CN103127796B - 四氯化钛生产中尾气负压吸收减排放系统 - Google Patents

Abstract

一种四氯化钛生产中尾气负压吸收减排放系统，包括沸腾炉、收尘器、隔板分离器、水幕除尘器，淋洗塔等。本发明具有设计合理、多级多段分离、除杂效率高、环境污染小的特点，除尘器和隔板分离器能除去大直径的颗粒杂质，水幕除尘器能吸收溶解尾气中大部分的氯化氢气体和四氯化钛，旋风分离器能实现尾气中较小的固体颗粒物和液滴，淋洗装置可对氯气、氯化氢进行无害化处理，负压风机能使尾气在装置内自动流动，避免尾气与空气接触而导致污染物外泄，通过本装置的处理最终使排放的尾气能够达到国家排放标准。该发明改善了现有四氯化钛尾气处理装置的不足，具有很好的社会效益。

Description

四氯化钛生产中尾气负压吸收减排放系统

技术领域

本发明涉及一种尾气排放装置，尤其是涉及一种四氯化钛生产中尾气负压吸收减排放系统。

背景技术

四氯化钛是生产金属钛及其化合物的重要中间体，在粗四氯化钛生产过程中，产生的尾气含有氯气和氯化氢和少量四氯化钛等污染物。为了去除氯化炉中排出的尾气中污染物及悬浮的未反应物和泥浆返回后的高沸点固体颗粒，需要对尾气进行无害化处理。现有的收尘排气一般采用重力沉降，但是这种方法效率低且沉降不彻底，而处理不彻底的尾气排放到大气中会造成环境污染。

发明内容

本发明的目的是提供一种四氯化钛生产中尾气负压吸收减排放系统，以改善现有分离设备分离不彻底、存在环境污染等技术问题。

本发明主要是通过下述技术方案解决上述技术问题的：一种四氯化钛生产中尾气负压吸收减排放系统，包括沸腾炉、收尘器、隔板分离器、水幕除尘器，所述沸腾炉与收尘器之间设有一人字形混合管，人字形混合管一端部与沸腾炉出气口连接，人字形混合管另一端部与收尘器进气口连接，收尘器的出气口与隔板分离器的进气口连接，隔板分离器的出气口与水幕除尘器的进气口连接，水幕除尘器的出气口与旋风分离器的进气口连接，旋风分离器的出气口与第一负压风机的进风口连接，第一负压风机的出风口与淋洗装置的进气口连接，淋洗装置的出气口与第二负压风机的进风口连接，第二负压风机的出风口与烟筒连接。

作为优选，所述淋洗装置包括四级连续设置的淋洗塔，第一级淋洗塔的出气管与第二级淋洗塔的进气管连接，第二级淋洗塔的出气管与第三级淋洗塔的进气管连接，第三级淋洗塔的出气管与第四级淋洗塔的进气管连接，第一级、第二级淋洗塔顶部设置有氯气脱除剂进料管，氯气脱除剂进料管与第一级、第二级淋洗塔内的加药喷头连接；第三级、第四级淋洗塔顶部设置有氯化氢脱除剂进料管，氯化氢脱除剂进料管与第三级、第四级淋洗塔内的加药喷头连接。

作为优选，所述隔板分离器的进料管、出料管外均覆盖有耐火材料层，隔板分离器内设置有多个上下交错、左右交错的隔板，隔板分离器底部设置有集粉斗。

作为优选，所述水幕除尘器内设置有多个上下交错的挡板，水幕除尘器底部设置有排杂管。

作为优选，所述人字形混合管拐弯部上相对于沸腾炉出气口的位置设有泥浆进入口，泥浆进入口与泥浆扩散管连接，泥浆扩散管与泥浆进入管连接，泥浆进入管与降温三通一端连接，降温三通另一端与泥浆逆向喷管连接，降温三通第三端与氮气管连接；降温三通内设置有泥浆逆向喷头，泥浆逆向喷管端部延伸入降温三通内与泥浆逆向喷头的尾部连接，泥浆逆向喷头的喷口处设有螺旋浆形叶片，叶片轴心处正面和背面设有子弹头形整流子。

作为优选，所述收尘器底部设有排渣口，排渣口与密闭排渣泵顶部的进料口连接，所述密闭排渣泵底端设置有出渣口，密闭排渣泵泵体内设置有主轴，主轴上轴向设置有若干叶片，叶片外缘紧贴泵体内壁，其两相邻叶片之间形成一个倒梯形槽，所述主轴穿过泵体右端面与固定在泵体右侧的电机转轴连接。

本发明具有设计合理、多级多段分离、除杂效率高、环境污染小的特点，除尘器和隔板分离器能除去大直径的颗粒杂质，水幕除尘器能吸收溶解尾气中大部分的氯化氢气体和四氯化钛，旋风分离器能实现尾气中较小的固体颗粒物和液滴，淋洗装置可对氯气、氯化氢进行无害化处理，负压风机能使尾气在装置内自动流动，避免尾气与空气接触而导致污染物外泄，通过本装置的处理最终使排放的尾气能够达到国家排放标准。该发明改善了现有四氯化钛尾气处理装置的不足，具有很好的社会效益。

附图说明

图1是沸腾炉到收尘器的结构示意图；

图2是图1中A部的局部放大示意图；

图3是密闭排渣泵的结构示意图；

图4是密闭排渣泵泵体的剖视图；

图5是隔板分离器的结构示意图；

图6是隔板分离器的俯视图；

图7是水幕除尘器到第一负压风机的结构示意图；

图8是淋洗装置到烟筒的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。图1是沸腾炉到收尘器的结构示意图，图2是图1中A部的局部放大示意图，由图可知，该四氯化钛生产中尾气负压吸收减排放系统，包括沸腾炉1、收尘器2、隔板分离器3、水幕除尘器4等。其沸腾炉1与收尘器2之间设有一人字形混合管11，人字形混合管11一端部与沸腾炉1出气口12连接，人字形混合管11另一端部与收尘器2进气口21连接。人字形混合管11拐弯部上相对于沸腾炉11出气口12的位置设有泥浆进入口13，泥浆进入口13与泥浆扩散管14连接，泥浆扩散管14与泥浆进入管15连接，泥浆进入管15与降温三通16一端161连接，降温三通16另一端162与泥浆逆向喷管17连接。所述降温三通16第三端163与氮气管18连接。降温三通16内设置有泥浆逆向喷头19，泥浆逆向喷管17端部延伸入降温三通16内与泥浆逆向喷头19的尾部连接。泥浆逆向喷头19的喷口处设有螺旋浆形叶片191，叶片191轴心处正面和背面设有子弹头形整流子192。螺旋叶片与整流子合用可以让泥浆形成螺旋状的涡流，从而加速泥浆扩散。

人字形混合管11的直径是泥浆扩散管14的3—5倍，泥浆扩散管14的直径是泥浆进入管15的2—3.7倍。这样的一个直径变化梯度可让泥浆迅速雾化，并快速融入沸腾炉1出气口12喷出的高温烟气中，同时巧妙的防止高温烟气冲入泥浆进入管15中，起到了稳压和保护泥浆逆向喷头19的作用。降温三通16第三端163与氮气管18连接，在不喷泥浆的时候，氮气管18可以喷出氮气为泥浆逆向喷头19降温，避免喷头19被沸腾炉1出气口12喷出的高温烟气烧坏。

图3是密闭排渣泵的结构示意图，图4是密闭排渣泵泵体的剖视图。收尘器2的底部设有排渣口23，排渣口23与密闭排渣泵24顶部的进料口241连接，所述密闭排渣泵24底端设置有出渣口242，密闭排渣泵24泵体243内设置有主轴244，主轴244上轴向设置有若干叶片245，叶片245外缘紧贴泵体243内壁，其两相邻叶片245之间形成一个倒梯形槽246，所述主轴244穿过泵体243右端面与固定在泵体243右侧的电机247的转轴248连接。

泥浆通过泥浆逆向喷管17输入，然后经过降温三通16进入逆向喷头19，逆向喷头19的使用可以防止泥浆的倒灌，泥浆经过泥浆进入管15、泥浆扩散管14后，压力减小，泥浆分散成小颗粒、雾状四氯化钛泥浆。沸腾炉1内温度为800～900℃，沸腾炉1出来的高温烟气经过人字形混合管11时，由于与雾状四氯化钛泥浆相对而行，于是在雾状四氯化钛泥浆的冲撞下，传质、传热非常迅速，高温烟气与四氯化钛泥浆完全混合，于是风干，形成粉尘流，粉尘流经过人字形混合管11拐弯部后，通过人字形混合管11另一端部沉降到收尘器2内，收尘器2顶部温度400～500℃，最后泥浆沉降到收尘器2底部，温度降为120～140℃时。收尘器2采用机械密闭排渣，其渣料可以通过密闭排渣泵24连续排出。收尘器2渣料的排放、输送均是在全封闭的状况下进行的，因而对周围环境和工人健康没有影响，克服了人工排渣的诸多缺点。并且密闭排渣泵24与变频器或定时控制电路结合后，能够控制泵体243定时定量的排渣，环境大为改善，并为实现自动控制创造了有利条件。

图5是隔板分离器的结构示意图，图6是隔板分离器的俯视图。收尘器2的出气口22与隔板分离器3的进气口31连接。隔板分离器3内设置有多个进行气固分离的隔板32，隔板32为上下交错、左右交错布置。当尾气进入隔板分离器1后，尾气中中直径较大的颗粒悬浮物，被隔板32拦截下，这些杂质通过隔板分离器3底部的集粉斗33排出。隔板分离器3的进气、出料管道外均覆盖有耐火材料层35。隔板分离器3的出气口34与水幕除尘器4的进气口41连接。

图7是水幕除尘器到第一负压风机的结构示意图。水幕除尘器4顶部设置有布水器42，布水器42与进水管43连接，水幕除尘器4内设置有多个上下交错的挡板44，水幕除尘器4底部设置有排杂管45。含尘气流进入水幕除尘器4后，直接冲击液面，一部分尘粒被液体捕获，接着气流流过挡板44构成的S型路径，由于高速气流冲击水面激起的液滴及离心作用，余下的尘粒被液体捕获，被捕获的尘粒通过排杂管45排出水幕除尘器4。通过水幕除尘后的尾气温度降为60-70℃。水幕除尘器4的出气口46与旋风分离器5的进气口51连接。旋风分离器5能将水幕除尘后的尾气中的微小固体颗粒和液滴进行分离，杂质落入旋风分离器5底部的灰斗52中，尾气被送入后续设备。旋风分离器5的出气口53与第一负压风机6的进风口61连接，第一负压风机6的出风口62与淋洗装置7的进气口71连接。

图8是淋洗装置到烟筒的结构示意图。淋洗装置7包括四级连续设置的淋洗塔。第一级淋洗塔72的出气管721与第二级淋洗塔73的进气管731连接，第二级淋洗塔73的出气管732与第三级淋洗塔74的进气管741连接，第三级淋洗塔74的出气管742与第四级淋洗塔75的进气管751连接，各淋洗塔的顶部均设置有加药喷头70，第一级、第二级淋洗塔72、73顶部设置有氯气脱除剂进料管76，氯气脱除剂进料管76与第一级、第二级淋洗塔内部的加药喷头70连接，所述氯气脱除剂为磷、三氯化磷、二氯化铁的一种或数种混合物。第三级、第四级淋洗塔74、75顶部设置有氯化氢脱除剂进料管77，氯化氢脱除剂进料管77与第三级、第四级淋洗塔内部的加药喷头70连接，所述氯化氢脱除剂为氢氧化钠。淋洗装置7中通入氯气脱除剂和氯化氢脱除剂能与尾气中的氯气和氯化氢反应，生成稳定的反应物由淋洗塔底部排出。所述第四级淋洗塔75的出气口78与第二负压风机8的进风口81连接，第二负压风机8的出风口82与烟筒9连接。尾气经由烟筒9进行排放。在负压风机（6、8）的排空作用产生的吸力下，尾气能够自动的在装置内流动，外泄的可能大大降低。

最后，应当指出，以上具体实施方式仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述具体实施方式，还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上具体实施方式所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种四氯化钛生产中尾气负压吸收减排放系统，包括沸腾炉、收尘器、隔板分离器、水幕除尘器，其特征是所述沸腾炉与收尘器之间设有一人字形混合管，人字形混合管一端部与沸腾炉出气口连接，人字形混合管另一端部与收尘器进气口连接，收尘器的出气口与隔板分离器隔板分离器的进气口连接，隔板分离器的出气口与水幕除尘器的进气口连接，水幕除尘器的出气口与旋风分离器的进气口连接，旋风分离器的出气口与第一负压风机的进风口连接，第一负压风机的出风口与淋洗装置的进气口连接，淋洗装置的出气口与第二负压风机的进风口连接，第二负压风机的出风口与烟筒连接：

所述人字形混合管拐弯部上相对于沸腾炉出气口的位置设有泥浆进入口，泥浆进入口与泥浆扩散管连接，泥浆扩散管与泥浆进入管连接，泥浆进入管与降温三通一端连接，降温三通另一端与泥浆逆向喷管连接，降温三通第三端与氮气管连接；降温三通内设置有泥浆逆向喷头，泥浆逆向喷管端部延伸入降温三通内与泥浆逆向喷头的尾部连接，泥浆逆向喷头的喷口处设有螺旋浆形叶片，叶片轴心处正面和背面设有子弹头形整流子；

所述淋洗装置包括四级连续设置的淋洗塔，第一级淋洗塔的出气管与第二级淋洗塔的进气管连接，第二级淋洗塔的出气管与第三级淋洗塔的进气管连接，第三级淋洗塔的出气管与第四级淋洗塔的进气管连接，第一级、第二级淋洗塔顶部设置有氯气脱除剂进料管，氯气脱除剂进料管与第一级、第二级淋洗塔内的加药喷头连接；第三级、第四级淋洗塔顶部设置有氯化氢脱除剂进料管，氯化氢脱除剂进料管与第三级、第四级淋洗塔内的加药喷头连接。

2.根据权利要求1所述的四氯化钛生产中尾气负压吸收减排放系统，其特征是所述隔板分离器的进料管、出料管外均覆盖有耐火材料层，隔板分离器内设置有多个上下交错、左右交错的隔板，隔板分离器底部设置有集粉斗。

3.根据权利要求1所述的四氯化钛生产中尾气负压吸收减排放系统，其特征是所述水幕除尘器内设置有多个上下交错的挡板，水幕除尘器底部设置有排杂管。

4.根据权利要求1所述的四氯化钛生产中尾气负压吸收减排放系统，其特征是所述收尘器底部设有排渣口，排渣口与密闭排渣泵顶部的进料口连接，所述密闭排渣泵底端设置有出渣口，密闭排渣泵泵体内设置有主轴，主轴上轴向设置有若干叶片，叶片外缘紧贴泵体内壁，其两相邻叶片之间形成一个倒梯形槽，所述主轴穿过泵体右端面与固定在泵体右侧的电机转轴连接。