一种四氯化锆急冷装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种四氯化锆急冷装置及方法，尤其涉及一种可通过喷淋塔，冷却器和填料塔实现调节冷却温度，分离出高纯度四氯化锆目的的四氯化锆急冷装置及方法；一种四氯化锆急冷装置，包括喷淋塔、四氯化锆冷却器、四氯化钛冷却器、填料塔。本发明专利技术采用喷淋塔，冷却器和填料塔的设计，进行五级冷却，使得杂质可以逐级分离，为后续工艺的利用创造了条件，而且分离出的四氯化锆纯度高，可直接用于生产高纯氧氯化锆或用于生产其它工艺；通过温度传感器和电动阀的设计，使得冷却温度调节方便；当装置内的冷却温度过高时，温度传感器将信号传递给中央处理器，中央处理器将信号传递给电动阀，电动阀调节喷淋液的流量，而且调节过程不会带来安全隐患。

Four zirconium chloride quenching device and method

The invention relates to a four zirconium chloride quenching device and method, especially relates to a cooler and through the spray tower, packed tower can adjust the cooling temperature, separation of four high purity zirconium chloride four zirconium chloride to quench device and method; a four zirconium chloride quench device comprises a spray tower, four zirconium chloride four titanium chloride cooler, cooler, packed tower. The invention adopts the design of spray tower, cooler and a packed tower, five stage cooling, the impurities can be separated step by step, to create the conditions for the follow-up process, and the separated four zirconium chloride of high purity, can be directly used in the production of high-purity zirconium oxychloride or for the production of the process; through the design of temperature sensor and electric the cooling valve, easy to adjust the temperature; when the cooling device of the temperature is too high, the temperature sensor transmits the signal to the central processor, the central processor transmits the signal to the electric valve, electric valve to adjust the flow spray liquid, and the adjustment process will not bring security risks.

【技术实现步骤摘要】
一种四氯化锆急冷装置及方法
本专利技术涉及一种四氯化锆急冷装置及方法，尤其涉及一种可通过喷淋塔，冷却器和填料塔实现调节冷却温度，分离出高纯度四氯化锆目的的四氯化锆急冷装置及方法。
技术介绍
沸腾氯化法氧氯化锆需要氯气、锆英砂(硅酸锆)、石油焦、金属硅(或碳化硅或二者混合物)为原料，在氯化炉中900℃-1200℃条件下发生反应，生成四氯化锆和四氯化硅，四氯化硅经提纯作为副产品，四氯化锆再与水反应生成氧氯化锆和盐酸。原料中的杂质成分均转化为相应的氯化物，如：二氧化钛杂质转化为四氯化钛，氧化铁转化为氯化铁。因此，从氯化炉出来的混合物中含有四氯化锆、四氯化硅、四氯化钛、三氯化铁、一氧化碳、二氧化碳、氯气、锆英砂(硅酸锆)、石油焦、金属硅(或碳化硅或二者均有)。必须将四氯化锆分离出来，以便进行后续工艺过程。传统的分离过程一般是用夹套冷却器进行，将工艺混合气通过夹套管的内管，夹套层通入冷空气或循环水作为冷却介质，控制冷却温度低于四氯化锆的升华温度而高于四氯化钛沸点温度，使冷却下来的四氯化锆为固体而四氯化钛、四氯化硅不冷凝(四氯化硅沸点低于四氯化钛)。但四氯化锆的升华温度与氯化铁的沸点温度差距小，导致氯化铁也随着四氯化锆一起冷凝下来。另外，工艺混合气中夹带的固体反应物锆英砂(硅酸锆)、石油焦、金属硅(或碳化硅或二者均有)也会粘附于四氯化锆固体上。因此，该工艺冷却下来的四氯化锆中含有氯化铁、锆英砂(硅酸锆)、石油焦、金属硅(或碳化硅或二者均有)等杂质，为后续工艺带来杂质，最终降低了氧氯化锆产品的纯度，影响了产品质量。另外，传统的冷却方式下，冷却温度的控制主要依赖冷却水或空气通入量的控制，当需要提高冷却温度时直接导致了冷却水出口温度升高甚至汽化，增加了设备的腐蚀和结垢，也影响了设备安全性(水汽化导致压力增高)。因此，冷却温度一般比较低，造成冷却下来的四氯化锆中还可能含有四氯化钛、四氯化硅等杂质。因此，针对以上不足，本专利技术提供了一种四氯化锆急冷装置及方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：提供了一种四氯化锆急冷装置及方法，该装置及方法可通过喷淋塔，冷却器和填料塔实现调节冷却温度，分离出高纯度四氯化锆的目的。本专利技术提供了下述方案：一种四氯化锆急冷装置，包括喷淋塔、四氯化锆冷却器、四氯化钛冷却器、填料塔；所述喷淋塔用于冷凝高沸物及固体；所述四氯化锆冷却器用于冷凝四氯化锆；所述四氯化钛冷却器用于冷凝四氯化钛；所述填料塔用于冷凝四氯化硅，并将剩余尾气通过尾气排放管道排出。进一步地，所述喷淋塔、所述四氯化锆冷却器、所述四氯化钛冷却器及所述填料塔之间从左至右通过管道依次连接。进一步地，所述喷淋塔与所述填料塔上端均设有喷淋管，其侧壁上端均设有测温管，所述喷淋塔侧壁下端设有进气管道,底端设有排渣管道，所述填料塔底端设有排液管道。进一步地，还包括四氯化硅冷却器，用于冷凝四氯化硅，连接在所述四氯化钛冷却器与填料塔之间，所述四氯化锆冷却器、所述四氯化钛冷却器以及四氯化硅冷却器上均设有一组沿所述冷却器轴心对称设置的喷淋支管，各所述喷淋支管均连接在喷淋总管上。进一步地，所述四氯化锆冷却器、所述四氯化钛冷却器以及四氯化硅冷却器从左至右通过所述管道依次串联。进一步地，所述四氯化锆冷却器和所述四氯化钛冷却器之间连接有四氯化锆分离装置，所述四氯化钛冷却器及所述四氯化硅冷却器之间连接有四氯化钛分离装置，所述四氯化硅冷却器与所述填料塔之间通过所述管道连接有四氯化硅分离装置。进一步地，所述喷淋塔侧壁上端通过所述管道连接在所述四氯化锆冷却器的所述喷淋支管之间；所述四氯化硅分离装置通过所述管道连接在所述填料塔侧壁下端，且所述尾气排放管道设于所述填料塔侧壁上端。进一步地，所述四氯化锆冷却器、所述四氯化钛冷却器以及所述四氯化硅冷却器侧壁均设有所述测温管，各所述测温管上均插装有温度传感器，所述喷淋管与各所述喷淋总管上均安装有电动阀，所述电动阀与所述温度传感器均电连接在中央处理器上。一种四氯化锆急冷方法，包括以下步骤：将氢气及工艺混合气体通入喷淋塔，采用氢气预处理工艺混合气体后，通过喷淋塔冷凝高沸物及固体；待四氯化锆、四氯化钛、四氯化硅及一氧化碳混合气体进入到四氯化锆冷却器后，通过四氯化锆冷却器冷凝四氯化锆；待四氯化钛、四氯化硅及一氧化碳混合气体进入到四氯化钛冷却器后，通过四氯化钛冷却器冷凝四氯化钛；待四氯化硅及一氧化碳混合气体进入到四氯化硅冷却器后，通过四氯化硅冷凝四氯化硅；待剩余四氯化硅及一氧化碳混合气体进入到所述填料塔后，通过填料塔进一步冷凝四氯化硅。进一步地，所述冷凝处理通过喷淋液进行，其中所述喷淋塔和所述四氯化锆冷却器内的喷淋液为四氯化钛液体或四氯化硅液体或二者混合液，所述四氯化钛冷却器内的喷淋液为四氯化钛液体，所述四氯化硅冷却器内的喷淋液为常温四氯化硅液体，所述填料塔内的喷淋液为冷冻四氯化硅液体。本专利技术与现有技术相比具有以下的优点：1、本专利技术采用喷淋塔，冷却器和填料塔的设计，进行五级冷却，使得杂质可以逐级分离，为后续工艺的利用创造了条件，而且分离出的四氯化锆纯度高，可直接用于生产高纯氧氯化锆或用于生产其它工艺；通过温度传感器和电动阀的设计，使得冷却温度调节方便；当装置内的冷却温度过高时，温度传感器将信号传递给中央处理器，中央处理器将信号传递给电动阀，电动阀调节喷淋液的流量，而且调节过程不会带来安全隐患。2、本专利技术采用氢气预处理工艺混合气体，将氯气转化为氯化氢，氯化铁转化为氯化亚铁，可以有效地分离四氯化锆和氯化铁，使得到的四氯化锆的纯度更高；同时通过控制喷淋液的流量来调节冷却温度，使用低沸点喷淋液工艺混合气，使喷淋液气化，高沸点物质冷凝，有效控制了冷却温度，从而使冷却下来的物质具有较高的纯度，为后续工艺降低了杂质的影响。附图说明图1为本专利技术的四氯化锆急冷装置及方法的结构示意图；图2为本专利技术的四氯化锆冷却器的结构示意图；图3为本专利技术的电路框图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。参见图1、图2、图3所示，本专利技术的一种四氯化锆急冷装置，包括喷淋塔1、四氯化锆冷却器2、四氯化钛冷却器14、填料塔3；所述喷淋塔用于冷凝高沸物及固体；所述四氯化锆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种四氯化锆急冷装置，其特征在于：包括喷淋塔、四氯化锆冷却器、四氯化钛冷却器、填料塔；所述喷淋塔用于冷凝高沸物及固体；所述四氯化锆冷却器用于冷凝四氯化锆；所述四氯化钛冷却器用于冷凝四氯化钛；所述填料塔用于冷凝四氯化硅，并将剩余尾气通过尾气排放管道排出。

【技术特征摘要】
1.一种四氯化锆急冷装置，其特征在于：包括喷淋塔、四氯化锆冷却器、四氯化钛冷却器、填料塔；所述喷淋塔用于冷凝高沸物及固体；所述四氯化锆冷却器用于冷凝四氯化锆；所述四氯化钛冷却器用于冷凝四氯化钛；所述填料塔用于冷凝四氯化硅，并将剩余尾气通过尾气排放管道排出。2.根据权利要求1所述的四氯化锆急冷装置，其特征在于：所述喷淋塔、所述四氯化锆冷却器、所述四氯化钛冷却器及所述填料塔之间从左至右通过管道依次连接。3.根据权利要求2所述的四氯化锆急冷装置，其特征在于：所述喷淋塔与所述填料塔上端均设有喷淋管，其侧壁上端均设有测温管，所述喷淋塔侧壁下端设有进气管道，底端设有排渣管道，所述填料塔底端设有排液管道。4.根据权利要求3所述的四氯化锆急冷装置，其特征在于：还包括四氯化硅冷却器，用于冷凝四氯化硅，连接在所述四氯化钛冷却器与填料塔之间，所述四氯化锆冷却器、所述四氯化钛冷却器以及四氯化硅冷却器上均设有一组沿所述冷却器轴心对称设置的喷淋支管，各所述喷淋支管均连接在喷淋总管上。5.根据权利要求4所述的四氯化锆急冷装置，其特征在于：所述四氯化锆冷却器、所述四氯化钛冷却器以及四氯化硅冷却器从左至右通过所述管道依次串联。6.根据权利要求5所述的四氯化锆急冷装置，其特征在于：所述四氯化锆冷却器和所述四氯化钛冷却器之间连接有四氯化锆分离装置，所述四氯化钛冷却器及所述四氯化硅冷却器之间连接有四氯化钛分离装置，所述四氯化硅冷却器与所述填料塔之间通过所述管道连接有四氯化硅分离装置。7.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯月盈，马公林，贾广宇，韩晓玲，赵欣，成光明，王锡波，李亚茹，
申请(专利权)人：赤峰盛森硅业科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：内蒙古,15