CN110961430B - 氯化收尘渣干式处理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氯化收尘渣干式处理系统及方法，属于钛冶金生产技术领域，用于解决收尘渣干法处理过程中容易造成环境污染的问题。所述氯化收尘渣干式处理系统，包括收尘渣罐、翻罐小车、搅拌器、螺旋输送机和废气处理系统，所述搅拌器包括搅拌筒、进料斗和排料斗，所述收尘渣罐放在翻罐小车上，在排料斗的顶部连接废气管，通过废气管将排料斗顶部排出的废气输送至废气处理系统。本发明通过设置相应的搅拌器进行中和搅拌反应，并借助废气管将过程中所产生的废气引入废气处理系统进行处理，以确保被处理后的气体达标排放，以此降低对环境污染的问题。
Description
技术领域
本发明涉及钛冶金生产技术领域，尤其涉及一种氯化生产四氯化钛过程中的氯化收尘渣干式处理系统及方法。
背景技术
四氯化钛(TiCl4)是生产海绵钛和氯化法钛白粉的主要原料，目前工业上制备四氯化钛的方法主要有两种，即沸腾氯化法和熔盐氯化法，两种氯化法生产四氯化钛过程中，氯化炉出来的都是四氯化钛蒸汽-气体混合物，一般简称为炉气。炉气中除四氯化钛蒸汽外，还有带有一些氯化物、CO2、N2等气体以及部分未反应的固体原料颗粒。炉气经过收尘装置初步去除混合气体中夹带的未反应固体物料颗粒、高沸点氯化物以及少量的四氯化钛液滴，收集下来的沉降物质称为收尘渣，自然沉降到连接在收尘装置底部的收尘渣罐内，定期对收尘渣罐更换。收尘渣的主要成分随氯化工艺和原料成分有所变化。例如，熔盐氯化生产四氯化钛过程中的收尘渣主要成分为FeCl3、FeCl2、NaCl、AlCl3、MgCl2、MnCl2、TiCl4等。
目前国内生产四氯化钛的企业处理收尘渣的方法分湿法和干法。所谓湿法，就是在收尘装置排渣口下方设置冲洗间，将收尘渣倒入冲洗间内用水冲洗，冲洗产生的废气送入废气处理系统淋洗，废水和渣则排入污水池内集中收集，通过压滤装置将固体渣分离出来送渣场填埋，滤液作为副产品盐酸销售。干法处理通常是把收尘渣罐运至临时中转渣场，人工取下收尘渣罐盖子，用装载机倾翻渣罐，倒出罐内的收尘渣，然后铲生石灰粉覆盖收尘渣，再通过装载机铲斗混合搅拌予以中和处理，中和处理后的固废渣通过汽车装载送往渣场填埋。干法处理收尘渣的作业过程中会有大量粉尘产生，并且由于收尘渣中含有一定量的四氯化钛，四氯化钛遇空气会立即水解产生大量氯化氢气体逸出，由此造成作业环境较差，不符合环保要求。
国内部分钛厂由于其周边盐酸市场容量较小，利用湿法处理收尘渣产生的副产品盐酸难于销售，只能采用干法处理。而国内目前收尘渣干法处理方式又较为粗放，操作环境较差，过程中产生的大量酸性烟气易扩散到厂房周边的企业，造成环境污染。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种氯化收尘渣干式处理系统，以解决收尘渣干法处理过程中容易造成环境污染的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：氯化收尘渣干式处理系统，包括收尘渣罐、翻罐小车、搅拌器、螺旋输送机和废气处理系统，所述搅拌器包括搅拌筒、进料斗和排料斗，所述搅拌筒活动配合连接地设置于进料斗和排料斗之间，所述收尘渣罐放在翻罐小车上，并且通过翻罐小车能够将位于收尘渣罐内的收尘渣翻倒至进料斗内，所述螺旋输送机的出料口通过输送管线与所述进料斗连接，在排料斗的底部排料口处设置有插板阀，在排料斗的顶部连接废气管，通过废气管将排料斗顶部排出的废气输送至废气处理系统。
进一步的是：所述收尘渣罐呈倒锥形状，其上部开口直径大于底部直径。
进一步的是：翻罐小车设置有水平驱动机构和翻转驱动机构，水平驱动机构能够驱动翻罐小车水平移动，翻转驱动机构能够驱动收尘渣罐进行360°翻转。
进一步的是：搅拌器中的搅拌筒为呈卧式安装的鼓筒式结构，并向其出口方向相对于进口方向呈向下倾斜5～10°设置。
进一步的是：所述废气处理系统包括依次串联设置的一级水洗塔、二级水洗塔、捕滴器、废气风机和烟囱；所述一级水洗塔配套设置有一级水洗喷淋泵，所述二级水洗塔配套设置有二级水洗喷淋泵，所述二级水洗塔设置有新水补水管道，并且二级水洗喷淋泵的排液管道通过支管与一级水洗塔底部连接。
进一步的是：所述收尘渣罐、翻罐小车和搅拌器均位于同一作业房间内，并且排料斗底部的排料口从作业房间底部穿出后朝向下方；所述螺旋输送机和废气处理系统位于所述作业房间外，在所述作业房间的顶部连接废气管，通过废气管将作业房间顶部排出的废气输送至废气处理系统。
进一步的是：穿过作业房间的房门设置有轨道，所述翻罐小车能够沿轨道水平移动的放置到轨道上。
另外，本发明还提供一种氯化收尘渣干式处理方法，采用上述本发明对应的收尘渣干式处理系统，具体步骤包括：
A.将从四氯化钛生产现场收集后的收尘渣罐转运并安装到翻罐小车上，并使翻罐小车转移至进料斗对应位置处；
B.启动搅拌器、废气风机、一级水洗喷淋泵以及二级水洗喷淋泵，使作业房间内产生负压作用；
C.启动螺旋输送机，将石灰料仓中加入的生石灰粉加入搅拌器的中进料斗内，其中每吨收尘渣配加200～250kg生石灰粉；加入生石灰粉的同时，启动翻罐小车翻转驱动机构，将翻罐小车内的收尘渣倾倒入进料斗中，通过进料斗31向搅拌筒内加入生石灰粉和收尘渣，在搅拌筒内生石灰粉的有效成分CaO和收尘渣中残余的四氯化钛被搅拌混合并发生中和反应，搅拌反应30～40分钟后停止搅拌反应，经过搅拌反应后的物料排放至排料斗内被临时收集；
D.通过作业房间内产生的负压作用，使在翻罐和搅拌过程中产生的废气依次进入一级水洗塔和二级水洗塔被循环逆流洗涤，经过两级洗涤后的废气再通过捕滴器分离出液滴，最后经废气风机送入烟囱排放；
E.单罐收尘渣处理完成后，停止废气风机、二级水洗喷淋泵、一级水洗喷淋泵；然后循环步骤A-E进行下一罐收尘渣的处理。
进一步的是：还包括步骤：
F.累计处理3-5罐收尘渣后，打开设置在排料斗的底部排料口处的插板阀，把经过搅拌中和后的固体渣排到位于下方的运渣车中，最后通过运渣车将固体渣外运至渣场填埋。
进一步的是：穿过作业房间的房门设置有轨道，所述翻罐小车能够沿轨道水平移动的放置到轨道上；在步骤A中，翻罐小车在作业房间外装上收尘渣罐，然后沿所述轨道移动并经过作业房间的房门后转移至作业房间内并位于进料斗对应位置处；然后关闭作业房间的房门后再进行步骤B。
本发明的有益效果是：本发明通过设置相应的搅拌器进行中和搅拌反应，并借助废气管将过程中所产生的废气引入废气处理系统进行处理，以确保被处理后的气体达标排放，以此降低对环境污染的问题。另外，通过进一步设置作业房间，能够更好的密封作业环境，防止烟气泄漏造成环境污染，大幅改善了施工作业环境条件。
附图说明
图1为本发明所述的氯化收尘渣干式处理系统的示意图；
图中标记为：收尘渣罐1、翻罐小车2、搅拌器3、进料斗31、排料斗32、插板阀33、螺旋输送机4、石灰料仓41、一级水洗塔5、一级水洗喷淋泵51、二级水洗塔6、二级水洗喷淋泵61、捕滴器7、废气风机8和烟囱9。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
如图1中所示，本发明所述的氯化收尘渣干式处理系统，包括收尘渣罐1、翻罐小车2、搅拌器3、螺旋输送机4和废气处理系统，所述搅拌器3包括搅拌筒、进料斗31和排料斗32，所述搅拌筒活动配合连接地设置于进料斗31和排料斗32之间，所述收尘渣罐1放在翻罐小车2上，并且通过翻罐小车2能够将位于收尘渣罐1内的收尘渣翻倒至进料斗31内，所述螺旋输送机4的出料口通过输送管线与所述进料斗31连接，在排料斗32的底部排料口处设置有插板阀33，在排料斗32的顶部连接废气管，通过废气管将排料斗32顶部排出的废气输送至废气处理系统。
其中，废气处理系统为用于对经废气管引入的废气进行相应的处理，以确保经过处理后的废气达标排放，废气处理系统本身可采用现有技术中针对HCl气体和粉尘颗粒具有较好吸收效果的设备。更具体的，本发明中的废气处理系统具体包括依次串联设置的一级水洗塔5、二级水洗塔6、捕滴器7、废气风机8和烟囱9；所述一级水洗塔5配套设置有一级水洗喷淋泵51，所述二级水洗塔6配套设置有二级水洗喷淋泵61，所述二级水洗塔6设置有新水补水管道，并且二级水洗喷淋泵61的排液管道通过支管与一级水洗塔5底部连接。通过一级水洗塔5、二级水洗塔6可实现对废气的分级水洗处理，以去除废气中的主要成分：HCl气体和粉尘颗粒；其中HCl被水吸收变为盐酸，粉尘颗粒从废气中分离进入循环洗涤液。而其中的捕滴器7则为对废气中夹带的部分液滴进行分离，最后达到排放要求的气体经废气风机8送入烟囱9对空排放。
在实际使用过程中，初始时应当通过新水补水管道向二级水洗塔6内补充新鲜的水洗液体，然后通过二级水洗喷淋泵61实现二级水洗塔6内部的循环喷淋，同时部分水洗液则通过支管输送至一级水洗塔5内，再通过一级水洗喷淋泵51实现一级水洗塔5内部的循环喷淋；为提高废气淋洗效率，需及时更换水洗塔内的水洗液，例如当一级水洗塔5内的液体的盐酸浓度达到15％后，可通过设置于一级水洗喷淋泵51的排液管道上的支管将其排出，排出的液体可直接送至污水站处理或者进行后续的回收利用。
更具体的，收尘渣罐1为用于临时收集收尘渣的容器，本发明中优选设置其呈倒锥形状，且其上部开口直径大于底部直径。收尘渣罐1为能够拆卸地安装到翻罐小车2上，并且在无需翻罐时可将收尘渣罐1锁定以防止自然翻转；而在需要翻罐时，则可通过翻罐小车2翻转收尘渣罐1，以便于将收尘渣罐1内的收尘渣翻倒入进料斗31内。当然，为了实现对收尘渣罐1翻转，翻罐小车2应当相应的设置有翻转驱动机构，以通过翻转驱动机构驱动收尘渣罐1进行翻转，例如驱动其实现360°的翻转动作；例如翻罐小车2上设置有翻转架以及驱动所述翻转架翻转的驱动电机。另外，为便于移动翻罐小车2，翻罐小车2还可设置有水平驱动机构，通过水平驱动机构能够驱动翻罐小车2水平移动；例如翻罐小车2底部设置有行走轮以及驱动所述行走轮的转动的驱动电机。
本发明中的搅拌器3，其包括搅拌筒、进料斗31和排料斗32，其中进料斗31为用于向搅拌筒内进料的结构，而排料斗32则为用于临时收集储存进搅拌筒搅拌混合后的物料，以便于在需要排放时，通过开启排料斗32底部的插板阀33将物料排出；而搅拌筒为可转动的筒形结构，以通过搅拌筒的转动实现对内部物料的混合反应。更具体的，所述搅拌筒可优选采用为呈卧式安装的鼓筒式结构，并向其出口方向相对于进口方向呈向下倾斜5～10°设置，例如具体设置倾斜10°；另外，搅拌筒可设置为能够正反转切换的形式，如通过正向转动实现物料的混合，而通过切换为反向转动则实现将内部物料排出至排料斗32内。
更具体的，参照附图中所示，本发明的所述收尘渣罐1、翻罐小车2和搅拌器3均位于同一作业房间内，并且排料斗32底部的排料口从作业房间底部穿出后朝向下方；所述螺旋输送机4和废气处理系统位于所述作业房间外，在所述作业房间的顶部连接废气管，通过废气管将作业房间顶部排出的废气输送至废气处理系统。这样一来，即可通过关闭作业房间的房门后使得作业房间呈大致封闭的状态，在作业房间内进行的翻罐以及搅拌等作业产生的粉尘等可通过顶部的废气管排放到废气处理系统，可与从排料斗32顶部排出的废气一同经废气处理系统进行处理再放空排放，以降低对环境的污染。不失一般性，上述所述的收尘渣罐1和翻罐小车2等位于作业房间内指的是在进行翻罐作业时，收尘渣罐1和翻罐小车2应当处于作业房间内，以便于翻罐过程中产生的粉尘能够被有效的收集。
更具体的，为了便于翻罐小车2进出作业房间，进一步可穿过作业房间的房门设置有轨道，所述翻罐小车2能够沿轨道水平移动的放置到轨道上。翻罐小车2可通过自身的驱动机构或者外部的驱动作用力带动其沿轨道水平移动。
本发明所述的氯化收尘渣干式处理方法，采用上述本发明所述的收尘渣干式处理系统，具体步骤包括：
A.将从四氯化钛生产现场收集后的收尘渣罐1转运并安装到翻罐小车2上，并使翻罐小车2转移至进料斗31对应位置处；转运过程中，可结合现场条件选择合适的设备加入辅助转运，例如可通过叉车将收尘渣罐1从四氯化钛生产现场叉运至收尘渣处理区域，再用电动葫芦将收尘渣罐1提升至对应的翻罐小车2上并加以锁定，防止收尘渣罐1翻倒；然后移动翻罐小车2连同收尘渣罐1一并转运至进料斗31对应位置处以便于后续翻倒收尘渣罐1内的收尘渣至进料斗31中。
B.启动搅拌器3、废气风机8、一级水洗喷淋泵51以及二级水洗喷淋泵61，使作业房间内产生负压作用。
C.启动螺旋输送机4，将石灰料仓41中加入的生石灰粉加入搅拌器3的中进料斗31内，其中每吨收尘渣配加200～250kg生石灰粉，例如具体可设置每吨收尘渣配加200kg生石灰粉；加入生石灰粉的同时，启动翻罐小车3翻转驱动机构，将翻罐小车3内的收尘渣倾倒入进料斗31中，通过进料斗31向搅拌筒内加入生石灰粉和收尘渣，在搅拌筒内生石灰粉的有效成分CaO和收尘渣中残余的四氯化钛被搅拌混合并发生中和反应，搅拌反应30～40分钟后停止搅拌反应，例如具体可设置每罐收尘渣搅拌反应时间为30分钟，经过搅拌反应后的物料排放至排料斗32内被临时收集；其中，搅拌筒可通过控制相应的驱动机构驱动其进行正转以及反转，其中在进行正常搅拌反应时采用正转，而在需要将物料排放至排料斗32内时采用反转实现。不失一般性，由于搅拌筒需要转动，因此其两端分别与进料斗31与排料斗32之间应当为活动配合关系。
D.通过作业房间内产生的负压作用，使在翻罐和搅拌过程中产生的废气依次进入一级水洗塔5和二级水洗塔6被循环逆流洗涤，经过两级洗涤后的废气再通过捕滴器7分离出液滴，最后经废气风机8送入烟囱9排放；
E.单罐收尘渣处理完成后，停止废气风机8、二级水洗喷淋泵61、一级水洗喷淋泵51；然后循环步骤A-E进行下一罐收尘渣的处理；具体则是开启作业房间的房门，然后移出翻罐小车3以及其上部的空的收尘渣罐1，然后更换下一收尘渣罐1后重新转移进作业房间内部，进行下一罐收尘渣的处理。
由于本发明中可将单罐收尘渣罐1的收尘渣搅拌中和处理后被临时排放到排料斗32内被临时收集，因此当累计处理3-5罐收尘渣后，可一次性打开设置在排料斗32的底部排料口处的插板阀33，把经过搅拌中和后的固体渣排到位于下方的运渣车中，最后通过运渣车将固体渣外运至渣场填埋。
Claims (8)
1.氯化收尘渣干式处理系统，其特征在于：包括收尘渣罐(1)、翻罐小车(2)、搅拌器(3)、螺旋输送机(4)和废气处理系统，所述搅拌器(3)包括搅拌筒、进料斗(31)和排料斗(32)，所述搅拌筒活动配合连接地设置于进料斗(31)和排料斗(32)之间，所述收尘渣罐(1)放在翻罐小车(2)上，并且通过翻罐小车(2)能够将位于收尘渣罐(1)内的收尘渣翻倒至进料斗(31)内，所述螺旋输送机(4)的出料口通过输送管线与所述进料斗(31)连接，在排料斗(32)的底部排料口处设置有插板阀(33)，在排料斗(32)的顶部连接废气管，通过废气管将排料斗(32)顶部排出的废气输送至废气处理系统；所述废气处理系统包括依次串联设置的一级水洗塔(5)、二级水洗塔(6)、捕滴器(7)、废气风机(8)和烟囱(9)；所述一级水洗塔(5)配套设置有一级水洗喷淋泵(51)，所述二级水洗塔(6)配套设置有二级水洗喷淋泵(61)，所述二级水洗塔(6)设置有新水补水管道，并且二级水洗喷淋泵(61)的排液管道通过支管与一级水洗塔(5)底部连接；所述收尘渣罐(1)、翻罐小车(2)和搅拌器(3)均位于同一作业房间内，并且排料斗(32)底部的排料口从作业房间底部穿出后朝向下方；所述螺旋输送机(4)和废气处理系统位于所述作业房间外，在所述作业房间的顶部连接废气管，通过废气管将作业房间顶部排出的废气输送至废气处理系统。
2.如权利要求1所述的氯化收尘渣干式处理系统，其特征在于：所述收尘渣罐(1)呈倒锥形状，其上部开口直径大于底部直径。
3.如权利要求1所述的氯化收尘渣干式处理系统，其特征在于：翻罐小车(2)设置有水平驱动机构和翻转驱动机构，水平驱动机构能够驱动翻罐小车(2)水平移动，翻转驱动机构能够驱动收尘渣罐(1)进行360°翻转。
4.如权利要求1所述的氯化收尘渣干式处理系统，其特征在于：搅拌器(3)中的搅拌筒为呈卧式安装的鼓筒式结构，并向其出口方向相对于进口方向呈向下倾斜5～10°设置。
5.如权利要求1至4中任意一项所述的氯化收尘渣干式处理系统，其特征在于：穿过作业房间的房门设置有轨道，所述翻罐小车(2)能够沿轨道水平移动的放置到轨道上。
6.氯化收尘渣干式处理方法，采用权利要求1至4中任意一项所述的收尘渣干式处理系统，其特征在于，具体步骤包括：
A.将从四氯化钛生产现场收集后的收尘渣罐(1)转运并安装到翻罐小车(2)上，并使翻罐小车(2)转移至进料斗(31)对应位置处；
B.启动搅拌器(3)、废气风机(8)、一级水洗喷淋泵(51)以及二级水洗喷淋泵(61)，使作业房间内产生负压作用；
C.启动螺旋输送机(4)，将石灰料仓(41)中加入的生石灰粉加入搅拌器(3)的中进料斗(31)内，其中每吨收尘渣配加200～250kg生石灰粉；加入生石灰粉的同时，启动翻罐小车(2)翻转驱动机构，将翻罐小车(2 )内的收尘渣倾倒入进料斗(31)中，通过进料斗31向搅拌筒内加入生石灰粉和收尘渣，在搅拌筒内生石灰粉的有效成分CaO和收尘渣中残余的四氯化钛被搅拌混合并发生中和反应，搅拌反应30～40分钟后停止搅拌反应，经过搅拌反应后的物料排放至排料斗(32)内被临时收集；
D.通过作业房间内产生的负压作用，使在翻罐和搅拌过程中产生的废气依次进入一级水洗塔(5)和二级水洗塔(6)被循环逆流洗涤，经过两级洗涤后的废气再通过捕滴器(7)分离出液滴，最后经废气风机(8)送入烟囱(9)排放；
E.单罐收尘渣处理完成后，停止废气风机(8)、二级水洗喷淋泵(61)、一级水洗喷淋泵(51)；然后循环步骤A-E进行下一罐收尘渣的处理。
7.如权利要求6所述的氯化收尘渣干式处理方法，其特征在于：还包括步骤：
F.累计处理3-5罐收尘渣后，打开设置在排料斗(32)的底部排料口处的插板阀(33)，把经过搅拌中和后的固体渣排到位于下方的运渣车中，最后通过运渣车将固体渣外运至渣场填埋。
8.如权利要求6所述的氯化收尘渣干式处理方法，其特征在于：穿过作业房间的房门设置有轨道，所述翻罐小车(2)能够沿轨道水平移动的放置到轨道上；在步骤A中，翻罐小车(2)在作业房间外装上收尘渣罐(1)，然后沿所述轨道移动并经过作业房间的房门后转移至作业房间内并位于进料斗(31)对应位置处；然后关闭作业房间的房门后再进行步骤B。
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