CN109264775B - 一种兼具排渣功能与节能特点的四氯化钛连续生产系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了四氯化钛生产技术领域的一种兼具排渣功能与节能特点的四氯化钛连续生产系统，旨在解决氯化炉生产不连续和泥浆回收耗能高的技术问题，该系统包括氯化炉、沉降池、泥浆罐、四氯化钛储罐和排渣管，排渣管呈Y型，一端与氯化炉相连，余下两端连接不同的换气室，换气室内倾斜设有充气腔和置换腔，置换腔分别与氯化炉、渣箱相连；泥浆罐外设有加热腔和保温层，加热腔分别与氯化炉、第一喷淋塔相连，第一喷淋塔与沉降池相连，泥浆罐分别与渣箱、第二喷淋塔、四氯化钛储罐相连。本发明可在生产过程实现炉渣的排出，不影响生产的进行，有效的提高了生产效率，同时利用氯化炉排出的高温烟气对泥浆中的四氯化钛进行回收，有效的降低了能耗。
Description
技术领域
本发明涉及四氯化钛生产技术领域，具体涉及一种兼具排渣功能与节能特点的四氯化钛连续生产系统。
背景技术
以高钛渣为原料沸腾氯化生产四氯化钛工艺中，高钛渣与破碎后的石油焦混合后加入沸腾氯化炉，氯气从氯化炉底部进入，在高温条件下，混合料与氯气反应生成四氯化钛，未反应部分会形成炉渣，炉渣需要定期从炉底排放以腾出空间，确保沸腾氯化生产的正常进行；而生产的四氯化碳以气态从氯化炉顶部的烟气出口排出，氯化炉烟气出口排出的烟气中除含有的四氯化钛外，还含有大量的高沸点氯化物以及随气流夹带的固体颗粒杂质，经收尘冷凝后大部分与四氯化钛分离，但仍有部分粉尘杂志通过喷淋塔时被淋洗下来，进入液态粗四氯化钛中，在沉降池内经过固液分离后，悬浮于四氯化钛中的高沸点氯化物和固体颗粒杂质被逐渐沉积在沉降池底部，呈泥浆状。
目前，四氯化钛生产厂家清理炉渣时采用的方式为：短时间停氯、停产，敞开式排放，以及人工疏通的方式，直接将炉渣排放到扎箱内，这种方式存在以下不可克服的缺点：生产不连续、效率低、污染环境的问题；同时四氯化钛产生的泥浆约为四氯化钛产量的10%-14%，回收泥浆中的四氯化钛不仅关系环保问题，而且直接关系到企业的经济效益，而现有从泥浆中回收四氯化钛时多采用对泥浆进行电加热的方法，使泥浆中的四氯化钛汽化而进行回收，该方法需要消耗大量的电能用以对泥浆进行加热（四氯化钛的沸点为136℃），严重增加生产成本，加重企业负担。同时，氯化炉排出的高温烟气（600℃-700℃）也需要大量的冷却液进行冷却。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种兼具排渣功能与节能特点的四氯化钛连续生产系统，以解决氯化炉生产不连续和泥浆回收耗能高的技术问题。
本发明所采用的技术方案为：
设计一种兼具排渣功能与节能特点的四氯化钛连续生产系统，包括氯化炉、沉降池、泥浆罐、渣箱、四氯化钛储罐、排渣管、换气室、第一喷淋塔和第二喷淋塔，所述排渣管呈Y型，其一端与氯化炉的排渣口相连，余下两端均设有闸板阀并向下延伸至不同的换气室内，所述换气室内倾斜设有一气体分布板，所述气体分布板将所述换气室的内腔分割为充气腔和置换腔，且所述置换腔顶部的排气口通过回气管与氯化炉底部相连，底部的卸渣口与所述渣箱相连；所述泥浆罐外设有一保温层，且所述保温层与泥浆罐之间形成一加热腔，所述加热腔的进气口与氯化炉的烟气出口相连、排气口通过管道与除尘器的进气口相连，除尘器的气体出口通过管道与第一喷淋塔的进气口相连，且所述第一喷淋塔的排液口与沉降池相连，所述泥浆罐底部与渣箱相连，顶部与第二喷淋塔、四氯化钛储罐依次相连。
优选的，所述气体分布板的倾斜角为30°～45°。
优选的，在所述置换腔内与卸渣口相对应处设有粉碎机构，所述粉碎机构包括驱动电机、转动轴和粉碎臂。
优选的，所述换气室外侧环绕有冷却带。
优选的，所述保温层内侧设有第一折流板，所述泥浆罐外侧设有第二折流板，且所述第一折流板和第二折流板交错设置。
优选的，所述泥浆罐内设有搅拌机。
优选的，该系统还包括高位槽和循环槽，所述粗四氯化钛储罐和循环槽内分别设有液下泵和循环泵，所述液下泵通过管道与高位槽相连接，所述高位槽通过过滤器与循环槽相连接，所述循环泵通过管道与四氯化钛储罐相连。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果是：
1、本发明中设置的Y型排渣管将沸腾氯化炉与两个换气室相连，通过两个换气室的循环间隔使用保证了生产的连续性，有效的提高了生产效率；本发明中换气室顶部与沸腾氯化炉底部相连，通过氮气的反吹作用，可将换气室内的气体（氯气为主）回流至氯化炉内再次利用，可以减少氯气的浪费，降低对环境的污染，改善生产环境。
2、本发明在换气室外侧设有冷却带，用于对换气室内的滤渣进行冷却，这样既可以降低烫伤事故的发生，还可以将部分腐蚀性气体凝固成固体，进一步降低对环境的影响。
3、本发明中设置的粉碎机构可将置换室内的滤渣粉碎成较小的颗粒，防止滤渣堵塞导渣管，同时也便于滤渣的储藏与转运。
4、本发明利用氯化炉排出的高温烟气对泥浆进行加热，不仅可以降低电能的消耗，还有利于高温烟气后续的冷凝工序。
5、本发明可以原有设备为基础进行改造，对原有设备利用率高，改造成本低，极大地降低了企业的负担。
6、本发明中交错设置的第一折流板和第二折流板使高温烟气的路径呈S型，延长了高温烟气在加热腔内的驻留时间，有利于热交换的进行。
7、本发明通过液下泵和循环泵作用，使得四氯化钛溶液在四氯化钛储罐、高位槽和循环槽内反复循环处理，有效的避免了泥浆的沉积，解决了处理四氯化钛储罐泥浆较为困难和容易造成污染的问题。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
1为氯化炉，2为沉降池，3为泥浆罐，4为渣箱，5为四氯化钛储罐，6为排渣管，7为左换气室，8为除尘器，9为第二喷淋塔，10为连接端，11为左出渣端，12为右出渣端，13为闸板阀，14为右换气室，15为冷却带，16为观察窗，17为气体分布板，18为充气腔，19为置换腔，20为排气口，21为卸渣口，22为回气管，23为保温层，24为加热腔，25为进气口，26为排气口，27为第一喷淋塔，28为高位槽，29为循环槽，30为液下泵，31为循环泵，32为过滤器，33为第一折流板，34为第二折流板，35为搅拌机，36为粉碎机构。
具体实施方式
下面结合附图和实施例来说明本发明的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本发明，并不以任何方式限制本发明的范围。以下实施例中所涉及的单元模块零部件、结构、机构或传感器等器件，如无特别说明，则均为常规市售产品。
实施例：如图1所示，一种兼具排渣功能与节能特点的四氯化钛连续生产系统，包括氯化炉1、沉降池2、泥浆罐3、渣箱4、四氯化钛储罐5、排渣管6、换气室、第一喷淋塔27和第二喷淋塔9，排渣管6整体呈Y型，具有三个端部，其中一个端部为连接端10，余下两个端部为左出渣端11和右出渣端12，连接端10朝上与氯化炉1的排渣口固定相连，左出渣端11和右出渣端12上均设有闸板阀13并分别向左下侧、右下侧延伸至左换气室7、右换气室14内，其中闸板阀13可以位于左换气室7、右换气室14外，也可以位于左换气室7、右换气室14内。左换气室7、右换气室14外侧环绕有冷却带15，该冷却带15为环绕于换气室外侧的、内部充满导热介质的密闭空腔，并且在换气室的前侧还设有用于观察换气室内部炉渣情况的观察窗16；换气室内倾斜设有一气体分布板17，该气体分布板17的倾斜角为30°～45°，气体分布板17将换气室内腔分割为充气腔18和置换腔19，置换腔19的顶部设有排气口20，底部设有卸渣口21，排气口20通过回气管22与氯化炉1底部相连，卸渣口21通过导渣管与渣箱4相连，回气管22和导渣管上均设有阀门。
沉降池2底部呈锥形并通过引泥管与泥浆罐3顶部的泥浆入口相连以使沉降池2内的泥浆自流进入泥浆罐3内，泥浆罐3外设有一采用聚氨酯保温板制成的保温层23，且保温层23与泥浆罐3之间形成一加热腔24，该加热腔24的左侧顶部设有进气口25、右侧底部设有排气口26，加热腔24的进气口25通过管道与氯化炉1顶部的烟气出口相连、排气口26通过管道与除尘器8的进气口相连，除尘器8的气体出口通过管道与第一喷淋塔27的进气口相连，第一喷淋塔27的排液口通过管道与沉降池2相连，沉降池2上部的溢流口通过管道与四氯化钛储罐5相连；泥浆罐3的底部和除尘器8的出尘口分别与渣箱4相连，泥浆罐3顶部的气体出口通过管道与第二喷淋塔9、四氯化钛储罐5依次相连。
本实施例中，为了防止粗四氯化钛中残存的泥浆沉积于四氯化钛储罐5底部，该系统还包括高位槽28和循环槽29，四氯化钛储罐5和循环槽29内分别设有液下泵30和循环泵31，液下泵30通过管道与高位槽28相连接，高位槽28通过过滤器32与循环槽29相连接，循环泵31通过管道与四氯化钛储罐5相连。
本实施例中，为了延长高温烟气在加热腔24内的驻留时长，保温层23内侧设有第一折流板33，泥浆罐3外侧设有第二折流板34，且第一折流板33和第二折流板34上下交错设置。
本实施例中，为了提高泥浆的蒸发效果，泥浆罐3内设有搅拌机35。
本实施例中，为了防止炉渣堵塞导渣管，在置换腔内与卸渣口相对应处设有粉碎机构36，该粉碎机构包括驱动电机、转动轴和粉碎臂。
上述四氯化钛连续生产系统的操作使用方法如下：
在进行四氯化钛的生产过程中，先使排渣管6的左出渣端11与左换气室7的置换腔处于连通状态，排渣管6的右出渣端12处于关闭状态，这样，氯化炉1内产生的炉渣经排渣管6进入左换气室7的置换腔19内暂存，当左换气室7存储一定量的炉渣后，关闭左出渣端11上的闸板阀13，打开右出渣端12上的闸板阀13，使氯化炉1内产生的炉渣经排渣管6进入右换气室14的置换腔19内暂存，这样通过左右两个换气室间隔使用的方式，实现了排渣时生产的连续性。充气腔18内的氮气经气体分布板17对炉渣进行反吹，使炉渣内夹杂的烟气经回气管返回氯化炉1再次利用；炉渣内的烟气回流完毕后，停止反吹，对炉渣进行粉碎并由卸渣口21排入渣箱4。
同时，沉降池2内沉降下来的泥浆在重力作用下自流进入泥浆罐3内，氯化炉1内排出的高温烟气（600℃-700℃）经进气口25进入加热腔24，并对泥浆罐3内的泥浆进行加热（将泥浆温度超过136℃），由于搅拌机35的搅拌作用，泥浆加热均匀并开始蒸发出四氯化钛气体，四氯化钛气体从气体出口经管道进入第二喷淋塔9进行冷凝，然后液态的四氯化钛进入四氯化钛储罐5内储存；加热腔24内经过热交换的高温烟气经排气口26依次进入除尘器8、第一喷淋塔27进行出尘冷凝作业，冷凝后的液体经管道进入沉降池2内进行沉降，而沉降池2上部的上清液（液态四氯化钛）经溢流孔进入四氯化钛储罐5内储存；泥浆罐3内的残渣和除尘器8内的灰尘经管道进入渣箱4内进行集中处理。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种兼具排渣功能与节能特点的四氯化钛连续生产系统，包括氯化炉、沉降池、泥浆罐、渣箱和四氯化钛储罐，其特征在于：还包括排渣管、换气室、第一喷淋塔和第二喷淋塔，所述排渣管呈Y型，其一端与氯化炉的排渣口相连，余下两端均设有闸板阀并向下延伸至不同的换气室内，所述换气室内倾斜设有一气体分布板，所述气体分布板将所述换气室的内腔分割为充气腔和置换腔，且所述置换腔顶部的排气口通过回气管与氯化炉底部相连，底部的卸渣口与所述渣箱相连；所述泥浆罐外设有一保温层，且所述保温层与泥浆罐之间形成一加热腔；所述加热腔的进气口与氯化炉的烟气出口相连、排气口通过管道与除尘器的进气口相连，除尘器的气体出口通过管道与第一喷淋塔的进气口相连，且所述第一喷淋塔的排液口与沉降池相连；所述泥浆罐底部与渣箱相连，顶部与第二喷淋塔、四氯化钛储罐依次相连。
2.根据权利要求1所述的兼具排渣功能与节能特点的四氯化钛连续生产系统，其特征在于：所述气体分布板的倾斜角为30°～45°。
3.根据权利要求1所述的兼具排渣功能与节能特点的四氯化钛连续生产系统，其特征在于：在所述置换腔内与卸渣口相对应处设有粉碎机构，所述粉碎机构包括驱动电机、转动轴和粉碎臂。
4.根据权利要求1所述的兼具排渣功能与节能特点的四氯化钛连续生产系统，其特征在于：所述换气室外侧环绕有冷却带。
5.根据权利要求1所述的兼具排渣功能与节能特点的四氯化钛连续生产系统，其特征在于：所述保温层内侧设有第一折流板，所述泥浆罐外侧设有第二折流板，且所述第一折流板和第二折流板交错设置。
6.根据权利要求1所述的兼具排渣功能与节能特点的四氯化钛连续生产系统，其特征在于：所述泥浆罐内设有搅拌机。
7.根据权利要求1所述的兼具排渣功能与节能特点的四氯化钛连续生产系统，其特征在于：该系统还包括高位槽和循环槽，所述四氯化钛储罐和循环槽内分别设有液下泵和循环泵，所述液下泵通过管道与高位槽相连接，所述高位槽通过过滤器与循环槽相连接，所述循环泵通过管道与四氯化钛储罐相连。
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2018
- 2018-10-22 CN CN201811227063.5A patent/CN109264775B/zh active Active
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Denomination of invention: A continuous production system of titanium tetrachloride with both slag discharge function and energy-saving characteristics Granted publication date: 20230630 Pledgee: Industrial and Commercial Bank of China Limited Jiyuan branch Pledgor: HENAN LONGXING TITANIUM INDUSTRY TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2024980042217 |