一种四氯化钛生产系统及工艺技术方案

本发明专利技术提供一种四氯化钛生产系统及工艺。所述工艺将含有四氯化钛的混合气体顺序经过输送管、气固沉降装置、三氯化铝固化装置、气液分离器，并从气液分离器的产品气出口得到产品气，并通过向输送管、气固沉降装置和进入气液分离器前的主气流喷洒低温四氯化钛循环液来精确控制各阶段主气流的温度，实现对混合气体中杂质的分阶段去除。本发明专利技术尤其适用于大规模化的四氯化钛生产工业，并能够有效降低生产能耗，降低废弃物排放量并避免其对环境的污染，提升钛资源的收率。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种四氯化钛生产系统及工艺。所述工艺将含有四氯化钛的混合气体顺序经过输送管、气固沉降装置、三氯化铝固化装置、气液分离器，并从气液分离器的产品气出口得到产品气，并通过向输送管、气固沉降装置和进入气液分离器前的主气流喷洒低温四氯化钛循环液来精确控制各阶段主气流的温度，实现对混合气体中杂质的分阶段去除。本专利技术尤其适用于大规模化的四氯化钛生产工业，并能够有效降低生产能耗，降低废弃物排放量并避免其对环境的污染，提升钛资源的收率。【专利说明】—种四氯化钛生产系统及工艺
本专利技术涉及沸腾氯化法生产四氯化钛的
，具体地讲，涉及一种四氯化钛生产系统及工艺。
技术介绍
通常，通过对高钛渣等钛原料进行沸腾氯化来生产四氯化钛，主要为钛资源的提取过程，即将原料中80%~90%的TiO2反应生成TiCl4。在此过程中，原料中含有的杂质元素氧化物也会发生反应生成相应的氯化物，例如，所涉及的成分包括FeCl3、FeCl2、AlCl3、CaCl2, MgCl2, MnCl2, CrCl2等。高钛渣和石油焦通过喷射泵进入沸腾氯化炉，氯气从沸腾氯化炉底部进入，沸腾氯化炉产生的含四氯化钛的混合气体从沸腾氯化炉顶部离开并进入后处理系统。例如，氯化反应可由下式表示:Ti02+2X0+4C+4C12 — TiCl4+2XCl2+aC0+ (4_a) CO2其中，XCl可以是卩6(:12、]?11(:12、恥(:15、￥0(:13、0&(:12、]\%(:12、5扣14等等。另外，由于该产业属于流态化生产范畴，炉气中也会包含扬析产生的细颗粒钛原料和石油焦。国内现有沸腾氯化炉的炉径较小(例如，Φ 1000~2000mm)，其生产的粗四氯化钛采用2级挡板收尘器控制杂质氯化物，控制精度不高造成淋洗后的粗四氯化钛固含量较高，需要进行沉降过滤后才能满足精制系统需求。但在沉降过滤过程中，产生大量难以处理的固(液、气)废污染物，主要为包含四氯化钛的泥浆。该泥浆一旦暴露在空气中，将发生TiCl4+H20 — HCl丨+TiO2反应，从而产生大量酸雾，染污环境并恶化工作场所。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如，本专利技术的目的之一在于提供一种能够有效降低或避免产生高浓度TiCl4泥浆的四氯化钛生产系统及工艺。本专利技术的一方面提供了一种四氯化钛生产系统。所述四氯化钛生产系统包括沸腾氯化炉、输送管、气固沉降装置、渣罐、三氯化铝固化装置、气液分离器、循环储槽、第一四氯化钛液喷洒管路、第一测温装置、第一流量调节装置、第二四氯化钛液喷洒管路、第二测温装置、第二流量调节装置、第三四氯化钛液喷洒管路、第三测温装置、第三流量调节装置，其中，气固沉降装置具有沉降主体容器和设置在沉降主体容器顶部的气流入口、设置在沉降主体容器中部的气流出口和设置在沉降主体容器底部的出渣口 ；输送管将沸腾氯化炉的顶部与气固沉降装置的气流入口连通，渣罐与气固沉降装置的出渣口连通；气液分离器具有气液分离主体容器和设置在气液分离主体容器顶部的产品气出口、设置在气液分离主体容器底部的出液口和设置在气液分离主体容器侧部的进气口 ；三氯化铝固化装置具有与气固沉降装置的气流出口连通的进气口以及与气液分离器的进气口连通的出气口 ；循环储槽与气液分离器的出液口连通；第一四氯化钛液喷洒管路将循环储槽与输送管连通，以将循环储槽中的四氯化钛液喷洒至输送管中，第一测温装置设置在输送管下游，第一流量调节装置设置在第一四氯化钛液喷洒管路中并根据第一测温装置监测的温度调节喷洒至输送管中的四氯化钛液流量；第二四氯化钛液喷洒管路将循环储槽与气固沉降装置连通，以将循环储槽中的四氯化钛液喷洒至气固沉降装置中，第二测温装置设置在气固沉降装置的气流出口，第二流量调节装置设置在第二四氯化钛液喷洒管路中并根据第二测温装置监测的温度调节喷洒至气固沉降装置中的四氯化钛液流量；第三四氯化钛液喷洒管路将循环储槽与三氯化铝固化装置连通或与三氯化铝固化装置至气液分离器间的管路连通，以将循环储槽中的四氯化钛液喷洒至三氯化铝固化装置中或喷洒至所述三氯化铝固化装置至气液分离器间的管路中，第三测温装置设置在气液分离器的进气口处，第三流量调节装置设置在第三四氯化钛液喷洒管路中并根据第三测温装置监测的温度调节喷洒至三氯化铝固化装置中或喷洒至所述三氯化铝固化装置至气液分离器间的管路中的四氯化钛液流量。在本专利技术的四氯化钛生产系统的一个示例性实施例中，所述四氯化钛生产系统还可包括加压泵和热交换器，加压泵和热交换器设置在第一四氯化钛液喷洒管路和/或第二四氯化钛液喷洒管路和/或第三四氯化钛液喷洒管路中，热交换器能够降低进入其中的四氯化钛液的温度。在本专利技术的四氯化钛生产系统的一个示例性实施例中，所述沸腾氯化炉的炉内径可以为4000_以上。本专利技术的另一方面提供了一种四氯化钛生产工艺。所述四氯化钛生产工艺采用如上所述的四氯化钛生产系统来进行，沸腾氯化炉制得的含有四氯化钛的混合气体顺序经过输送管、气固沉降装置、三氯化铝固化装置、气液分离器，并从气液分离器的产品气出口得到含有四氯化钛的气体，其中，第一流量调节装置根据第一测温装置监测的温度调节喷洒至输送管中的四氯化钛液流量，并将从输送管中排出的流体温度控制为450~550°C ;第二流量调节装置根据第二测温装置监测的温度调节喷洒至气固沉降装置中的四氯化钛液流量，并将从气固沉降装置的气流出口处排出的流体温度控制为180~250°C ;第三流量调节装置设置根据第三测温装置监测的温度调节喷洒至三氯化铝固化装置中或喷洒至所述三氯化铝固化装置至气液分离器间的管路中的四氯化钛液流量，并将即将进入气液分离器的流体温度控制为125~135°C，输送管和气固沉降装置中得到沉降物通过渣罐收集，三氯化铝固化装置将进入其中的流体中的三氯化铝气体反应为三氧化二铝颗粒。在本专利技术的四氯化钛生产工艺的一个示例性实施例中，所述产品气中四氯化钛的流量优选为接近沸腾氯化炉制得的混合气体中四氯化钛的流量。在本专利技术的四氯化钛生产工艺的一个示例性实施例中，第一四氯化钛液喷洒管路、第二四氯化钛液喷洒管路和第三四氯化钛液喷洒管路中的四氯化钛液的循环量可以为沸腾氯化炉的四氯化钛产能的15~20倍。在本专利技术的四氯化钛生产工艺的一个示例性实施例中，第一四氯化钛液喷洒管路、第二四氯化钛液喷洒管路和第三四氯化钛液喷洒管路中的四氯化钛液的压力优选为300~400kpa,以将四氯化钛液以雾化状态喷洒。在本专利技术 的四氯化钛生产工艺的一个示例性实施例中，优选地，将从输送管中排出的流体温度控制为480~520°C，将从气固沉降装置的气流出口处排出的流体温度控制为195~235°C，将即将进入气液分离器的流体温度控制为128~132°C。在本专利技术的四氯化钛生产工艺的一个示例性实施例中，可控制喷洒的四氯化钛液的温度为75~90°C。与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括:能够有效避免四氯化钛泥浆的产生，避免了处理该泥浆时大量的人工成本及设备损耗，提高现场设备的使用年限；能够提高钛资源的利用率，在获取钛资源的同时，避免了生产时大比例损耗；能够实现生产的密闭性，能够有效防止有毒有害气体直接进入大气污染环境，同时对工作环境、设备本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种四氯化钛生产系统，包括沸腾氯化炉，其特征在于，所述四氯化钛生产系统还包括输送管、气固沉降装置、渣罐、三氯化铝固化装置、气液分离器、循环储槽、第一四氯化钛液喷洒管路、第一测温装置、第一流量调节装置、第二四氯化钛液喷洒管路、第二测温装置、第二流量调节装置、第三四氯化钛液喷洒管路、第三测温装置、第三流量调节装置，其中，气固沉降装置具有沉降主体容器和设置在沉降主体容器顶部的气流入口、设置在沉降主体容器中部的气流出口和设置在沉降主体容器底部的出渣口；输送管将沸腾氯化炉的顶部与气固沉降装置的气流入口连通，渣罐与气固沉降装置的出渣口连通；气液分离器具有气液分离主体容器和设置在气液分离主体容器顶部的产品气出口、设置在气液分离主体容器底部的出液口和设置在气液分离主体容器侧部的进气口；三氯化铝固化装置具有与气固沉降装置的气流出口连通的进气口以及与气液分离器的进气口连通的出气口；循环储槽与气液分离器的出液口连通；第一四氯化钛液喷洒管路将循环储槽与输送管连通，以将循环储槽中的四氯化钛液喷洒至输送管中，第一测温装置设置在输送管下游，第一流量调节装置设置在第一四氯化钛液喷洒管路中并根据第一测温装置监测的温度调节喷洒至输送管中的四氯化钛液流量；第二四氯化钛液喷洒管路将循环储槽与气固沉降装置连通，以将循环储槽中的四氯化钛液喷洒至气固沉降装置中，第二测温装置设置在气固沉降装置的气流出口，第二流量调节装置设置在第二四氯化钛液喷洒管路中并根据第二测温装置监测的温度调节喷洒至气固沉降装置中的四氯化钛液流量；第三四氯化钛液喷洒管路将循环储槽与三氯化铝固化装置连通或与三氯化铝固化装置至气液分离器间的管路连通，以将循环储槽中的四氯化钛液喷洒至三氯化铝固化装置中或喷洒至所述三氯化铝固化装置至气液分离器间的管路中，第三测温装置设置在气液分离器的进气口处，第三流量调节装置设置在第三四氯化钛液喷洒管路中并根据第三测温装置监测的温度调节喷洒至三氯化铝固化装置中或喷洒至所述三氯化铝固化装置至气液分离器间的管路中的四氯化钛液流量。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘森林，陆平，杜明，王建鑫，杨仰军，
申请(专利权)人：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51