CN103657134A

CN103657134A - 四氯化钛气体的冷凝系统和四氯化钛气体的冷凝方法

Info

Publication number: CN103657134A
Application number: CN201310664488.3A
Authority: CN
Inventors: 刘建良; 李建军; 江书安; 胡永强; 李保金; 周燕
Original assignee: Yunnan Xinli Nonferrous Metals Co Ltd
Current assignee: Gansu Detongguo Titanium Metal Co ltd; Yunnan Guoti Metal Co ltd
Priority date: 2013-12-09
Filing date: 2013-12-09
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2033-12-09
Also published as: CN103657134B

Abstract

本发明公开了一种四氯化钛气体的冷凝系统和四氯化钛气体的冷凝方法，所述四氯化钛气体的冷凝系统包括：两级直接冷凝器，所述两级直接冷凝器具有气体入口、气体出口、液体入口和液体出口；间接冷凝器，所述间接冷凝器具有进气口、出气口和出液口，所述进气口与所述气体出口连通；储槽，所述储槽分别与所述液体出口和所述出液口连通。根据本发明实施例的四氯化钛气体的冷凝系统具有冷凝效果好、杂质去除率高、四氯化钛损失少、能够降低生产成本等优点。

Description

四氯化钛气体的冷凝系统和四氯化钛气体的冷凝方法

技术领域

本发明涉及冶金领域，具体而言，涉及一种四氯化钛气体的冷凝系统和四氯化钛气体的冷凝方法。

背景技术

现有四氯化钛气体的冷凝系统，冷凝效果一般，杂质去除率较低，导致四氯化钛的损失较大，生产成本较高。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种四氯化钛气体的冷凝系统，该四氯化钛气体的冷凝系统具有冷凝效果好、杂质去除率高、四氯化钛损失少、能够降低生产成本等优点。

本发明的另一个目的在于提出一种四氯化钛气体的冷凝方法。

为实现上述目的，本发明的第一方面提出一种四氯化钛气体的冷凝系统，所述四氯化钛气体的冷凝系统包括：两级直接冷凝器，所述两级直接冷凝器具有气体入口、气体出口、液体入口和液体出口；间接冷凝器，所述间接冷凝器具有进气口、出气口和出液口，所述进气口与所述气体出口连通；储槽，所述储槽分别与所述液体出口和所述出液口连通。

根据本发明实施例的四氯化钛气体的冷凝系统，通过设置所述两级直接冷凝器和所述间接冷凝器，可以对气态粗四氯化钛进行直接冷凝和间接冷凝两次冷凝处理，这样可以通过间接冷凝回收直接冷凝后的气体中的少量四氯化钛，大幅提高对气态粗四氯化钛的冷凝效果，以大幅提高杂质的去除率。此外，仅有1%的四氯化钛进入到尾气处理工序，四氯化钛的损失极小，减小了尾气处理的负荷，由此可以大幅降低生产成本。因此，根据本发明实施例的四氯化钛气体的冷凝系统具有冷凝效果好、杂质去除率高、四氯化钛损失少、能够降低生产成本等优点。

另外，根据本发明上述实施例的四氯化钛气体的冷凝系统还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述四氯化钛气体的冷凝系统还包括旋风分离器，所述旋风分离器的出口与所述气体入口连通。由此可以减少通入所述两级直接冷凝器内的气态四氯化钛原料内的杂质。

根据本发明的一个实施例，所述四氯化钛气体的冷凝系统还包括螺旋换热器，所述螺旋换热器的出口与所述液体入口连通。这样可以提高液态四氯化钛原料在所述两级直接冷凝器中对气态四氯化钛原料的冷凝效果。

根据本发明的一个实施例，所述液体出口与所述螺旋换热器的进口连通。由此可以将粗四氯化钛液体作为介质在直接冷凝过程中循环使用。

根据本发明的一个实施例，所述液体出口和所述螺旋换热器的进口之间连接有冷凝泵。由此可以提高输送的效率。

根据本发明的一个实施例，所述冷凝泵与所述螺旋换热器之间的管路与所述储槽连通。由此可以平衡所述储槽的进出量。

根据本发明的一个实施例，所述间接冷凝器内的制冷剂为温度为-23℃的R507。由此可以使所述间接冷凝器具有环保、高效等优点。

根据本发明的一个实施例，所述四氯化钛气体的冷凝系统还包括压缩机，所述间接冷凝器还具有制冷剂进口和制冷剂出口，所述制冷剂进口与所述压缩机的出口连通，所述制冷剂出口与所述压缩机的进口连通。这样可以实现制冷剂的循环使用，以进一步降低生产成本。

本发明的第二方面提出一种四氯化钛气体的冷凝方法，所述四氯化钛气体的冷凝方法包括以下步骤：

A）对气态四氯化钛原料进行去杂，对液态四氯化钛原料进行冷却；

B）将步骤A中经过去杂后的气态四氯化钛原料和经过冷却后的液态四氯化钛原料混合后分离；

C）对步骤B分离出来的气态四氯化钛进行冷却。

根据本发明实施例的四氯化钛气体的冷凝方法，对气态四氯化钛原料进行直接冷凝和间接冷凝两次冷凝，可以实现对气态四氯化钛原料的高效冷凝，达到较高的杂质去除率，使尾气中的四氯化钛含量极少，减小了尾气处理系统的负荷。

根据本发明的一个实施例，将步骤B分离出来的液态四氯化钛作为步骤A中的液态四氯化钛原料。这样可以实现工艺介质的循环使用，进一步降低生产成本。

附图说明

图1是根据本发明实施例的四氯化钛气体的冷凝系统的结构示意图。

图2是根据本发明实施例的四氯化钛气体的冷凝方法的流程图。

附图标记：四氯化钛气体的冷凝系统1、两级直接冷凝器10、气体入口11、气体出口12、液体入口13、液体出口14、间接冷凝器20、进气口21、出气口22、出液口23、制冷剂进口24、制冷剂出口25、储槽30、旋风分离器40、旋风分离器40的出口41、螺旋换热器50、螺旋换热器50的进口51、螺旋换热器50的出口52、冷凝泵60、压缩机70、压缩机70的进口71、压缩机70的出口72。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1描述根据本发明实施例的四氯化钛气体的冷凝系统1。如图1所示，根据本发明实施例的四氯化钛气体的冷凝系统1包括两级直接冷凝器10、间接冷凝器20和储槽30。

两级直接冷凝器10具有气体入口11、气体出口12、液体入口13和液体出口14。间接冷凝器20具有进气口21、出气口22和出液口23，进气口21与气体出口12连通。储槽30分别与液体出口14和出液口23连通。

下面参考图1描述根据本发明实施例的四氯化钛气体的冷凝系统1的工作过程。首先对气态四氯化钛原料进行直接冷凝，气态四氯化钛原料由气体入口11进入两级直接冷凝器10，液态四氯化钛原料作为冷却介质由液体入口13进入两级直接冷凝器10，气态四氯化钛原料和液态四氯化钛原料直接接触，气态四氯化钛原料中的粗四氯化钛以及粉尘被洗涤下来而进入液态四氯化钛原料中，经两级直接冷凝器10冷凝后的液体温度约为50℃，经过两级直接冷凝器10冷凝后的粗四氯化钛液体作为半成品由液体出口14进入储槽30，气体中绝大部分四氯化钛被冷凝下来。但由于四氯化钛的饱和蒸汽压很大，气体中还含有少量的四氯化钛，为了回收这部分四氯化钛，对经过两级直接冷凝器10冷凝后的气体进行间接冷凝。具体地，经过两级直接冷凝器10冷凝后的气体由进气口21进入间接冷凝器20进行再次冷凝，经过间接冷凝器20冷凝后的气体温度低于-20℃，其中仅有1%的四氯化钛气体由出气口22进入尾气处理工序，冷凝率达到99%。

根据本发明实施例的四氯化钛气体的冷凝系统1，通过设置两级直接冷凝器10和间接冷凝器20，可以对气态粗四氯化钛进行直接冷凝和间接冷凝两次冷凝处理，这样可以通过间接冷凝回收直接冷凝后的气体中的少量四氯化钛，大幅提高对气态粗四氯化钛的冷凝效果，以大幅提高杂质的去除率。此外，仅有1%的四氯化钛进入到尾气处理工序，四氯化钛的损失极小，减小了尾气处理的负荷，由此可以大幅降低生产成本。因此，根据本发明实施例的四氯化钛气体的冷凝系统1具有冷凝效果好、杂质去除率高、四氯化钛损失少、能够降低生产成本等优点。

图1示出了根据本发明一个具体示例的四氯化钛气体的冷凝系统1。如图1所示，四氯化钛气体的冷凝系统1还可以包括旋风分离器40，旋风分离器40的出口41可以与气体入口11连通。通过在两级直接冷凝器10的气体入口11前设置旋风分离器40，可以利用旋风分离器40收集气态四氯化钛原料中的粉尘，由此可以减少通入两级直接冷凝器10内的气态四氯化钛原料内的杂质。

进一步地，如图1所示，四氯化钛气体的冷凝系统1还可以包括螺旋换热器50，螺旋换热器50的出口52可以与液体入口13连通。通过在两级直接冷凝器10的液体入口13前设置螺旋换热器50，可以利用螺旋换热器50对液态四氯化钛原料进行冷却，以降低液态四氯化钛原料的温度，提高液态四氯化钛原料在两级直接冷凝器10中对气态四氯化钛原料的冷凝效果。

图1示出了根据本发明一个具体实施例的四氯化钛气体的冷凝系统1。如图1所示，液体出口14可以与螺旋换热器50的进口51连通。这样可以将经过两级直接冷凝器10直接冷凝后的粗四氯化钛液体的一部分输送至螺旋换热器50进行冷却，然后重新作为冷却介质进入两级直接冷凝器10。由此可以将粗四氯化钛液体作为介质在直接冷凝过程中循环使用。

有利地，如图1所示，液体出口14和螺旋换热器50的进口51之间可以连接有冷凝泵60。这样可以利用冷凝泵60将经过两级直接冷凝器10直接冷凝后的粗四氯化钛液体的一部分泵送至螺旋换热器50，以提高输送的效率。

其中，如图1所示，冷凝泵60与螺旋换热器50之间的管路可以与储槽30连通。由此可以平衡储槽30的进出量。

在本发明的一个实施例中，间接冷凝器20内的制冷剂可以为温度为-23℃的R507。由此可以使间接冷凝器20具有环保、高效等优点。

为了进一步降低生产成本，可以使间接冷凝器20内的制冷剂循环使用。如图1所示，四氯化钛气体的冷凝系统1还可以包括压缩机70，间接冷凝器20还可以具有制冷剂进口24和制冷剂出口25，制冷剂进口24可以与压缩机70的出口72连通，制冷剂出口25可以与压缩机70的进口71连通。这样可以使间接冷凝器20内吸热汽化后的制冷剂经过压缩机70冷却后重新进入间接冷凝器20，以实现循环使用。

下面参考图2描述根据本发明实施例的四氯化钛气体的冷凝方法，所述四氯化钛气体的冷凝方法包括以下步骤：

B）将步骤A中经过去杂后的气态四氯化钛原料和经过冷却后的液态四氯化钛原料混合后分离，以利用经过冷却后的液态四氯化钛原料对经过去杂后的气态四氯化钛原料进行直接冷却；

C）对步骤B分离出来的气态四氯化钛进行间接冷却。

进一步地，可以将步骤B分离出来的液态四氯化钛作为步骤A中的液态四氯化钛原料，以实现工艺介质的循环使用，进一步降低生产成本。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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发明和简化描述，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发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims

1.一种四氯化钛气体的冷凝系统，其特征在于，包括：

两级直接冷凝器，所述两级直接冷凝器具有气体入口、气体出口、液体入口和液体出口；

间接冷凝器，所述间接冷凝器具有进气口、出气口和出液口，所述进气口与所述气体出口连通；

储槽，所述储槽分别与所述液体出口和所述出液口连通。

2.根据权利要求1所述的四氯化钛气体的冷凝系统，其特征在于，还包括旋风分离器，所述旋风分离器的出口与所述气体入口连通。

3.根据权利要求1所述的四氯化钛气体的冷凝系统，其特征在于，还包括螺旋换热器，所述螺旋换热器的出口与所述液体入口连通。

4.根据权利要求3所述的四氯化钛气体的冷凝系统，其特征在于，所述液体出口与所述螺旋换热器的进口连通。

5.根据权利要求4所述的四氯化钛气体的冷凝系统，其特征在于，所述液体出口和所述螺旋换热器的进口之间连接有冷凝泵。

6.根据权利要求5所述的四氯化钛气体的冷凝系统，其特征在于，所述冷凝泵与所述螺旋换热器之间的管路与所述储槽连通。

7.根据权利要求1所述的四氯化钛气体的冷凝系统，其特征在于，所述间接冷凝器内的制冷剂为温度为-23℃的R507。

8.根据权利要求1所述的四氯化钛气体的冷凝系统，其特征在于，还包括压缩机，所述间接冷凝器还具有制冷剂进口和制冷剂出口，所述制冷剂进口与所述压缩机的出口连通，所述制冷剂出口与所述压缩机的进口连通。

9.一种四氯化钛气体的冷凝方法，其特征在于，包括以下步骤：

B）将利用步骤A中经过去杂后的气态四氯化钛原料和经过冷却后的液态四氯化钛原料混合后分离；

C）对步骤B分离出来的气态四氯化钛进行冷却。

10.根据权利要求9所述的四氯化钛气体的冷凝方法，其特征在于，将步骤B分离出来的液态四氯化钛作为步骤A中的液态四氯化钛原料。