CN113666414A - 一种粗四氯化钛全密闭离心分离系统及分离方法 - Google Patents

Abstract

一种粗四氯化钛全密闭离心分离系统及分离方法，所述离心分离系统包括粗四氯化钛储罐、粗四氯化钛离心机、输送机、泥浆罐、烘干机和离心液收集罐，还包括氮气稳压系统，用于向粗四氯化钛离心机以及输送机上的密封位置分别加注氮气，并确保密封位置的氮气压力高于对应主机内的气体压力；该分离系统还包括设置在粗四氯化钛离心机和输送机的密封结构。所述分离方法在密闭的分离系统中进行，利用粗四氯化钛离心机对粗四氯化钛储罐内的粗四氯化钛循环多次离心分离，分离出的固相进入泥浆罐，并最终被烘干机烘干处理。本发明可以解决粗四氯化钛固液分离效果差、分离效率低及密封效果差造成的对环境污染的技术问题。

Description

一种粗四氯化钛全密闭离心分离系统及分离方法

技术领域

本发明属于化工生产工艺技术领域，具体涉及一种粗四氯化钛全密闭离心分离系统及分离方法。

背景技术

四氯化钛是氯化法生产钛白粉和海绵钛的重要原料，目前国内生产四氯化钛的方法主要有沸腾氯化和熔盐氯化，但从氯化炉内生成的四氯化钛均为成分含量比较复杂的粗四氯化钛。粗四氯化钛需要经过多级精制才能得到合格的四氯化钛产品，其中影响最大的是四氯化钛中的固体颗粒物含量，直接影响精制系统的运行稳定性及最终产品质量。尤其在现有的沸腾氯化-旋风除尘-喷淋冷凝系统内，固体颗粒物主要通过旋风分离系统进行分离，但旋风除尘系统对5微米以下的固体颗粒物分离效率极其有限，80%以上的5微米颗粒物不能够通过旋风除尘系统分离，导致生产系统粗四氯化钛固体颗粒物体积百分比含量过高，严重影响生产系统的稳定性和产品质量。

目前的处理粗四氯化钛进行固液分离主要是通过密闭浓密机自然沉降，然后将沉降固体颗粒物体积百分比含量更高的泥浆进行处理。但是自然沉降速度慢，尤其是10微米以下颗粒物需要足够长的时间沉降才能够分离，沉降设备需要做的很大，在大型沸腾上排渣氯化系统内效果甚微，自然沉降后粗四氯化钛固体颗粒物体积百分比仍达到10%。而且处理过程中存在设备密封不严，系统无法密封、环保压力大、产品浪费严重等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种粗四氯化钛全密闭离心分离系统及分离方法，以解决现有粗四氯化钛固液分离技术中固体颗粒分离效果差、分离效率低及密封效果差导致对环境污染大等技术难题。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种粗四氯化钛全密闭离心分离系统，包括粗四氯化钛储罐、粗四氯化钛离心机、输送机、泥浆罐、烘干机和离心液收集罐，粗四氯化钛储罐通过粗四氯化钛液下泵分别和粗四氯化钛离心机的进料口以及泥浆罐连接，粗四氯化钛离心机的液相出口与离心液收集罐连接，离心液收集罐与粗四氯化钛储罐通过管路连接，粗四氯化钛离心机的固相出口通过所述输送机和泥浆罐连接，泥浆罐通过泥浆打料液下泵与烘干机连接；还包括氮气稳压系统，用于向粗四氯化钛离心机以及输送机上的密封位置分别加注氮气，并确保密封位置的氮气压力高于对应主机内的气体压力；粗四氯化钛离心机的上机罩与离心机机体之间通过四氟密封条密封；粗四氯化钛离心机两端的旋转轴周向以及进料管和进料端旋转轴内孔之间采用迷宫密封、石墨浮环气密组合密封与四氟密封相结合的密封结构，并分别设置差压检测装置，差压检测装置与氮气稳压系统相连；所述输送机内的轴承位置采用聚四氟乙烯填料和氮气结合的密封方式。

所述粗四氯化钛离心机内部的螺旋转子和转鼓之间的支撑轴承的密封采用聚四氟乙烯骨架油封，且轴承两端各设置两道聚四氟乙烯骨架油封。

所述粗四氯化钛离心机的进料管设有自动切断阀，自动切断阀的动作与泥浆罐内液位的高位进行连锁。

粗四氯化钛离心机固相出口通过软连接管与所述输送机的进料口连接。

粗四氯化钛离心机液相出口通过软连接管与离心液收集罐连接。

泥浆罐内设有搅拌器。

一种粗四氯化钛全密闭离心分离方法，该方法采用所述的粗四氯化钛全密闭离心分离系统进行，在离心分离的过程中，氮气稳压系统向粗四氯化钛离心机和输送机的多个密封位置提供氮气保护气氛，并确保粗四氯化钛离心机和输送机上的多个密封位置处的氮气压力高于相应主机内部的气体压力；离心分离方法具体包括如下步骤：

步骤一，粗四氯化钛通过粗四氯化钛液下泵从粗四氯化钛储罐被输送到粗四氯化钛离心机中，经离心分离后，离心液进入离心液收集罐，离心液收集罐内的离心液再通过离心液打料泵被送到粗四氯化钛储罐，完成从粗四氯化钛储罐到粗四氯化钛离心机、离心液收集罐，再回到粗四氯化钛储罐的液相循环；

步骤二，步骤一中每次分离的固相渣液从粗四氯化钛离心机的固相出口进入泥浆罐，泥浆罐内的搅拌器对固相渣液进行搅拌，以免固相渣液内的固体颗粒物沉淀；

步骤三，对泥浆罐内的物料取样化验，当发现其中固体颗粒物浓度达到或超过被允许值时，通过粗四氯化钛液下泵从粗四氯化钛储罐中向泥浆罐补充粗四氯化钛进行物料的稀释；

步骤四，当泥浆罐内物料达到高位时，与该位置连锁的自动切断阀切断粗四氯化钛离心机的进料管，并由泥浆打料液下泵将泥浆罐内的物料送入烘干机，物料料位降低后，手动解除自动切断阀的连锁，并手动打开自动切断阀，继续进行进料分离。

本发明的有益效果是：粗四氯化钛通过强制离心分离，固体颗粒物分离效率提升20倍以上，分离后液相固体颗粒物体积百分比小于1%，分离效果显著改善。分离系统设计全密闭，离心机采用多道迷宫密封+氮气+石墨浮环密封、螺旋输送机采用四氟乙烯填料+氮气密封、泥浆罐采用搅拌器搅拌防止沉积、泥浆泵密闭输送方式及烘干机密闭处理，完全解决设备漏气及系统无法密封等导致的环境污染问题。

附图说明

图1为本发明所述粗四氯化钛全密闭离心分离系统的结构示意图；

图中标记：1、粗四氯化钛离心机，2、螺旋输送机，3、泥浆罐，4、锚型搅拌器，5、泥浆打料液下泵，6、离心液收集罐，7、离心液打料泵，8、粗四氯化钛储罐，9、粗四氯化钛液下泵，10、软连接管，11、四氯化钛泥浆烘干机，12、氮气稳压系统。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不作为对发明做任何限制的依据。

参照附图1所示，一种粗四氯化钛全密闭离心分离系统，包括粗四氯化钛储罐8、粗四氯化钛离心机1、输送机、泥浆罐3、四氯化钛泥浆烘干机11和离心液收集罐6，其中粗四氯化钛离心机1采用卧式离心机，输送机采用密闭的螺旋输送机2。粗四氯化钛储罐8中存储粗四氯化钛液，粗四氯化钛储罐8设有粗四氯化钛液下泵9，泵的出口通过三通连接两根管路，一根管路与粗四氯化钛离心机1的进料管连接，向粗四氯化钛离心机1提供待分离的粗四氯化钛，另一根管路与泥浆罐3连接，用于向泥浆罐3提供粗四氯化钛以稀释其中的固相渣液。粗四氯化钛离心机1的液相出口通过软管和离心液收集罐6连接，分离出来的离心液进入离心液收集罐6储存，离心液收集罐6的出口通过离心液打料泵7与粗四氯化钛储罐8的进口连接。粗四氯化钛储罐8内的粗四氯化钛经粗四氯化钛离心机1的分离，液相再次回到粗四氯化钛储罐8，形成液相循环，可以再次参与离心分离，因此粗四氯化钛可以在离心机内经过持续多次的离心分离，这样显著提高了分离效率和分离效果。

粗四氯化钛离心机1的固相出口通过软连接管10与螺旋输送机2的物料进口连接，螺旋输送机2的物料出口通过软连接管与泥浆罐3的物料进口连接，泥浆罐3内设有锚型搅拌器4，对其中的固相渣液进行搅拌，以免其中的固体颗粒物沉淀，泥浆罐3内还设有泥浆打料液下泵5，将泥浆罐3内的固相渣液送入四氯化钛泥浆烘干机11进行烘干。泥浆罐3内的料位计高位与粗四氯化钛离心机1进料管的自动切断阀形成连锁，只要泥浆罐3内的料位达到预先设定的高位时，料位计就会向自动切断阀发出信号，自动切断阀关闭进料管，停止进料。

本发明所述的离心分离系统对系统的密封要求较高，为此，还专门对系统中需要密封的位置有针对性的设计了密封结构。

1、本系统还设置了氮气稳压系统12，用于向粗四氯化钛离心机1以及螺旋输送机2上的多个密封位置分别加注氮气，且确保所述密封位置处的氮气压力高于相应主机内部的气体压力，将粗四氯化钛离心机1和螺旋输送机2的内部空间与外界隔绝开来。所述的“主机”是指密封位置所在的粗四氯化钛离心机1或螺旋输送机2。

2、粗四氯化钛离心机1上的密封位置包括上机罩和离心机机体相连接的边沿，在此位置安装有四氟密封条，氮气稳压系统12向粗四氯化钛离心机1的上机罩内部提供氮气，上机罩内设有压差传感器或压力变送传感器，以实时监测压差变化。

3、在粗四氯化钛离心机1的左侧旋转轴、右侧旋转轴的外围以及进料管和右侧旋转轴内孔之间均设有以下密封组件：迷宫密封+石墨浮环气密组合密封+四氟密封，同时在密封组件位置还设有压差传感器或压力变送传感器，以实时监测压差变化。该密封组件中的石墨浮环气密组合密封所用的氮气也是来自所述的氮气稳压系统12。

4、粗四氯化钛离心机1内部的螺旋转子和转鼓之间的支撑轴承处的密封采用聚四氟乙烯骨架油封，并且在轴承两端设置两道骨架油封为宜。

5、对于螺旋输送机2的轴承处的密封，可以采用聚四氟乙烯填料+氮气的密封方式，氮气引自所述的氮气稳压系统12。

采用以上所述的离心分离系统对粗四氯化钛进行强制离心分离时，包括如下几个步骤：

步骤一，粗四氯化钛通过粗四氯化钛液下泵9从粗四氯化钛储罐8被输送到粗四氯化钛离心机1中，经离心分离后，离心液进入离心液收集罐6，离心液收集罐6内的离心液再通过离心液打料泵7被送到粗四氯化钛储罐8，完成从粗四氯化钛储罐8到粗四氯化钛离心机1、离心液收集罐6，再回到粗四氯化钛储罐8的液相循环；

步骤二，步骤一中每次分离的固相渣液从粗四氯化钛离心机1的固相出口进入泥浆罐3，泥浆罐3内的锚型搅拌器4对固相渣液进行搅拌，以免固相渣液内的固体颗粒物沉淀；

步骤三，对泥浆罐3内的物料取样化验，当发现其中固体颗粒物体积百分比达到或超过被允许值（一般为70%）时，为了避免堵塞泥浆罐3，可以通过粗四氯化钛液下泵9从粗四氯化钛储罐8中向泥浆罐3补充粗四氯化钛进行物料的稀释；

步骤四，当泥浆罐3内物料达到高位时，与该位置连锁的自动切断阀切断粗四氯化钛离心机1的进料管，并由泥浆打料液下泵5将泥浆罐3内的物料送入粗四氯化钛烘干机11，物料料位降低后，手动解除自动切断阀的连锁，并手动打开自动切断阀，继续进行进料分离。

在进行离心分离时，氮气稳压系统12要确保粗四氯化钛离心机1和螺旋输送机2上的多个与外界相接的密封位置处的氮气压力大于相应的主机内部气体压力，以防止粗四氯化钛离心机1和螺旋输送机2的主机内部的气体外溢。

离心液中固体颗粒物体积百分比和离心固相渣液的四氯化钛含湿率可以通过离心机转速及液相出口堰板高度来进行调节，得到最佳的离心分离效果。

本发明中，粗四氯化钛离心机1和离心液收集罐6之间采用软连接管连接，粗四氯化钛离心机1和螺旋输送机2之间采用软连接管连接，都可以防止出现因设备震动导致的密封不严问题。

实施本发明所述于的一种粗四氯化钛全密闭离心分离系统及方法，可以解决粗四氯化钛固液分离效果差、分离效率低及密封效果差等对环境污染大等技术问题。经过某四氯化钛厂实际验证，粗四氯化钛固液分离效率相较于原工艺技术提升20倍以上，分离后液相中固体颗粒物体积百分比0.5%，相较于原技术工艺粗四氯化钛固体颗粒物体积百分比达到10%，固液分离效果显著提升，且分离液相中颗粒物粒径大部分为2微米以下难分离固体颗粒物。该工艺技术方案极大地改善了生产系统的稳定性及四氯化钛产品质量。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，所属领域的普通技术人员应当理解，参照上述实施例可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换均在申请待批的权利要求保护范围之内。

Claims (7)

1.一种粗四氯化钛全密闭离心分离系统，其特征在于：包括粗四氯化钛储罐、粗四氯化钛离心机、输送机、泥浆罐、烘干机和离心液收集罐，粗四氯化钛储罐通过粗四氯化钛液下泵分别和粗四氯化钛离心机的进料口以及泥浆罐连接，粗四氯化钛离心机的液相出口与离心液收集罐连接，离心液收集罐与粗四氯化钛储罐通过管路连接，粗四氯化钛离心机的固相出口通过所述输送机和泥浆罐连接，泥浆罐通过泥浆打料液下泵与烘干机连接；还包括氮气稳压系统，用于向粗四氯化钛离心机以及输送机上的密封位置分别加注氮气，并确保密封位置的氮气压力高于对应主机内部的气体压力；粗四氯化钛离心机的上机罩与离心机机体之间通过四氟密封条密封；粗四氯化钛离心机两端的旋转轴周向以及进料管和进料端旋转轴内孔之间采用迷宫密封、石墨浮环气密组合密封与四氟密封相结合的密封结构，并分别设置差压检测装置，差压检测装置与氮气稳压系统相连；所述输送机内的轴承位置采用聚四氟乙烯填料和氮气结合的密封方式。

2.根据权利要求1所述的一种粗四氯化钛全密闭离心分离系统，其特征在于：所述粗四氯化钛离心机内部的螺旋转子和转鼓之间的支撑轴承的密封采用聚四氟乙烯骨架油封，且轴承两端各设置两道聚四氟乙烯骨架油封。

3.根据权利要求1所述的一种粗四氯化钛全密闭离心分离系统，其特征在于：所述粗四氯化钛离心机的进料管设有自动切断阀，自动切断阀的动作与泥浆罐内液位的高位进行连锁。

4.根据权利要求1所述的一种粗四氯化钛全密闭离心分离系统，其特征在于：粗四氯化钛离心机固相出口通过软连接管与所述输送机的进料口连接。

5.根据权利要求1所述的一种粗四氯化钛全密闭离心分离系统，其特征在于：粗四氯化钛离心机液相出口通过软连接管与离心液收集罐连接。

6.根据权利要求1所述的一种粗四氯化钛全密闭离心分离系统，其特征在于：泥浆罐内设有搅拌器。

7.一种粗四氯化钛全密闭离心分离方法，其特征在于，该方法采用如权利要求1所述的粗四氯化钛全密闭离心分离系统进行，在离心分离的过程中，氮气稳压系统向粗四氯化钛离心机和输送机的多个密封位置提供氮气保护气氛，并确保粗四氯化钛离心机和输送机上的多个密封位置处的氮气压力均高于相应主机内部的气体压力；离心分离方法具体包括如下步骤：

步骤一，粗四氯化钛通过粗四氯化钛液下泵从粗四氯化钛储罐被输送到粗四氯化钛离心机中，经离心分离后，离心液进入离心液收集罐，离心液收集罐内的离心液再通过离心液打料泵被送到粗四氯化钛储罐，完成从粗四氯化钛储罐到粗四氯化钛离心机、离心液收集罐，再回到粗四氯化钛储罐的液相循环；

步骤二，步骤一中每次分离的固相渣液从粗四氯化钛离心机的固相出口进入泥浆罐，泥浆罐内的搅拌器对固相渣液进行搅拌，以免固相渣液内的固体颗粒物沉淀；

步骤三，对泥浆罐内的物料取样化验，当发现其中固体颗粒物浓度达到或超过被允许值时，通过粗四氯化钛液下泵从粗四氯化钛储罐中向泥浆罐补充粗四氯化钛进行物料的稀释；

步骤四，当泥浆罐内物料达到高位时，与该位置连锁的自动切断阀切断粗四氯化钛离心机的进料管，并由泥浆打料液下泵将泥浆罐内的物料送入烘干机，物料料位降低后，手动解除自动切断阀的连锁，并手动打开自动切断阀，继续进行进料分离。

Images