关于沸腾氯化炉的散热与保温.pdf

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1、第26卷第5期有色矿冶Vo1．26．№52010年1O月NON—FERROUSM田NGANDM哐TALLURGYOctober2010文章编号：1007—967X(2010)04—0026—03关于沸腾氯化炉的散热与保温李洪伟(抚顺钛业公司，辽宁抚顺113001)摘要：提出沸腾氯化炉的保温对沸腾氯化生产的作用，阐述沸腾炉四氯化钛生产中，热量在不同阶段的特点及处理方法。合理地利用与处理沸腾氯化炉产生的热量，使之达到对沸腾氯化生产各相关环节有利的目的。该方法对大型沸腾氯化炉内相应床层的建立是有利的，有利于在相对短的时间内建立较为良好的炉况。关键词：沸腾氯化炉；散热；保温中图分

2、类号：TF111．19文献标识码：A生产的氯化床层，而氯化床层是在一定的气体压力1沸腾氯化与温度的关系的氯气床层之上存在的。当反应段温度高时，有利对于高钛渣的沸腾氯化生产而言，氯化炉内的于维持炉内氯气压力区和反应区的相对高的压力，热量是人炉固气物料反应的自发热量。从化学反应对炉内各床层的建立是有利的；对于反应区域而言，热力学而言，对于放热反应，降低反应温度有利于反由于生成热量被生成炉气即时带走，不利于炉膛内应的进行，但事实上，温度又是影响化学反应速度的的保温，对提高反应速率是不利的。针对这一问题，重要因素，对于某些放热反应，又要求较高的环境温本文提出了沸腾氯化炉反应区域的

3、保温问题。度，以利于提高反应速率。炉内温度对不同的氯化方法差别较大。对于四氯化钛的沸腾氯化生产而2反应区域保温对炉内温度的影响言，与熔盐氯化炉内的温度情况是不一样的，甚至出2．1未加保温时的散热现较大差别。对于熔盐氯化而言，氯化反应是在熔从理论上讲，固体可同时发射波长为0～∞的盐内与熔盐上方空间同时进行的，炉底与反应段温各种电磁波，但在工业所遇到的温度范围内，有实际度应做一致的考虑；对于沸腾氯化生产而言，情况就意义的热辐射波长位于0．38～1000m之间，而且不一样了，氯化炉内正常生产情形下，应有三个功能大部分能量集中在红外线区段的0．76～20m范及温度不同的区域。炉底

4、是氯气压力稳定区，其内围内。无氯化反应，温度甚至可以达到常温，与反应区有几Eb=801r4百度的差距。对沸腾氯化而言，反应是在lm的式中E——黑体辐射能力，W／m；沸腾区内完成的，整个氯化系统中产生的热量是在8——黑体辐射常数，5．67×10W／mK；此区域内发生的。此区域的温度或氯化反应的温度T——黑体表面绝对温度。控制，在生产中人们只是从入炉的固气物料加入量Eb=C0(T／100)C0=5．67W／mI(4上来把握。由于反应的放热性及出炉烟气的冷却与四次方定律表明辐射传热对温度异常敏感。低降温，人们容易忽视温度控制对氯化反应的影响，从温时热辐射往往可以忽略，而高温时则

5、往往成为主而忽视保温对氯化生产的作用。要的传热方式。对大型沸腾氯化炉而言，因床层面积大，物料下本文氯化炉反应段可以看成是粗管道散热，热料不均，入炉氯气在床层内阻力不一样，不易建立起均匀稳定的床层，这也是大型沸腾氯化炉常设氯气辐射和对流给热方法遵循完全不同的规律，但在对均布板的原因，但氯气均布板在国内大型沸腾氯化流和辐射同时存在的场合，常将辐射热流量用统一生产中，原料差别乃至排渣疏通困难等诸多原因，又的牛顿冷却定律表示：不适于在炉底采用。这就要求生产中要形成有利于l2=／3s‘Pl2Co×10一·(T14一T24)／(T1一T2)}收稿日期：2010—03—30作者简介：李

6、洪伟(1969一)，毕业于河北理工大学，高级工程师，长期从事镁钛冶金技术工作。第5期李洪伟：关于沸腾氯化炉的散热与保温27=￡‘PI2C0(Tl+T1T2+T2T1+T2。)X10一22．9K／g％=0．506X10J／kg％当化工设备或管道在大空间内散热时，‘p：=1，CO：气体的比热：￡=￡I。对于‘P2．5nl氯化炉，d=2．5，黑度8=0．0．8X10J／kg~C8，‘Pl2=1，Tl=300+273=573K(T1取外壁300单位时间内炉内的产出物量：℃，T取外界温度20℃，T2=273+20=293K)：TiC184×10／24／3600=0．97kg／S12

7、=￡‘p12Co(T1。+TlT2+T22Tl+T2)XCO219．6X10／24／3600=0．23kg／S10一：0．8X1X5．67Xf573+573X293+573X54．577=Clm1At+C2m2At293+293X10～：17．42W／m℃At=54．577÷(0．97×0．506+0．23X0．8)管道与空气间对流给系数为：=80．88℃c=7．7W／mc【=上面计算结果说明，在有保温层存在的情况下，Q=叮rd(Tl—T2)可使炉内生成物温度提高80℃左右。=3．14X2．5X(7．7+17．42)X(573