CN108854617A - 一种四氯化钛水溶液配制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种四氯化钛水溶液配制工艺，尤其是涉及稀释四氯化钛的一种四氯化钛水溶液配制装置及方法。其主要是解决现有技术所存在的四氯化钛加水稀释时速度较快，温度控制力较弱，会导致升高过快加剧水解，或者是温度不够导致稀释效率较低，并且排出的废气容易影响环境等的技术问题。本发明包括四氯化钛混合槽，四氯化钛混合槽依次连接有第一防腐离心泵、喷射真空泵、石墨换热器，石墨换热器的出口通过连通四氯化钛混合槽，喷射真空泵包括有壳体，壳体内设有螺旋主管，螺旋主管直径由进口端向出口端逐渐减小，壳体的上部通有斜向支管，斜向支管出口方向的壳体内壁上设有活动的挡板，挡板的下端面设有锯齿，挡板朝向螺旋主管的出口。

Description

一种四氯化钛水溶液配制装置及方法

技术领域

本发明涉及一种四氯化钛水溶液配制工艺，尤其是涉及稀释四氯化钛的一种四氯化钛水溶液配制装置及方法。

背景技术

现有四氯化钛配制过程工艺为，四氯化钛在配制时用氧气对包装容器中进行加压，通过压力把四氯化钛从桶装容器中压出，流到钛液混合槽内，在钛液混合槽内进行混合稀释。中国专利公开了一种四氯化钛水溶液的制备方法及装置（授权公告号：CN104368290A），其包括水溶液储罐、去离子水槽、四氯化钛槽和反应釜，去离子水槽通过去离子水管道连通到反应釜中，四氯化钛槽通过下料管道连通到反应釜中，在离子水管道上设置有去离子水阀，在下料管道上设置有下料阀，在反应釜内设置有搅拌器，反应釜底部通过水溶液管道连通到水溶液储罐上，在水溶液管道上设置有水溶液泵，在反应釜外套设有夹套，夹套上设置有冷冻水进水管和冷冻水出水管，还设置有负压罐，负压罐外设置有夹套，夹套上设置有冷冻水进水管和冷冻水出水管，负压罐的底部通过循环管与反应釜顶部连通，在循环管上设置有循环阀和循环泵，在负压罐顶部与循环管之间设置有连通管，连通管上设置有阀门，阀门与负压罐之间的连通管与反应釜顶部之间还设置有吸收管，在连通管上与吸收管连接部件设置有真空喷射泵，在负压罐上还设置有去离子水进水管；还包括控制单元，去离子水阀是电磁阀，在去离子水管道上还设置有水速传感器，去离子水阀、水速传感器和搅拌器均与控制单元连接，下料阀是电磁阀，在下料管道上还设置有下料速度传感器，下料阀和下料速度传感器均与控制单元连接，在反应釜中设置有温度传感器、pH值传感器和浓度传感器，在负压罐内也设置有温度传感器、pH值传感器和浓度传感器，所有的温度传感器、pH值传感器和浓度传感器均与控制单元连接，循环管上的循环阀和连通管上的阀门均是电磁阀，循环阀和阀门均与控制单元电连接；其方法：利用反应釜和负压罐内的pH值传感器和温度传感器将反应釜内的pH值和温度信息反馈到控制单元，控制单元控制去离子水管道上的电磁阀以及在下料管道上的电磁阀，调节加四氯化钛的进料量和去离子水量，同时调节搅拌速度，另一方面通过调节循环管上的电磁阀，调节吸收液的加入速度及加入量，从而控制反应釜内的pH值，控制单元控制冷冻水的加入速度和加入量来控制反应釜和负压罐内反应液和吸收液的温度。但是这种方法在四氯化钛加水稀释时速度较快，温度控制力较弱，会导致升高过快加剧水解，或者是温度不够导致稀释效率较低，并且排出的废气容易影响环境。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种四氯化钛水溶液配制装置及方法，其主要是解决现有技术所存在的四氯化钛加水稀释时速度较快，温度控制力较弱，会导致升高过快加剧水解，或者是温度不够导致稀释效率较低，并且排出的废气容易影响环境等的技术问题。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

本发明的一种四氯化钛水溶液配制装置，包括四氯化钛混合槽，所述的四氯化钛混合槽连接有第一防腐离心泵，第一防腐离心泵通过喷射真空泵连接有石墨换热器，石墨换热器的出口通过管路连通四氯化钛混合槽，喷射真空泵包括有壳体，壳体内设有横向设置的螺旋主管，螺旋主管的直径由进口端向出口端逐渐减小，壳体的上部通有斜向支管，斜向支管出口方向的壳体内壁上设有活动的挡板，挡板的下端面设有锯齿，挡板朝向螺旋主管的出口，螺旋主管的出口处设有中空的分流板，分流板的内壁上设有三角形的导流凸棱。本发明通过在壳体内设置螺旋主管，可以加速液体的流速，保证运行效果，另一方面通过在斜向支管的出口方向设置挡板，可以将过急的液体通过挡板挡下，顺着锯齿与水流较急的液体混合，这样能够保证效率，又能防止升温过高，降低四氯化钛的水解率。同时通过分流板可以增加冷却的效果。螺旋主管的内部设有螺旋槽，可以加速流速。

作为优选，所述的挡板一端连接有摆杆，摆杆通过连杆连接有推杆气缸，推杆气缸连接数控机构，喷射真空泵的出口处设有流量检测器，流量检测器通过线路连接数控机构。利用摆杆与推杆气缸，能够控制挡板进行进行工作，当不需要对四氯化钛液体进行缓冲时，只需将挡板向上翻即可。而挡板可以调整其角度，从而控制四氯化钛液体的流速。

作为优选，所述的四氯化钛混合槽连接有第二防腐离心泵，第二防腐离心泵通过管路连通有酸雾吸收塔，酸雾吸收塔的顶部设有与第二防腐离心泵连通的喷头，喷头包括有喷头本体，喷头本体的下部设有若干锥孔，喷头的内壁上设有螺旋形排布的增速凸棱，喷头下方设有填料层。喷头通过螺旋形排布的增速凸棱可以增加喷出液体的速度，及水压较大，这样能够保证喷淋的效率。

作为优选，所述的填料层包括有多块填料板，填料板的中部设有格栅，格栅的交叉点上固定有直杆，直杆的顶端设有分叉杆。直杆与分叉杆可以使得填料与液体、烟气进行充分混合。

作为优选，所述的四氯化钛混合槽的内壁上设有环管，环管的内壁上固定有多个斜向设置的翅片，环管连接有进出水口。环管内可以通入换热介质，这样就能够保证四氯化钛混合槽内的温度保持稳定，而不用依靠以前只通过别的冷却器进行冷却，这样温控更为精确，能够一直保持在最具效率的点。

作为优选，所述的四氯化钛混合槽的底部设有曝气管，曝气管成S型排列，并且曝气管连接有垂直设置的垂直管，垂直管上连接有若干斜向设置的斜管。利用曝气管可以增加四氯化钛水溶液的平衡性，使其混合均匀，并且容易将四氯化钛水溶液产生的烟气挥发出去进行处理。

作为优选，所述的酸雾吸收塔的顶部通过过滤装置连接有离心风机，过滤装置包括有箱体，筒体内设有可翻转的过滤板，过滤板通过驱动机构连接数控机构，酸雾吸收塔的顶部处设有粉尘监测器，粉尘监测器通过线路连接数控机构。过滤板上可以填充能够中和处理四氯化钛水溶液产生烟气的物质。当市售的粉尘监测器监测到有颗粒物时，数控机构接收到信号后即可驱动过滤板翻转进行过滤处理。

一种四氯化钛水溶液配制方法，其特征在于所述的方法包括：在四氯化钛混合槽内存放四氯化钛液体，第一防腐离心泵工作，将四氯化钛混合槽内的四氯化钛液体送入到喷射真空泵的入口，在运行过程中，喷射真空泵的抽液口形成一定的真空，将四氯化钛液体吸入喷射真空泵内，通过斜向支管向喷射真空泵喷射四氯化钛液体，四氯化钛液体撞击到挡板后顺着锯齿向下，与螺旋主管喷出的液体进行混合，混合之后的液体经分流板分流，然后被送入石墨换热器内进行换热冷却，冷却之后的混合液体从石墨换热器的出口进入四氯化钛混合槽内。本发明利用随时调整四氯化钛液体的喷射速度，不仅能保证与水的混合，还能通过螺旋主管保证混合的速度，这样能够充分防止水解。

作为优选，所述的四氯化钛混合槽内产生的氯化氢气体向上通入到酸雾吸收塔，第二防腐离心泵运行，将四氯化钛混合槽的液体提升，并令该液体从喷头向下喷出，这样氯化氢气体和喷头喷淋出来的液体逆流接触，液体在填料层吸收部分氯化氢气体抑制水解，产生的其余废气由酸雾吸收塔顶部的过滤装置、离心风机排出。废气在过滤装置进行过滤后，可以保证气体排出的安全性，较为环保。

作为优选，所述的喷射真空泵工作时，四氯化钛混合槽内的温度先设置成5-10℃，运行2-3分钟，然后以1℃/s的速率升温到15-18℃，运行2-3分钟，再以1℃/s的速率降温到5-10℃，再运行2-3分钟，如此循环，直至喷射真空泵停止工作。本发明通过两段温度的间隔切换，同时切换温度在很短的时间内完成，这样能够控制四氯化钛混合槽内的四氯化钛水溶液能够保证混合的完全，并且还能够保证混合的效率。

因此，本发明的四氯化钛加水稀释时速度较平均，温度控制力较强，不仅能够保证四氯化钛水溶液不会过快水解，还能保证稀释效率，并且排出的废气不易影响环境，所使用的装置结构简单、合理。

附图说明

附图1是本发明的一种结构示意图；

附图2是本发明喷射真空泵的一种结构示意图；

附图3是本发明挡板的一种结构示意图；

附图4是本发明喷头的一种结构示意图；

附图5是本发明填料板的一种结构示意图；

附图6是本发明环管的一种结构示意图；

附图7是本发明过滤装置的一种结构示意图。

图中零部件、部位及编号：四氯化钛混合槽1、第一防腐离心泵2、喷射真空泵3、石墨换热器4、壳体5、螺旋主管6、粉尘监测器7、斜向支管8、挡板9、锯齿10、分流板11、导流凸棱12、摆杆13、连杆14、推杆气缸15、流量检测器16、第二防腐离心泵17、酸雾吸收塔18、喷头19、喷头本体20、锥孔21、增速凸棱22、填料层23、填料板24、格栅25、直杆26、分叉杆27、环管28、翅片29、进出水口30、曝气管31、垂直管32、斜向设置的斜管33、过滤装置34、离心风机35、箱体36、过滤板37。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本例的一种四氯化钛水溶液配制装置，如图1，包括四氯化钛混合槽1，四氯化钛混合槽连接有第一防腐离心泵2，第一防腐离心泵通过喷射真空泵3连接有石墨换热器4，石墨换热器的出口通过管路连通四氯化钛混合槽1，如图2，喷射真空泵包括有壳体5，壳体内设有横向设置的螺旋主管6，螺旋主管的直径由进口端向出口端逐渐减小，壳体的上部通有斜向支管8，斜向支管出口方向的壳体内壁上设有活动的挡板9，挡板的下端面设有锯齿10，挡板朝向螺旋主管的出口，螺旋主管的出口处设有中空的分流板11，分流板的内壁上设有三角形的导流凸棱12。如图3，挡板一端连接有摆杆13，摆杆通过连杆14连接有推杆气缸15，推杆气缸连接数控机构，喷射真空泵的出口处设有流量检测器16，流量检测器通过线路连接数控机构。四氯化钛混合槽连接有第二防腐离心泵17，第二防腐离心泵通过管路连通有酸雾吸收塔18，酸雾吸收塔的顶部设有与第二防腐离心泵连通的喷头19，如图4，喷头包括有喷头本体20，喷头本体的下部设有若干锥孔21，喷头的内壁上设有螺旋形排布的增速凸棱22，喷头下方设有填料层23。如图5，填料层23包括有多块填料板24，填料板的中部设有格栅25，格栅的交叉点上固定有直杆26，直杆的顶端设有分叉杆27。如图6，四氯化钛混合槽的内壁上设有环管28，环管的内壁上固定有多个斜向设置的翅片29，环管连接有进出水口30。四氯化钛混合槽的底部设有曝气管31，曝气管成S型排列，并且曝气管连接有垂直设置的垂直管32，垂直管上连接有若干斜向设置的斜管33。酸雾吸收塔18的顶部通过过滤装置34连接有离心风机35，如图7，过滤装置包括有箱体36，筒体内设有可翻转的过滤板37，过滤板通过驱动机构连接数控机构，酸雾吸收塔的顶部处设有粉尘监测器7，粉尘监测器通过线路连接数控机构。

一种四氯化钛水溶液配制方法，其步骤为：在四氯化钛混合槽内存放四氯化钛液体，第一防腐离心泵2工作，将四氯化钛混合槽内的四氯化钛液体送入到喷射真空泵3的入口，喷射真空泵工作后，四氯化钛混合槽内的温度先设置成8℃，运行3分钟，然后以1℃/s的速率升温到15℃，运行3分钟，再以1℃/s的速率降温到8℃，再运行2-3分钟，如此循环，直至喷射真空泵停止工作，在运行过程中，喷射真空泵的抽液口形成一定的真空，将四氯化钛液体吸入喷射真空泵内，通过斜向支管8向喷射真空泵喷射四氯化钛液体，四氯化钛液体撞击到挡板9后顺着锯齿10向下，与螺旋主管6喷出的液体进行混合，混合之后的液体经分流板11分流，然后被送入石墨换热器4内进行换热冷却，冷却之后的混合液体从石墨换热器的出口进入四氯化钛混合槽内；四氯化钛混合槽内产生的氯化氢气体向上通入到酸雾吸收塔18，第二防腐离心泵17运行，将四氯化钛混合槽的液体提升，并令该液体从喷头19向下喷出，这样氯化氢气体和喷头喷淋出来的液体逆流接触，液体在填料层23吸收部分氯化氢气体抑制水解，产生的其余废气由酸雾吸收塔顶部的过滤装置34、离心风机35排出。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (10)

1.一种四氯化钛水溶液配制装置，包括四氯化钛混合槽（1），其特征在于所述的四氯化钛混合槽（1）连接有第一防腐离心泵（2），第一防腐离心泵通过喷射真空泵（3）连接有石墨换热器（4），石墨换热器的出口通过管路连通四氯化钛混合槽（1），喷射真空泵包括有壳体（5），壳体内设有横向设置的螺旋主管（6），螺旋主管的直径由进口端向出口端逐渐减小，壳体的上部通有斜向支管（8），斜向支管出口方向的壳体内壁上设有活动的挡板（9），挡板的下端面设有锯齿（10），挡板朝向螺旋主管的出口，螺旋主管的出口处设有中空的分流板（11），分流板的内壁上设有三角形的导流凸棱（12）。

2.根据权利要求1所述的一种四氯化钛水溶液配制装置，其特征在于所述的挡板（9）一端连接有摆杆（13），摆杆通过连杆（14）连接有推杆气缸（15），推杆气缸连接数控机构，喷射真空泵的出口处设有流量检测器（16），流量检测器通过线路连接数控机构。

3.根据权利要求1或2所述的一种四氯化钛水溶液配制装置，其特征在于所述的四氯化钛混合槽（1）连接有第二防腐离心泵（17），第二防腐离心泵通过管路连通有酸雾吸收塔（18），酸雾吸收塔的顶部设有与第二防腐离心泵连通的喷头（19），喷头包括有喷头本体（20），喷头本体的下部设有若干锥孔（21），喷头的内壁上设有螺旋形排布的增速凸棱（22），喷头下方设有填料层（23）。

4.根据权利要求3所述的一种四氯化钛水溶液配制装置，其特征在于所述的填料层（23）包括有多块填料板（24），填料板上设有填料，填料板的中部设有格栅（25），格栅的交叉点上固定有直杆（26），直杆的顶端设有分叉杆（27）。

5.根据权利要求1或2所述的一种四氯化钛水溶液配制装置，其特征在于所述的四氯化钛混合槽（1）的内壁上设有环管（28），环管的内壁上固定有多个斜向设置的翅片（29），环管连接有进出水口（30）。

6.根据权利要求1或2所述的一种四氯化钛水溶液配制装置，其特征在于所述的四氯化钛混合槽（1）的底部设有曝气管（31），曝气管成S型排列，并且曝气管连接有垂直设置的垂直管（32），垂直管上连接有若干斜向设置的斜管（33）。

7.根据权利要求3所述的一种四氯化钛水溶液配制装置，其特征在于所述的酸雾吸收塔（18）的顶部通过过滤装置（34）连接有离心风机（35），过滤装置包括有箱体（36），筒体内设有可翻转的过滤板（37），过滤板通过驱动机构连接数控机构，酸雾吸收塔的顶部处设有粉尘监测器（7），粉尘监测器通过线路连接数控机构。

8.一种四氯化钛水溶液配制方法，其特征在于所述的方法包括：在四氯化钛混合槽（1）内存放四氯化钛液体，第一防腐离心泵（2）工作，将四氯化钛混合槽内的四氯化钛液体送入到喷射真空泵（3）的入口，在运行过程中，喷射真空泵的抽液口形成一定的真空，将四氯化钛液体吸入喷射真空泵内，通过斜向支管（8）向喷射真空泵喷射四氯化钛液体，四氯化钛液体撞击到挡板（9）后顺着锯齿（10）向下，与螺旋主管（6）喷出的液体进行混合，混合之后的液体经分流板（11）分流，然后被送入石墨换热器（4）内进行换热冷却，冷却之后的混合液体从石墨换热器的出口进入四氯化钛混合槽内。

9.根据权利要求8所述的一种四氯化钛水溶液配制装置，其特征在于所述的四氯化钛混合槽（1）内产生的氯化氢气体向上通入到酸雾吸收塔（18），第二防腐离心泵（17）运行，将四氯化钛混合槽（1）的液体提升，并令该液体从喷头（19）向下喷出，这样氯化氢气体和喷头喷淋出来的液体逆流接触，液体在填料层（23）吸收部分氯化氢气体抑制水解，产生的其余废气由酸雾吸收塔顶部的过滤装置（34）、离心风机（35）排出。

10.根据权利要求8所述的一种四氯化钛水溶液配制装置，其特征在于所述的喷射真空泵（3）工作时，四氯化钛混合槽（1）内的温度先设置成5-10℃，运行2-3分钟，然后以1℃/s的速率升温到15-18℃，运行2-3分钟，再以1℃/s的速率降温到5-10℃，再运行2-3分钟，如此循环，直至喷射真空泵停止工作。