CN103288141B - 一种用于生产三氯化铁的熔化氯化炉及其生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种生产三氯化铁的设备,涉及一种用于生产三氯化铁的熔化氯化炉,包括熔化炉和氯化炉,氯化炉包括氯气入口、铁水入口和三氯化铁蒸汽出口,熔化炉包括支架、铁屑入口和铁水出口,所述熔化炉上的铁水出口与氯化炉上的铁水入口通过管道相连,所述支架包括固定支撑架和活动支撑架,所述固定支撑架上端与铁水出口下端通过转轴连接,所述活动支撑架上设有油缸,活动支撑架上端与熔化炉通过转轴连接。通过本发明的熔化氯化炉将间歇性生产转变为连续生产,节省了时间的同时生产效率更高,通过将氯化炉提高到高8米,三氯化铁气体升华的距离加长,降低产品里面不溶物的含量,从而提高产品质量。

Description

一种用于生产三氯化铁的熔化氯化炉及其生产工艺
技术领域
本发明属于化工技术领域,涉及一种生产三氯化铁的设备,具体为一种用于生产三氯化铁的熔化氯化炉,还涉及采用该熔化氯化炉生产三氯化铁的生产工艺。
背景技术
三氯化铁在日常生活及工业生产中具有广泛的应用,例如,三氯化铁可以在饮用水处理中用作净水剂;在环保污水处理中用作净化絮凝剂;选矿用作助剂;在电子行业中用作线路板蚀刻剂;轻工行业用作不锈钢制品的腐蚀;有机合成中用作二氯乙烷的催化剂;印染工业中用作靛蓝染料的氧化剂和印染媒染剂;染料工业用作中间体原料;在医药制药中用作催化的原料;在建筑混凝土中渗入其溶液后能增加建筑物强度、抗腐蚀性和防止渗水;三氯化铁是生产甜菊糖的主要原料,在生产不溶性硫磺中作催化剂,也被大量用于电视机阴罩的生产。因此三氯化铁的生产具有重要意义。
传统的三氯化铁的生产方法为:1.铁屑和氯气在氯化炉中发生氯化反应,反应后三氯化铁气体在315℃左右开始升华,因此生成三氯化铁蒸汽气体;2.三氯化铁蒸汽进入两个捕集器进行冷却、结晶;3、从捕集器出来的尾气经过两步吸收净化后放空,同时生产液体三氯化铁(二氯化铁溶液作吸收液)。
上述方法缺陷为:采用两个捕集器进行冷却结晶,这样就存在部分没有结晶的三氯化铁蒸汽被吸入到了尾气处理装置中,造成消耗高的情况;采用两步二氯化铁溶液吸收基本能达到处理效果但是有时也有过量的氯气未被完全吸收;氯化炉一般高5-6米,三氯化铁气体升华的距离短,这样一些杂质在升华时不能得到很好的沉降,被三氯化铁气体带到捕集器中,降低产品质量。
上述工艺是间歇性的一炉一清的生产,即加上铁屑反应完成后,停氯气,放料清炉,然后再加铁屑通氯气生产。这样既浪费了人力物力,又浪费了时间,导致产量低,劳动量大,而且铁屑中会掺杂有杂质,在反应中随着三氯化铁蒸汽排出,使得三氯化铁纯度下降。
发明内容
针对以上不足,本发明提供了一种新的三氯化铁生产工艺,本发明设计了一种熔化氯化炉,将传统的三氯化铁工艺改进为连续生产工艺,同时通过对氯化炉的高度的调整,使三氯化铁气体升华的距离增长,这样一些杂质就能升华时不能得到很好的沉降,不会被三氯化铁气体带到捕集器中,从而提高产品的质量;而且通过改为三个捕集器和三步吸收尾气法,更好的收集三氯化铁和处理尾气。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种用于三氯化铁生产的熔化氯化炉,包括熔化炉和氯化炉,其中氯化炉包括氯气入口、铁水入口和三氯化铁蒸汽出口,熔化炉包括支架、铁屑入口和铁水出口,熔化炉上的铁水出口与氯化炉上的铁水入口通过管道相连,支架包括固定支撑架和活动支撑架,固定支撑架上端与铁水出口下端通过转轴连接,活动支撑架上设有油缸,活动支撑架上端与熔化炉通过转轴连接。
上述管道上方设有活动挡板,该活动挡板与熔化炉活动连接,活动挡板与管道之间设有延伸挡板,熔化炉在转动时可以保证管道与熔化炉密闭,同时,延伸挡板可以保证活动挡板与管道之间密闭,防止铁水流出造成危害。
上述铁水出口处设有闸门,闸门上设有拉绳,拉绳的一端与闸门连接,另一端与缠线轮连接,缠线轮与电机连接,通过机械对闸门进行控制,更加方便和安全。
上述熔化炉上设有与拉绳相配合的传动轮。
上述氯化炉高至少8米,三氯化铁气体升华的距离加长,这样有利于一些杂质在升华时就能得到很好的沉降,防止被三氯化铁气体带到捕集器中,降低产品里面不溶物的含量,从而提高三氯化铁产品的质量。
上述熔化炉底端设有排渣口,铁屑提前熔化好也有利于杂质的预沉淀,对三氯化铁的质量提高有很大好处,预沉淀产生的废渣由排渣口排出。
一种三氯化铁生产工艺,包括如下步骤:
(1)  将铁屑加入熔化氯化炉中,升温将铁屑熔化;
(2)  向熔化氯化炉中通入氯气,将铁水与氯气接触反应;
(3)  反应生成的三氯化铁蒸汽经抽风机抽负压抽入到捕集器中进行冷却结晶;
(4)  尾气吸收。
上步骤(3)中所述捕集器为3个,3个捕集器可以更好的冷却结晶三氯化铁气体,提高收率。
上述尾气吸收分为三步:第一步和第二步吸收塔是用氯化亚铁溶液吸收反应生成三氯化铁溶液;第三个吸收塔为氢氧化钠溶液吸收塔,用碱液吸收在第一、二步未完全吸收的氯气,从而达到废气的完全吸收并达标排放,并产生次氯酸钠溶液,其在废水处理方面用途很广,这样即达标排放又给公司创造了良好的经济效益。
本发明的有益效果是:
通过设置3个捕集器和第三步采用氢氧化钠溶液吸收塔可以更好的收集三氯化铁同时对尾气进行更进一步的处理,尾气达标排放又给公司创造了良好的经济效益;
通过设计熔化氯化炉,有效的节约了空间和人力,铁屑提前熔化好也有利于杂质的预沉淀,提高三氯化铁的质量,同时将间歇性生产转变为连续生产,节省了时间的同时生产效率更高,省去了每次点炉使用大量焦炭的费用;
通过将氯化炉提高到高至少8米,三氯化铁气体升华的距离加长,这样有利于一些杂质在升华时就能得到很好的沉降,不被三氯化铁气体带到捕集器中,可降低产品里面不溶物的含量,从而提高产品质量。
附图说明
图1为本发明熔化氯化炉结构示意图;
图2为活动挡板未打开时结构示意图;
图3为活动挡板打开时结构示意图;
图中:1-熔化炉,2-氯化炉,3-氯气入口,4-铁水入口,5-三氯化铁蒸汽出口,6-铁屑入口,7-铁水出口,8-管道,9-固定支撑架,10-活动支撑架,11-油缸,12-转轴,13-活动挡板,14-延伸挡板,15-闸门,16-拉绳,17-缠线轮,18-电机,19-传动轮,20-排渣口。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明,以便本领域技术人员可以更好的了解本发明,但并不因此限制本发明。
实施例1
熔化氯化炉包括熔化炉1和氯化炉2,氯化炉2包括氯气入口3、铁水入口4和三氯化铁蒸汽出口5,所述熔化炉1包括支架、铁屑入口6和铁水出口7,所述熔化炉1上的铁水出口7与氯化炉2上的铁水入口4通过管道8相连,支架包括固定支撑架9和活动支撑架10,所述固定支撑架9上端与铁水出口7下端通过转轴12连接,所述活动支撑架10上设有油缸11,活动支撑架10上端与熔化炉1通过转轴12连接,管道8上方设有活动挡板13,所述活动挡板13与熔化炉1活动连接,所述活动挡板13与管道8之间设有延伸挡板14,熔化炉1在转动时可以保证管道8与熔化炉1密闭,防止铁水流出造成危害,铁水出口7处设有闸门15,所述闸门15上设有拉绳16,所述拉绳16的另一端与缠线轮17连接,所述缠线轮17与电机18连接,通过机械对闸门15进行控制,更加方便和安全,熔化炉1上设有与拉绳16相配合的传动轮19。氯化炉2高8米,三氯化铁气体升华的距离加长,这样有利于一些杂质在升华时就能得到很好的沉降,不被三氯化铁气体带到捕集器中,可降低产品里面不溶物的含量,从而提高产品质量。熔化炉1底端设有排渣口20,铁屑提前熔化好也有利于杂质的预沉淀,对三氯化铁的质量提高有很大好处,预沉淀产生的废渣由排渣口20排出。
实施例2
一种三氯化铁生产工艺,包括如下步骤:
(1)  将600Kg铁屑加入熔化氯化炉中,升温将铁屑熔化;
(2)  向熔化氯化炉中通入氯气,打开铁水出口处的闸门,活动支撑杆的油缸伸长,使熔化炉倾斜,使铁水流入氯化炉中与氯气接触反应;
(3)  反应生成的三氯化铁蒸汽经抽风机抽负压抽入到3个捕集器中进行冷却结晶;
(4)尾气吸收分为三步:第一步和第二步吸收塔是用氯化亚铁溶液吸收反应生成三氯化铁溶液;第三个吸收塔为氢氧化钠溶液吸收塔,用碱液吸收在第一、二步未完全吸收的氯气,从而达到废气的排放标准。
检测三氯化铁的纯度以及尾气中氯气和三氯化铁蒸汽的含量,检测结果见表1。
实施例3
直接向氯化炉中加入铁屑600Kg,对铁屑烧红,加入氯气用量为铁屑量的1.7倍,即1020Kg,反应温度在1000℃,反应炉内是负压,约200mm水柱,反应最终温度为450-500℃,反应生成的三氯化铁蒸汽经抽风机抽负压抽入到捕集器中进行冷却结晶。经过三个捕集器的冷却,尾气吸收分为三步:第一步和第二步吸收塔是用氯化亚铁溶液吸收反应生成三氯化铁溶液;第三个吸收塔为氢氧化钠溶液吸收塔,用碱液吸收在第一、二步未完全吸收的氯气,从而达到废气的排放标准。
检测三氯化铁的纯度以及尾气中氯气和三氯化铁蒸汽的含量,检测结果见表1。
实施例4
向熔化炉中加入铁屑600Kg,加热使其熔化,然后用吊车从氯化炉加料口加入铁水并直接通氯气反应,反应生成的三氯化铁蒸汽经抽风机抽负压抽入到3个捕集器中进行冷却结晶;尾气吸收分为三步:第一步和第二步吸收塔是用氯化亚铁溶液吸收反应生成三氯化铁溶液;第三个吸收塔为氢氧化钠溶液吸收塔,用碱液吸收在第一、二步未完全吸收的氯气,从而达到废气的 。
检测三氯化铁的纯度以及尾气中氯气和三氯化铁蒸汽的含量,检测结果见表1。
实施例5
一种三氯化铁生产工艺,包括如下步骤:
(1)  将600Kg铁屑加入熔化氯化炉中,升温将铁屑熔化;
(2)  向熔化氯化炉中通入氯气,打开铁水出口处的闸门,活动支撑杆的油缸伸长,使熔化炉倾斜,使铁水流入氯化炉中与氯气接触反应;
(3)  反应生成的三氯化铁蒸汽经抽风机抽负压抽入到2个捕集器中进行冷却结晶;
(4)尾气吸收分为三步:第一步和第二步吸收塔是用氯化亚铁溶液吸收反应生成三氯化铁溶液;第三个吸收塔为氢氧化钠溶液吸收塔,用碱液吸收在第一、二步未完全吸收的氯气,从而达到废气的排放标准。
检测三氯化铁的纯度以及尾气中氯气和三氯化铁蒸汽的含量,检测结果见表1。
实施例6
一种三氯化铁生产工艺,包括如下步骤:
(1)  将600Kg铁屑加入熔化氯化炉中,升温将铁屑熔化;
(2)  向熔化氯化炉中通入氯气,打开铁水出口处的闸门,活动支撑杆的油缸伸长,使熔化炉倾斜,使铁水流入氯化炉中与氯气接触反应;
(3)  反应生成的三氯化铁蒸汽经抽风机抽负压抽入到3个捕集器中进行冷却结晶;
(4)尾气吸收分为两步:第一步和第二步吸收塔是用氯化亚铁溶液吸收反应生成三氯化铁溶液。
检测三氯化铁的纯度以及尾气中氯气和三氯化铁蒸汽的含量,检测结果见表1。
实施例7
采用与实施例2相同的工艺,但采用6米高的熔化氯化炉进行生产,
检测三氯化铁的纯度以及尾气中氯气和三氯化铁蒸汽的含量,检测结果见表1。
综上所述,采用本发明的设备可以有效提高三氯化铁的纯度,其纯度高于99.5%,同时采用3个捕集器和三步尾气吸收使得三氯化铁的收率提高以及尾气的排放达标。

Claims (5)

1.一种用于生产三氯化铁的熔化氯化炉,其特征在于:所述熔化氯化炉包括熔化炉和氯化炉,所述氯化炉包括氯气入口、铁水入口和三氯化铁蒸汽出口,所述熔化炉包括支架、铁屑入口和铁水出口,所述熔化炉上的铁水出口与氯化炉上的铁水入口通过管道相连,所述支架包括固定支撑架和活动支撑架,所述固定支撑架上端与铁水出口下端通过转轴连接,所述活动支撑架上设有油缸,活动支撑架上端与熔化炉通过转轴连接,所述管道上方设有活动挡板,所述活动挡板与熔化炉活动连接,所述活动挡板与管道之间设有延伸挡板,所述铁水出口处设有闸门,所述闸门上设有拉绳,所述拉绳的另一端与缠线轮连接,所述缠线轮与电机连接,所述熔化炉上设有与拉绳相配合的传动轮,所述氯化炉高至少8米。
2.根据权利要求1所述的一种用于生产三氯化铁的熔化氯化炉,其特征在于:所述熔化炉底端设有排渣口。
3.一种用权利要求1所述熔化氯化炉生产三氯化铁的工艺,包括如下步骤:
(1)将铁屑加入熔化氯化炉中,升温将铁屑熔化;
(2)向熔化氯化炉中通入氯气,将铁水与氯气接触反应;
(3)反应生成的三氯化铁蒸汽经抽风机抽负压抽入到捕集器中进行冷却结晶;
(4)尾气吸收。
4.根据权利要求3所述的一种用权利要求1所述熔化氯化炉生产三氯化铁的工艺,其特征在于:所述步骤(3)中所述捕集器为3个。
5.根据权利要求3所述的一种用权利要求1所述熔化氯化炉生产三氯化铁的工艺,其特征在于:所述尾气吸收分为三步:第一步和第二步吸收塔是用氯化亚铁溶液吸收反应生成三氯化铁溶液;第三个吸收塔为氢氧化钠溶液吸收塔,用碱液吸收在第一、二步未完全吸收的氯气。
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