本发明专利技术公开了一种流态化氯化制取TiCl4的过程中不使用浓密机的基于TiAl金属间化合物多孔材料的TiCl4生产系统。该系统包括由顺序连接的氯化炉、除尘设备、冷凝设备、过滤设备以及储罐在内的流态化氯化系统，所述过滤设备包括：a、通过进液管与冷凝设备连接的循环回路，该循环回路还通过排渣管与第一泥浆罐连接；b、设置在该循环回路上并由TiAl金属间化合物多孔材料为过滤元件的错流过滤装置，该错流过滤装置的原液入口和浓缩液出口分别连接在所述循环回路上，且净液出口通过出液管与储罐连接；c、位于循环回路上的循环泵，以及分别位于进液管、出液管以及排渣管上的阀门。由于直接将过滤设备与第一泥浆罐相连，彻底解决了目前工业化生产TiCl4时使用浓密机所带来的一系列问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于TiAl金属间化合物多孔材料的TiCl4生产系统。本专利技术还涉及一种基于TiAl金属间化合物多孔材料的过滤设备。
技术介绍
本说明书附图1为目前使用滤布过滤器的TiCl4生产系统流程图。该生产系统集成了流态化氯化系统22以及TiCl4精制系统23两个部分。其中，流态化氯化系统22通常建造在氯化车间，通过其生产可得到工业(粗)TiCl4液体；TiCl4精制系统23通常建造在精制车间，用于对粗TiCl4液体进行进一步处理得到高纯度TiCl4液体。流态化氯化系统22具体由氯化炉1、收尘器20、由冷凝器2和循环泵槽3构成的冷凝设备25、底流槽4、中间罐5、高位槽6、滤布过滤器7、浓密机8、第一泥浆罐9、清料罐 10以及储罐11所组成。流态化氯化系统22的工作原理是炉气从氯化炉1进入收尘器20 进行初步固气分离，经初步过滤后的气体进入冷凝设备25后变为粗TiCl4液体，然后从循环泵槽3输入浓密机8进行沉淀，浓密机8的上层清液再经中间罐5、高位槽6后进入滤布过滤器7进行初步的固液分离，过滤后的液体进入清料罐10和储罐11，而过滤产生的大量泥浆(干渣与TiCl4液体的混合物)则在浓密机8内逐渐沉淀并定期排出浓密机8，最后进入第一泥浆罐9。TiCl4精制系统23具体由中间罐5、高位槽6、滤布过滤器12、浓密机8、第二泥浆罐13和精制设备沈(其结构为现有技术)所组成。TiCl4精制系统23的工作原理是工业 (粗)TiCl4液体经中间罐5和高位槽6后进入滤布过滤器12进行提纯，通过滤布过滤器12 提纯得到TiCl4液体再进入精制设备沈中的多套分离设备，从中通过物理方法和化学方法对其中的各种杂质进行分离，最终得到高纯度TiCl4液体，而滤布过滤器12产生的泥浆则在浓密机8内逐渐沉淀并定期排出浓密机8，最后进入第二泥浆罐13。滤布过滤器7和滤布过滤器12的浓缩能力很差，过滤时所产生的泥浆中的干渣含量较低，通常仅能达到10%左右(此值一旦增高，就会很快形成滤饼并降低过滤速度，甚至导致过滤停滞)；因此，这些泥浆中的TiCl4液体的含量相对较高，直接将泥浆排出将造成巨大浪费，工业上不可能这样操作。因此，设置浓密机8对泥浆中的干渣进行沉淀，并最终得到干渣含量较高的泥浆是十分必要的。但是，TiCl4精制系统23中浓密机8的作用与流态化氯化系统22中浓密机8的作用并不完全相同。流态化氯化系统22中的浓密机8除了对泥浆进行沉淀的作用外，还兼具对从循环泵槽3输入的粗TiCl4液体进行前期沉淀的作用，可以延长滤布过滤器7的使用时间；而TiCl4精制系统23中浓密机8仅仅就是对泥浆进行沉淀，并定期排出。由本申请的申请人申请的、公开号为CN101337145A的专利申请文件(下称对比文件)中提出，在流态化氯化制取TiCl4的过程中，通过TiAl金属间化合物多孔材料为过滤元件的过滤装置分别对冷凝前的TiCl4气体进行固气分离和对冷凝后的粗TiCl4液体进行固液分离的技术方案。然而，该申请文件的多个实施例均含有浓密机。在此，本申请的申请人对TiCl4工业生产现状的总结如下。以往，TiCl4生产系统中的过滤设备主要采用滤布过滤器，由于滤布过滤器浓缩能力很差，因此会产生大量干渣含量较低的泥浆，这时只有使用浓密机对泥浆进行处理后才能得到可排放的滤渣；而对比文件中公开了用TiAl金属间化合物多孔材料为过滤元件的过滤装置来替代滤布过滤器的技术手段，但对比文件仅仅利用了 TiAl金属间化合物多孔材料在抗腐蚀以及过滤精度方面的优良性能，但并没有在此基础上开发出取消浓密机的TiCl4生产系统，并且从对比文件的观点来看，要将其技术方案产业化的应用，浓密机仍是必不可少的技术手段。浓密机的容积通常在几百吨左右，其内部堆积的大量泥浆极易导致泥浆输送设备发生故障。停产开盖处理泥浆不仅劳动强度极高，而且会造成大量TiCl4的泄漏和浪费，并导致大量HCl废气和废水排放，严重污染环境。正因为如此，消除浓密机的安全隐患是TiCl4 生产厂家迫切需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题是提供一种流态化氯化制取TiCl4的过程中不使用浓密机的基于TiAl金属间化合物多孔材料的TiCl4生产系统。该生产系统包括由顺序连接的氯化炉、除尘设备、冷凝设备、过滤设备以及储罐在内的流态化氯化系统，所述过滤设备包括a、通过进液管与冷凝设备连接的循环回路，该循环回路还通过排渣管与第一泥浆罐连接；b、设置在该循环回路上并由TiAl金属间化合物多孔材料为过滤元件的错流过滤装置，该错流过滤装置的原液入口和浓缩液出口分别连接在所述循环回路上，且净液出口通过出液管与储罐连接；C、位于循环回路上的循环泵，以及分别位于进液管、出液管以及排渣管上的阀门。在该过滤设备的运行期间，粗TiCl4液体通过进液管进入循环回路中，并通过循环泵的作用被泵入错流过滤装置内并以一定的压力和速度沿TiAl金属间化合物多孔材料的膜面流动，被过滤出的净液通过出液管进入储罐，而未被过滤的液体中的干渣含量逐渐增大，形成浓缩液，该浓缩液的干渣浓度可由过滤压力进行控制，即加大过滤压力能够提高干渣浓度，且不会对滤效率产生明显不利影响，因此浓缩液中的干渣浓度能够达到相当高的水平，因此无需再通过浓密机处理就可以直接排入第一泥浆罐。验证表明，采用滤布过滤器和本专利技术的过滤设备分别过滤干渣含量为3% (IOOkg)的粗TiCl4液体，若将过滤的净液中的干渣含量同时控制在0. 5%，则这两种过滤设备过滤得到的泥浆量和泥浆中的干渣含量分别为滤布过滤器本专利技术的过滤设备泥浆中干渣含量10%40%泥浆量IOOOkg250kg通过上面的对比可以发现，本专利技术的过滤设备对渣液的浓缩能力远远大于滤布过滤器。因此，其TiCldf体的滤过量远大于滤布过滤器，进而导致过滤时所产生的泥浆(干渣与TiCl4液体的混合物)的量降低为滤布过滤器的1/4，这就为取消浓密机创造了条件。 因此，本专利技术才能直接过滤设备与第一泥浆罐相连，使产生的较少量泥浆不经过浓密机而直接进入第一泥浆罐，彻底解决了目前工业化生产TiCl4时使用浓密机所带来的一系列问题。在上述技术方案的基础上，该过滤设备还可包括连接在冷凝设备与循环回路之间的回流管及位于该回流管上的阀门。此方案实际上是通过进液管和回流管在过滤设备与冷凝设备之间建立一个大循环，当滤液在这个大循环中持续循环流动时，其中干渣浓度会随着过滤的进行而不断增高，最终也可以达到无需通过浓密机处理就可以将泥浆直接排入第一泥浆罐的效果。该方案的一个优势在于，可以在设备开启的初始阶段不将浓缩液导入第一泥浆罐中，而是使其进入大循环内，随着大循环中的待过滤溶液中的干渣浓度增高到一定的程度后，再关闭回流管上的阀门，使得到的浓缩液(泥浆)排入第一泥浆罐。可见，增加回流管可以扩展本专利技术的工作模式，便于生产现场对工况的调节。本专利技术还包括由顺序连接的提纯设备和精制设备在内的TiCl4精制系统，提纯设备包括a、通过进液管与流态化氯化系统的储罐连接的循环回路，该循环回路还通过排渣管与第二泥浆罐连接；b、设置在该循环回路上并由TiAl金属间化合物多孔材料为过滤元件的错流过滤装置，该错流过滤装置的原液入口和浓缩液出口分别连接在所述循环回路上，且净液出口通本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．基于ＴｉＡｌ金属间化合物多孔材料的ＴｉＣｌ４生产系统，包括由顺序连接的氯化炉（１）、除尘设备（２４）、冷凝设备（２５）、过滤设备（１８）以及储罐（１１）在内的流态化氯化系统（２２），其特征在于，所述过滤设备（１８）包括：ａ、通过进液管（３１）与冷凝设备（２５）连接的循环回路（２９），该循环回路（２９）还通过排渣管（３２）与第一泥浆罐（９）连接；ｂ、设置在该循环回路（２９）上并由ＴｉＡｌ金属间化合物多孔材料为过滤元件的错流过滤装置（２８），该错流过滤装置（２８）的原液入口和浓缩液出口分别连接在循环回路（２９）上，且净液出口通过出液管（３３）与储罐（１１）连接；ｃ、位于循环回路（２９）上的循环泵（２７），以及分别位于进液管（３１）、出液管（３３）以及排渣管（３２）上的阀门。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：高麟，汪涛，徐君亮，蒋敏，
申请(专利权)人：成都易态科技有限公司，
类型：发明
国别省市：90
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