一种利用太阳能汽化液态氯的四氯化钛反应装置论文和设计-罗红宇

全文摘要

本实用新型公开了一种利用太阳能汽化液态氯的四氯化钛反应装置，包括四氯化钛反应箱、搅拌箱、电热锅炉和碱性中和层，四氯化钛反应箱的下端内壁固定连接有搅拌箱，搅拌箱的内壁转动连接有搅拌辊轴，搅拌箱的下端面活动连接有活动隔板，四氯化钛反应箱的上端面固定连接有四氯化钛储存箱，四氯化钛反应箱的左侧外壁通过管道连接有电热锅炉，电热锅炉的正外壁焊接有回炉分流管。通过搅拌箱中的搅拌辊轴，实现了将热水与四氯化钛进行充分反应，达到了减小反应时间的目的，通过回炉分流管，使得未达到反应温度的低温水重新回流至集水箱中利用太阳能进行加热。

主设计要求

1.一种利用太阳能汽化液态氯的四氯化钛反应装置，包括四氯化钛反应箱(1)、搅拌箱(103)、电热锅炉(3)和碱性中和层(404)，其特征在于：所述四氯化钛反应箱(1)的下端内壁固定连接有搅拌箱(103)，所述搅拌箱(103)的内壁转动连接有搅拌辊轴(104)，所述搅拌箱(103)的下端面活动连接有活动隔板(106)，所述四氯化钛反应箱(1)的上端面固定连接有四氯化钛储存箱(2)，所述四氯化钛反应箱(1)的左侧外壁通过管道连接有电热锅炉(3)，所述电热锅炉(3)的外壁下部焊接有回炉分流管(302)，所述电热锅炉(3)外壁上部通过水管连接有板式换热器(303)，所述板式换热器(303)的前侧通过管道连接有液态氯储存箱(304)，所述板式换热器(303)的侧壁通过输气管道与所述四氯化钛反应箱(1)相连通，所述四氯化钛反应箱(1)的下端面固定连接有废水回收管(4)，所述废水回收管(4)包括有沉淀管(401)和碱性中和层(404)，所述碱性中和层(404)固定连接在所述沉淀管(401)的正前方，所述沉淀管(401)的前壁固定连接有出水口(402)，所述废水回收管(4)的右侧外壁通过螺栓固定连接有离心水泵(403)。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种利用太阳能汽化液态氯的四氯化钛反应装置，其特征在于：所述四氯化钛反应箱(1)的左侧外壁贯穿连接有热水入口(101)，所述搅拌箱(103)的上端面固定连接有四氯化钛入口(102)，所述热水入口(101)的右侧壁与所述搅拌箱(103)固定连接，所述四氯化钛入口(102)的上端面与所述四氯化钛反应箱(1)的上端面固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种利用太阳能汽化液态氯的四氯化钛反应装置，其特征在于：所述搅拌箱(103)的右端面活动连接有干燥层(105)，所述干燥层(105)呈“方形”网状，所述干燥层(105)可沿水平方向移动。

4.根据权利要求1所述的一种利用太阳能汽化液态氯的四氯化钛反应装置，其特征在于：所述四氯化钛反应箱(1)的前壁卡扣连接有两个检修门(107)，两个所述检修门(107)呈“矩形”状，所述检修门(107)呈对称设置。

5.根据权利要求1所述的一种利用太阳能汽化液态氯的四氯化钛反应装置，其特征在于：所述四氯化钛储存箱(2)的上端面通过螺栓固定连接有密封法兰(201)，所述密封法兰(201)呈“圆盘”状，且所述密封法兰(201)可进行转动，所述四氯化钛储存箱(2)的内壁均匀紧密贴合有防腐膜(202)，所述防腐膜(202)的尺寸等于所述四氯化钛储存箱(2)的尺寸。

6.根据权利要求3所述的一种利用太阳能汽化液态氯的四氯化钛反应装置，其特征在于：所述四氯化钛反应箱(1)的右侧壁固定连接有两个氯气收集箱(108)，所述氯气收集箱(108)呈“长方体”箱状，所述氯气收集箱(108)的左侧壁与所述干燥层(105)紧密贴合。

7.根据权利要求1所述的一种利用太阳能汽化液态氯的四氯化钛反应装置，其特征在于：所述电热锅炉(3)的左侧外壁贯穿连接有集水箱进水管(301)，所述集水箱进水管(301)呈“圆柱”管状，所述集水箱进水管(301)在安装时设置有坡度。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及化工汽化装置领域，特别涉及一种利用太阳能汽化液态氯的四氯化钛反应装置。

背景技术

利用太阳能汽化液态氯的四氯化钛反应装置，是一种利用太阳能对水进行加热，然后通过热水与液态氯进行热量交换汽化生成氯气的装置，通过太阳能板对太阳能热量进行收集利用，再通过水泵将热水传输至反应箱与四氯化钛发生反应，实现了四氯化钛生产对热量的需求。

授权公告号为CN203144121U的中国专利公开了一种沸腾氯化法生产四氯化钛的氯气二次分布装置，包括圆形板状的布气板，布气板上设有多个同心的气孔圈，每个气孔圈均由多个气孔组成，相邻两个气孔圈之间的距离相等；距离布气板边缘最近的两个气孔圈中气孔的孔径小于其余气孔圈中气孔的孔径，该装置使物料同氯气呈流态化反应充分，解决了物料和氯气大量损失的现象，可实现沸腾氯化炉稳定连续运行，结构简单，减轻后续处理设备负荷，改善工作环境，但是该装置易对环境造成污染，不节能且效率低下。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种运用太阳能供热的液态氯汽化装置，该种运用太阳能的液态氯汽化装置，通过搅拌箱中的搅拌辊轴，实现了将热水与四氯化钛进行充分反应，达到了减小反应时间的目的，通过回炉分流管，使得未达到了反应温度的水重新回流至集水箱中利用太阳能进行加热，再碱性中和层对四氯化钛再反应中产生的酸溶液进行中和，避免对环境造成污染。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种运用太阳能热量的四氯化钛制备装置，包括四氯化钛反应箱、搅拌箱、电热锅炉和碱性中和层，所述四氯化钛反应箱的下端内壁固定连接有搅拌箱，所述搅拌箱的内壁转动连接有搅拌辊轴，所述搅拌箱的下端面活动连接有活动隔板，所述四氯化钛反应箱的上端面固定连接有四氯化钛储存箱，所述四氯化钛反应箱的左侧外壁通过管道连接有电热锅炉，所述电热锅炉的正外壁焊接有回炉分流管，所述电热锅炉外壁下部焊接有回炉分流管，所述电热锅炉的外壁上部通过水管连接有板式换热器，所述板式换热器的前侧通过管道连接有液态氯储存箱，所述板式换热器的侧壁通过输气管道与所述四氯化钛反应箱相连通，所述四氯化钛反应箱的下端面固定连接有废水回收管，所述废水回收管包括有沉淀管和碱性中和层，所述碱性中和层固定连接在所述沉淀管的正前方，所述沉淀管的前壁固定连接有出水口，所述废水回收管的右侧外壁通过螺栓固定连接有离心水泵。

进一步的，所述四氯化钛反应箱的左侧外壁贯穿连接有热水入口，所述搅拌箱的上端面固定连接有四氯化钛入口，所述热水入口的右侧壁与所述搅拌箱固定连接，所述四氯化钛入口的上端面与所述四氯化钛反应箱的上端面固定连接。

进一步的，所述搅拌箱的右端面活动连接有干燥层，所述干燥层呈“方形”网状，所述干燥层可沿水平方向移动。

进一步的，所述四氯化钛反应箱的前壁卡扣连接有两个检修门，两个所述检修门呈“矩形”状，所述检修门呈对称设置。

进一步的，所述四氯化钛储存箱的上端面通过螺栓固定连接有密封法兰，所述密封法兰呈“圆盘”状，且所述密封法兰可进行转动，所述四氯化钛储存箱的内壁均匀紧密贴合有防腐膜，所述防腐膜的尺寸等于所述四氯化钛储存箱的尺寸。

进一步的，所述四氯化钛反应箱的右侧壁固定连接有两个氯气收集箱，所述氯气收集箱呈“长方体”箱状，所述氯气收集箱的左侧壁与所述干燥层紧密贴合。

进一步的，所述电热锅炉的左侧外壁贯穿连接有集水箱进水管，所述集水箱进水管呈“圆柱”管状，所述集水箱进水管在安装时设置有坡度。

综上，本实用新型具有以下有益效果：

1、该种利用太阳能汽化液态氯的四氯化钛反应装置，液态氯从液态氯储存箱中流入板式换热器的吸热管道中，同时电热锅炉将通过太阳能板加热过的热水输送至板式换热器的散热管道中，通过将热水中的热量传递给液态氯，使得液态氯气化成氯气，再将氯气通过输气管传递至四氯化钛反应箱中进行反应，实现了液态氯的快速气化，从而提升了生产效率。

2、该种利用太阳能汽化液态氯的四氯化钛反应装置，在搅拌箱中安装了搅拌辊轴，四氯化钛和热水均进入搅拌箱中之后，在搅拌辊轴的转动下，热水与四氯化钛均匀混合，发生充分剧烈反应，且通过在搅拌辊轴的外壁设置螺旋形的肋片，解决了搅拌辊轴外壁易粘黏且搅拌不均匀的问题，实现了对热水以及四氯化钛的充分反应，加快了反应时间，提升了生产效率。

3、该种利用太阳能汽化液态氯的四氯化钛反应装置，在电热锅炉的前壁安装了回炉分流管，在经过太阳能板对水进行加热之后，水通过管道进入到电热锅炉中，在电热锅炉的作用下，水温继续上升至四十五摄氏度至六十摄氏度，当电热锅炉检测到水温不足四十五摄氏度时，在电热锅炉实际功率不变的情况下，通过回炉分流管将水回流至集水箱中通过太阳能加热板进行加热，解决了加热耗能过高的问题，实现了节能的目的。

4、该种利用太阳能汽化液态氯的四氯化钛反应装置，在四氯化钛反应箱的下端面安装了沉淀管，在搅拌箱工作完毕时，打开活动隔板之后，不溶于水的杂质与水混合产生的悬浊物落入沉淀管中，悬浊物中的大部分水通过出水口并在过滤后流入集水箱中，进行回收利用，不溶于水的杂质堆积在沉淀管中，避免杂质对过滤装置以及集水箱造成堵塞影响装置的正常工作，实现了稳定运行。

5、该种利用太阳能汽化液态氯的四氯化钛反应装置，在废水回收管的内部安装了碱性中和层，四氯化钛在汽化过程中易生成酸性溶液，酸性溶液从搅拌箱落入至废水回收管中后，流向碱性中和层，并与碱性中和层中的碱性溶液发生中和反应，生成可溶于水的盐溶液和水，避免了酸性溶液直接排出而对环境造成污染，实现了装置的环保性。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的四氯化钛反应箱横向剖面结构图；

图3为本实用新型的四氯化钛反应箱整体结构示意图；

图4为本实用新型的整体工作流程图。

图中：1、四氯化钛反应箱；101、热水入口；102、四氯化钛入口；103、搅拌箱；104、搅拌辊轴；105、干燥层；106、活动隔板；107、检修门；108、氯气收集箱；2、四氯化钛储存箱；201、密封法兰；202、防腐膜；3、电热锅炉；301、集水箱进水管；302、回炉分流管；303、板式换热器；304、液态氯储存箱；4、废水回收管；401、沉淀管；402、出水口；403、离心水泵； 404、碱性中和层。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型中的仪器：

离心水泵306型号为(IS(ISR)50-32-125)；

板式换热器303型号为(TS20M)。

请参阅图1-图4，本实用新型提供一种技术方案：一种利用太阳能汽化液态氯的四氯化钛反应装置，包括四氯化钛反应箱1、搅拌箱103、电热锅炉 3和碱性中和层404，四氯化钛反应箱1的下端内壁固定连接有搅拌箱103，搅拌箱103的内壁转动连接有搅拌辊轴104，在搅拌辊轴104的转动下，热水与四氯化钛均匀混合，发生充分剧烈反应，且通过在搅拌辊轴104的外壁设置螺旋形的肋片，解决了搅拌辊轴104外壁易粘黏且搅拌不均匀的问题，实现了对热水以及四氯化钛的充分反应，加快了反应时间，搅拌箱103的下端面活动连接有活动隔板106，四氯化钛反应箱1的上端面固定连接有四氯化钛储存箱2，四氯化钛反应箱1的左侧外壁通过管道连接有电热锅炉3，电热锅炉3的正外壁焊接有回炉分流管302，在电热锅炉3的作用下，水温继续上升至四十五摄氏度至六十摄氏度，当电热锅炉3检测到水温不足四十五摄氏度时，在电热锅炉3实际功率不变的情况下，通过回炉分流管302将水回流至集水箱中通过太阳能加热板进行加热，解决了加热耗能过高的问题，电热锅炉3的外壁下部焊接有回炉分流管302，电热锅炉3外壁上部通过水管连接有板式换热器303，板式换热器303的前侧通过管道连接有液态氯储存箱304，板式换热器303的侧壁通过输气管道与四氯化钛反应箱1相连通，液态氯从液态氯储存箱304中流入板式换热器303的吸热管道中，同时电热锅炉3将通过太阳能板加热过的热水输送至板式换热器303的散热管道中，通过将热水中的热量传递给液态氯，使得液态氯气化成氯气，再将氯气通过输气管传递至四氯化钛反应箱1中进行反应，实现了液态氯的快速气化，从而提升了生产效率，四氯化钛反应箱1的下端面固定连接有废水回收管4，废水回收管 4包括有沉淀管401和碱性中和层404，碱性中和层404固定连接在沉淀管401 的正前方，沉淀管401的前壁固定连接有出水口402，在搅拌箱103工作完毕时，打开活动隔板106之后，不溶于水的杂质与水混合产生的悬浊物落入沉淀管401中，悬浊物中的大部分水通过出水口402并在过滤后流入集水箱中，进行回收利用，不溶于水的杂质堆积在沉淀管401中，避免杂质对过滤装置以及集水箱造成堵塞影响装置的正常工作，废水回收管4的右侧外壁通过螺栓固定连接有离心水泵403，四氯化钛在汽化过程中易生成酸性溶液，酸性溶液从搅拌箱103落入至废水回收管4中后，流向碱性中和层404，并与碱性中和层404中的碱性溶液发生中和反应，生成可溶于水的盐溶液和水，避免了酸性溶液直接排出而对环境造成污染。

进一步的，四氯化钛反应箱1的左侧外壁贯穿连接有热水入口101，搅拌箱103的上端面固定连接有四氯化钛入口102，热水入口101的右侧壁与搅拌箱103固定连接，四氯化钛入口102的上端面与四氯化钛反应箱1的上端面固定连接，电热锅炉3中的热水通过热水入口101流入搅拌箱103中，四氯化钛储存箱2中的四氯化钛通过四氯化钛入口102流入搅拌箱103中，并与热水发生反应，实现了四氯化钛的汽化。

进一步的，搅拌箱103的右端面活动连接有干燥层105，干燥层105呈“方形”网状，通过干燥层105可将四氯化钛汽化生成的氯气进行干燥处理，并将氯气中的水蒸气吸附在干燥层105的“网状”结构上，干燥层105可沿水平方向移动，便于干燥层105的拆卸与清洁。

进一步的，四氯化钛反应箱1的前壁卡扣连接有两个检修门107，检修门 107实现了对四氯化钛反应箱1内部的便捷检修，两个检修门107呈“矩形”状，使得检修门107便于加装密封材料，检修门107呈对称设置，实现了两个检修门107在工作时互不影响。

进一步的，四氯化钛储存箱2的上端面通过螺栓固定连接有密封法兰201，密封法兰201避免了四氯化钛储存箱2内部四氯化钛的挥发变质，密封法兰 201呈“圆盘”状，便于转动调节，且密封法兰201可进行转动，实现了四氯化钛储存箱2的开闭控制，四氯化钛储存箱2的内壁均匀紧密贴合有防腐膜 202，防腐膜202的尺寸等于四氯化钛储存箱2的尺寸，四氯化钛具有很强的腐蚀性，通过防腐膜202起到了对四氯化钛储存箱2内壁的保护作用。

进一步的，四氯化钛反应箱1的右侧壁固定连接有两个氯气收集箱108，氯气收集箱108呈“长方体”箱状，便于氯气收集箱108在平面上的固定，氯气收集箱108的左侧壁与干燥层105紧密贴合，氯气在经过干燥层105干燥后进入氯气收集箱108中，实现对氯气的收集。

进一步的，电热锅炉3的左侧外壁贯穿连接有集水箱进水管301，集水箱进水管301起到了将集水箱中的热水输入至电热锅炉3的作用，集水箱进水管301呈“圆柱”管状，便于在集水箱进水管301上加装水管，集水箱进水管301在安装时设置有坡度，避免集水箱进水管301中有水滞留，确保集水箱进水管301内部的清洁。

工作原理：首先，在集水箱中注入纯净水，通过补水箱对集水箱进行实时补水，然后，在热泵与太阳能加热板的加热作用下对集水箱中的水进行加热，接着，热水流入电热锅炉3中进行进一步加热，此时液态氯从液态氯储存箱304中流入板式换热器303的吸热管道中，同时电热锅炉3将通过太阳能板加热过的热水输送至板式换热器303的散热管道中，通过将热水中的热量传递给液态氯，使得液态氯气化成氯气，再将氯气通过输气管传递至四氯化钛反应箱1中，再接着，在电热锅炉3的作用下，水温继续上升至四十五摄氏度至六十摄氏度，当电热锅炉3检测到水温不足四十五摄氏度时，在电热锅炉3实际功率不变的情况下，通过回炉分流管302将水回流至集水箱中通过太阳能加热板进行加热，然后，在搅拌辊轴104的转动下，热水、氯气与四氯化钛均匀混合，发生充分剧烈反应，且通过在搅拌辊轴104的外壁设置螺旋形的肋片，解决了搅拌辊轴104外壁易粘黏且搅拌不均匀的问题，实现了对热水以及四氯化钛的充分反应，加快了反应时间，接着，在搅拌箱103 工作完毕时，打开活动隔板106之后，不溶于水的杂质与水混合产生的悬浊物落入沉淀管401中，悬浊物中的大部分水通过出水口402并在过滤后流入集水箱中，进行回收利用，不溶于水的杂质堆积在沉淀管401中，再接着，四氯化钛在汽化过程中易生成酸性溶液，酸性溶液从搅拌箱103落入至废水回收管4中后，流向碱性中和层404，并与碱性中和层404中的碱性溶液发生中和反应，生成可溶于水的盐溶液和水，避免了酸性溶液直接排出而对环境造成污染，最后，通过氯气收集箱108对多余的氯气进行收集。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

设计图

一种利用太阳能汽化液态氯的四氯化钛反应装置论文和设计

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