小的，每一個(gè)換熱單元各個(gè)部分的換熱效率和溫度是基本相同的，通過多個(gè)二級(jí)換熱管來平衡和均勻整個(gè)筒體內(nèi)的換熱效率，對(duì)于整個(gè)筒體來說，能夠使整體溫度和換熱效率相對(duì)均勻，使筒體內(nèi)各區(qū)域溫度調(diào)節(jié)、響應(yīng)速度加快，保證反應(yīng)效果。

14、通過在二級(jí)換熱管、三級(jí)換熱管內(nèi)設(shè)置調(diào)節(jié)組件，可根據(jù)各個(gè)區(qū)域的溫度來調(diào)整對(duì)應(yīng)級(jí)換熱管內(nèi)換熱介質(zhì)的循環(huán)流動(dòng)情況，自動(dòng)調(diào)節(jié)上級(jí)及下級(jí)支路的導(dǎo)熱液流動(dòng)速度，將輸入的溫度合理分配至所述區(qū)域，降低不同區(qū)域之間的溫差。

技術(shù)特征：

1.一種二氧化鈦生產(chǎn)用反應(yīng)釜，包括筒體（100）和設(shè)置在筒體（100）內(nèi)的熱交換管（200），其特征在于，所述熱交換管（200）包括一級(jí)換熱管（210）、二級(jí)換熱管（220），所述一級(jí)換熱管（210）為軸線沿上下方向延伸的直管結(jié)構(gòu)，所述一級(jí)換熱管（210）具有進(jìn)口和出口，所述進(jìn)口用于通入加熱介質(zhì)，所述出口用于排出加熱介質(zhì)；所述二級(jí)換熱管（220）有多個(gè)，每個(gè)二級(jí)換熱管（220）分別螺旋纏繞在一級(jí)換熱管（210）的外周，并且多個(gè)二級(jí)換熱管（220）沿一級(jí)換熱管（210）的軸線間隔布置，每個(gè)二級(jí)換熱管（220）均包括螺旋纏繞在一級(jí)換熱管（210）外部的二級(jí)螺旋段（221），以及連接在二級(jí)螺旋段（221）兩端的二級(jí)直管段（222），兩個(gè)二級(jí)直管段（222）分別朝一級(jí)換熱管（210）的相背兩側(cè)懸伸，相鄰兩個(gè)二級(jí)換熱管（220）的兩個(gè)二級(jí)直管段（222）在一級(jí)換熱管（210）的周向上錯(cuò)開。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化鈦生產(chǎn)用反應(yīng)釜，其特征在于：所述一級(jí)換熱管（210）的一端是封閉的并從筒體（100）的上端或者下端伸入筒體（100）內(nèi)，所述一級(jí)換熱管（210）內(nèi)設(shè)有沿一級(jí)換熱管（210）延伸的第一分隔板（201），所述第一分隔板（201）將一級(jí)換熱管（210）的內(nèi)部分隔成均沿一級(jí)換熱管（210）軸線延伸的第一通道（202）和第二通道（203），所述第一通道（202）和第二通道（203）在一級(jí)換熱管（210）封閉的一端連通，所述第一通道（202）和第二通道（203）的處于筒體（100）外的一端分別構(gòu)成所述的出口和進(jìn)口，所述第一通道（202）和第二通道（203）中的一個(gè)用于通入加熱介質(zhì)，另一個(gè)用于排出加熱介質(zhì)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的二氧化鈦生產(chǎn)用反應(yīng)釜，其特征在于：每個(gè)二級(jí)換熱管（220）的兩端均是封閉的，每個(gè)二級(jí)換熱管（220）內(nèi)均設(shè)有第二分隔板（223），所述第二分隔板（223）沿著整個(gè)二級(jí)換熱管（220）的延伸方向延伸，所述第二分隔板（223）將整個(gè)二級(jí)換熱管（220）的內(nèi)部分隔成第三通道和第四通道，第三通道和第四通道在二級(jí)換熱管（220）的兩端連通，第三通道和第四通道內(nèi)分別充滿換熱介質(zhì)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的二氧化鈦生產(chǎn)用反應(yīng)釜，其特征在于：每個(gè)二級(jí)換熱管（220）的兩個(gè)二級(jí)直管段（222）至少一個(gè)中設(shè)有調(diào)節(jié)組件，所述調(diào)節(jié)組件設(shè)置在二級(jí)直管段（222）的靠近二級(jí)螺旋段（221）的一端，所述調(diào)節(jié)組件包括記憶彈簧（227）和單向閥組件，所述記憶彈簧（227）的軸線與二級(jí)直管段（222）的軸線平行，所述單向閥組件活動(dòng)設(shè)置在二級(jí)直管段（222）內(nèi)，所述記憶彈簧（227）在二級(jí)換熱管（220）內(nèi)的溫度達(dá)到設(shè)定溫度后伸長(zhǎng)，并推動(dòng)所述單向閥組件朝遠(yuǎn)離二級(jí)螺旋段（221）的方向移動(dòng)，當(dāng)二級(jí)換熱管（220）的溫度下降后，所述記憶彈簧（227）收縮并拉動(dòng)所述單向閥組件回到初始位置，所述單向閥組件在記憶彈簧（227）伸長(zhǎng)被推動(dòng)時(shí)關(guān)閉，以與二級(jí)直管段（222）密封滑動(dòng)配合，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)二級(jí)換熱管（220）內(nèi)的換熱介質(zhì)移動(dòng)，所述單向閥組件在記憶彈簧（227）縮短被拉動(dòng)時(shí)打開，以使二級(jí)換熱管（220）內(nèi)的換熱介質(zhì)能夠通過所述單向閥組件。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的二氧化鈦生產(chǎn)用反應(yīng)釜，其特征在于：所述單向閥組件包括連接柱（226）、支撐盤（224）和密封片（225），所述連接柱（226）的一端與支撐盤（224）固定連接，另一端與所述記憶彈簧（227）的一端連接，所述支撐盤（224）上間隔開設(shè)有多個(gè)通孔，所述密封片（225）設(shè)置在支撐盤（224）的遠(yuǎn)離記憶彈簧（227）的一側(cè)，當(dāng)所述記憶彈簧（227）伸長(zhǎng)并推動(dòng)支撐盤（224）移動(dòng)時(shí)，所述密封片（225）緊貼所述支撐盤（224），并將支撐盤（224）上的通孔封堵，以使單向閥組件關(guān)閉并形成一個(gè)活塞結(jié)構(gòu)，當(dāng)所述記憶彈簧（227）收縮并拉動(dòng)支撐盤（224）時(shí)，所述密封片（225）打開支撐盤（224）上的通孔，使二級(jí)換熱管（220）內(nèi)的換熱介質(zhì)能夠通過支撐盤（224）。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的二氧化鈦生產(chǎn)用反應(yīng)釜，其特征在于：所述連接柱（226）為圓錐型結(jié)構(gòu)，圓錐型結(jié)構(gòu)的大徑端與支撐盤（224）固定連接，尖端伸入所述記憶彈簧（227）內(nèi)。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的二氧化鈦生產(chǎn)用反應(yīng)釜，其特征在于：所述二級(jí)換熱管（220）的兩個(gè)二級(jí)直管段（222）上分別纏繞有多個(gè)三級(jí)換熱管（230），每個(gè)三級(jí)換熱管（230）均包括螺旋纏繞在二級(jí)直管段（222）上的三級(jí)螺旋段，以及連接在三級(jí)螺旋段兩端的兩個(gè)三級(jí)直管段，相鄰兩個(gè)三級(jí)換熱管（230）的三級(jí)直管段在二級(jí)直管段（222）的周向上錯(cuò)開。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的二氧化鈦生產(chǎn)用反應(yīng)釜，其特征在于：每個(gè)三級(jí)換熱管（230）的兩端均是封閉的，每個(gè)三級(jí)換熱管（230）內(nèi)均設(shè)有第三分隔板，所述第三分隔板沿著整個(gè)三級(jí)換熱管（230）的延伸方向延伸，所述第三分隔板將整個(gè)三級(jí)換熱管（230）的內(nèi)部分隔成第五通道和第六通道，第五通道和第六通道在三級(jí)換熱管（230）的兩端連通，第五通道和第六通道內(nèi)分別充滿換熱介質(zhì)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的二氧化鈦生產(chǎn)用反應(yīng)釜，其特征在于：每個(gè)三級(jí)換熱管（230）內(nèi)均設(shè)有所述調(diào)節(jié)組件。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的二氧化鈦生產(chǎn)用反應(yīng)釜，其特征在于：每個(gè)三級(jí)換熱管（230）的三級(jí)直管段上分別纏繞有多個(gè)四級(jí)換熱管（240）。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及化學(xué)反應(yīng)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種二氧化鈦生產(chǎn)用反應(yīng)釜，包括筒體和設(shè)置在筒體內(nèi)的熱交換管，熱交換管包括一級(jí)換熱管、二級(jí)換熱管，一級(jí)換熱管為軸線沿上下方向延伸的直管結(jié)構(gòu)，二級(jí)換熱管有多個(gè)，每個(gè)二級(jí)換熱管分別螺旋纏繞在一級(jí)換熱管的外周，并且多個(gè)二級(jí)換熱管沿一級(jí)換熱管的軸線間隔布置，每個(gè)二級(jí)換熱管均包括螺旋纏繞在一級(jí)換熱管外部的二級(jí)螺旋段，以及連接在二級(jí)螺旋段兩端的二級(jí)直管段，兩個(gè)二級(jí)直管段分別朝一級(jí)換熱管的相背兩側(cè)懸伸，相鄰兩個(gè)二級(jí)換熱管的兩個(gè)二級(jí)直管段在一級(jí)換熱管的周向上錯(cuò)開。本發(fā)明能夠使筒體內(nèi)整體溫度和換熱效率相對(duì)均勻，保證反應(yīng)效果。

技術(shù)研發(fā)人員：賈瑞龍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：寶雞博銳誠(chéng)鈦業(yè)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19