CN114162855A - 一种沸腾氯化不停炉不停氯排渣及炉渣水淬技术 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种沸腾氯化不停炉不停氯排渣及炉渣水淬技术，包括第一排渣自动调节阀、管路、第二排渣自动调节阀、炉渣缓冲罐、炉渣下料自动阀、第一冲渣进水阀门、炉渣水淬槽、第二冲渣进水阀门、渣浆储存池、排水沟、废气排气阀、第一氮气进气阀和第二氮气进气阀，该工艺具有操作简便，不影响氯化炉正常生产，避免重复停、启炉，保证生产连续性，且具有排放炉渣过程无污染，冲渣废水重复利用等优点。

Description

一种沸腾氯化不停炉不停氯排渣及炉渣水淬技术
技术领域
本发明属于沸腾氯化炉技术领域，具体地说，涉及一种沸腾氯化不停炉不停氯排渣及炉渣水淬技术。
背景技术
在大型沸腾氯化法生产四氯化钛过程中，原料高钛渣中含有一定量的氧化钙、氧化镁、氧化铁等非钛氧化物杂质，在氯化炉中与氯气反应后会生成氯化钙、氯化镁及相应的氯化物，在这些氯化物中，氯化钙及氯化镁由于其熔点高而沸点低，生产过程中会以熔融状态存在于沸腾氯化炉的沸腾床中，这些熔融的液滴有一定的粘性，累积到一定量会严重影响氯化沸腾床的沸腾状态，进而影响沸腾氯化生产的顺利进行甚至导致停炉，因此必须定期将其排出炉外，以确保沸腾氯化炉中的沸腾床处于良好的沸腾状态，使氯化生产连续稳定运行。
因沸腾氯化炉的反应温度在900～1050℃，炉底部炉渣的温度也在600～700℃间，温度很高。又因为氯化炉生产过程中有氯气参与反应，炉内充满氯气，在排渣的同时不可避免会一同带出氯气，这样所要排出的炉渣即有较高的温度又夹带氯气，普通材质的阀门不能承受高温及含氯氛围，排出的炉渣存放及处理也有一定的难度，排渣过程中还有氯气溢出到环境中。目前国内生产单位常用的方法是停炉停氯，即停止加入高钛渣及石油焦混合料，将氯气切换为氮气，用氮气置换炉中的氯气同时可将炉中的废渣降温，然后再将炉渣排入渣罐中，运送至带有负压吸收装置的厂房内自然降温、吸收渣中的残氯、四氯化钛等废气，待废渣温度降至60℃以下、渣中无废气溢出时再做回收回用处理。这样操作的不利因素一是停炉停氯，频繁停炉启炉，不利于氯化炉的连续稳定运行。二是排出的炉渣在运送、降温过程中，有氯气、四氯化钛等有毒气体夹带，严重污染环境、影响操作员工的身体健康，目前国内尚无较好的办法解决这一难题，为此提出一种沸腾氯化不停炉不停氯排渣及炉渣水淬技术。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种沸腾氯化不停炉不停氯排渣及炉渣水淬技术，为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：
一种沸腾氯化不停炉不停氯排渣及炉渣水淬技术，是采用一种沸腾氯化不停炉不停氯排渣及炉渣水淬系统，包括所述系统包括依次相连的炉渣缓冲罐、炉渣水淬槽和渣浆储存池，采用该系统进行一种沸腾氯化不停炉不停氯排渣及炉渣水淬方法，包括以下步骤：
S1、当沸腾氯化炉生产一段时间后需要排出炉内废渣时，向沸腾氯化炉中通入压力为0.6MPa,流量为10-20Nm3/h的氮气；
S2、由于氮气压力的作用，进入氯化炉中的氮气阻止氯化炉中的氯气溢出，向氮气缓冲罐中通入压力为0.6MPa的氮气，通过管路再向炉渣缓冲罐中排放温度为700℃的炉渣；
S3、排渣约2分钟，向已加有5.0Nm3工业水的炉渣水淬槽中排放高温炉渣；
S4、对炉渣缓冲罐中的炉渣排空，可继续向炉渣缓冲罐中排炉渣，如此循环进行，完成沸腾氯化炉的排渣工作；
S5、边排炉渣边向已加5.0Nm3水的炉渣水淬槽中再加水，对排下的高温炉渣进行水淬；
S6、流入渣浆存储池中，炉渣排出时夹带的游离Cl、N2、CO、CO2、水淬过程中产生的HCl有废气通过炉渣水淬槽上部排放去四氯化钛项目的卫生排气淋洗系统进行处理。
一种沸腾氯化不停炉不停氯排渣及炉渣水淬系统，包括第一排渣自动调节阀、管路、第二排渣自动调节阀、炉渣缓冲罐、炉渣下料自动阀、第一冲渣进水阀门、炉渣水淬槽、第二冲渣进水阀门、渣浆储存池、排水沟、废气排气阀、第一氮气进气阀和第二氮气进气阀，所述第一排渣自动调节阀上端口通过管道固定连接外部沸腾氯化炉底部，所述第一排渣自动调节阀下端口通过管路固定连接第二排渣自动调节阀上端口，所述管路侧壁固定连接第二氮气进气阀，所述第二排渣自动调节阀下端口通过管道固定连接炉渣缓冲罐进料口，所述炉渣缓冲罐侧壁固定连接第一氮气进气阀，所述炉渣缓冲罐出料口固定装配炉渣下料自动阀，所述炉渣下料自动阀下端口通过管道固定连接炉渣水淬槽，所述炉渣水淬槽通过排水沟固定连接渣浆储存池，所述炉渣水淬槽上部别设置有第一冲渣进水阀门和废气排气阀，所述炉渣水淬槽侧壁固定安装第二冲渣进水阀门，所述所述渣浆储存池通过管道分别固定连接第一冲渣进水阀门上端口和第二冲渣进水阀门左端口。
进一步地，所述第一排渣自动调节阀、第二排渣自动调节阀和炉渣下料自动阀的材质选用Incon材质。
进一步地，所述炉渣缓冲罐是碳钢材质外壳，内衬高铝耐火砖的缓冲罐。
进一步地，所述渣浆储存池上部为敞开式设置。
进一步地，所述渣浆储存池和第一冲渣进水阀门连接管道上还设置有冲渣水泵。
进一步地，渣浆储存池上部清液通过管路及冲渣水泵返回炉渣水淬槽中循环冲渣。
进一步地，渣浆储存池底部固体渣每个月清理一次，捞出的固体渣烘干后返回沸腾氯化炉作为原料的补充继续使用。
采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。
本发明为了更好地解决氯化炉停炉停氯排渣以及排出的炉渣温度较高同时含有氯气及四氯化钛等有毒气体难于处理，影响氯化炉正常连续生产、影响生产操作环境及员工身体健康这一难题，提出一种新的不停炉不停氯排渣及炉渣水淬技术，它是利用一定压力的氮气将沸腾氯化炉底部的废渣吹起并搅动，使之处于沸腾状态，然后通过阀门及管路将炉渣排入炉渣缓冲罐中，再由炉渣缓冲罐排入水淬槽中进行水淬，水淬过程中产生的含酸性废气进入卫生排气系统，净化处理后排空，浆液排入浆液储存池中，由于重力作用，炉渣沉入池底部，定期清理出来，经烘干后返回氯原料系统重新利用，浆液储存池上部上清液返回冲渣系统循环使用，顺利实现氯化炉不停氯气排渣，不影响正常生产不污染环境。
该工艺的关键是在氯化炉生产过程中不需要停炉不需要停氯气，即在线排炉渣，同时排出的炉渣直接水淬，避免了排干渣后还要把干渣罐运送到密封环境中降温、负压吸收氯气、氯化氢、四氯化钛等有毒有害气体，保证了排渣过程氯气及四氯化钛、氯化氢等杂质气体不会外泄，不会污染环境，不会影响员工身体健康，该工艺具有操作简便，不影响氯化炉正常生产，避免重复停、启炉，保证生产连续性，且具有排放炉渣过程无污染，冲渣废水重复利用等优点。
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
附图作为本申请的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：
图1为本发明的实施本技术的设备流程图；
图2为本发明的本技术工艺流程图。
图中：1-第一排渣自动调节阀；2-管路；3-第二排渣自动调节阀；4-炉渣缓冲罐；5-炉渣下料自动阀；6-第一冲渣进水阀门；7-炉渣水淬槽；8-第二冲渣进水阀门；9-冲渣水泵；10-渣浆储存池；11-排水沟；12-废气排气阀；13-第一氮气进气阀；14-第二氮气进气阀。
需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”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。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1至图2所示，本实施例的一种沸腾氯化不停炉不停氯排渣及炉渣水淬技术，是采用一种沸腾氯化不停炉不停氯排渣及炉渣水淬系统，包括所述系统包括依次相连的炉渣缓冲罐4、炉渣水淬槽7和渣浆储存池10，采用该系统进行一种沸腾氯化不停炉不停氯排渣及炉渣水淬方法，包括以下步骤：
S1、当沸腾氯化炉生产一段时间后需要排出炉内废渣时，先关闭第二排渣自动调节阀3，打开氮气阀13，然后打开第一排渣自动调节阀1，通过第二氮气进气阀14向沸腾氯化炉中通入压力为0.6MPa，10-20Nm3/h的氮气；
S2、由于氮气压力的作用，进入氯化炉中的氮气阻止氯化炉中的氯气溢出，然后关闭炉渣下料自动阀5，打开通向炉渣缓冲罐4中的第一氮气进气阀13向氮气缓冲罐4中通入压力为0.6MPa的氮气，打开第二排渣自动调节阀3通过管路向炉渣缓冲罐4中排放温度为700℃的炉渣；
S3、排渣约2分钟关闭第一炉渣自动调节阀1，打开第一冲渣进水阀门6和第二冲渣进水阀门8，打开炉渣下料自动阀5向已存在5.0Nm3水的炉渣水淬槽7中排放高温炉渣；
S4、炉渣缓冲罐4中的炉渣排空后关闭炉渣下料自动阀5，打开第一排渣自动调节阀1向炉渣缓冲罐4中继续排炉渣，如此循环进行，完成沸腾氯化炉的排渣工作；
S5、炉渣下料自动阀5与冲渣水泵9联锁，当炉渣下料自动阀5打开时，冲渣水泵9同时自动启动，向炉渣水淬槽7中加水，对排下的高温炉渣进行水淬；
S6、水淬浆液通过排水沟11流入渣浆存储池10中，炉渣排出时夹带的少量游离Cl、N2、CO、CO2、水淬过程中产生的HCl等有废气通过炉渣水淬槽7上部的废气排气阀12及管路去四氯化钛项目的卫生排气淋洗系统进行处理。
上述沸腾氯化不停炉不停氯排渣及炉渣水淬技术的工作系统，包括第一排渣自动调节阀1、管路2、第二排渣自动调节阀3、炉渣缓冲罐4、炉渣下料自动阀5、第一冲渣进水阀门6、炉渣水淬槽7、第二冲渣进水阀门8、渣浆储存池10、排水沟11、废气排气阀12、第一氮气进气阀13和第二氮气进气阀14，第一排渣自动调节阀1上端口通过管道固定连接外部沸腾氯化炉底部，第一排渣自动调节阀1下端口通过管路2固定连接第二排渣自动调节阀3上端口，管路2侧壁固定连接第二氮气进气阀14，第二排渣自动调节阀3下端口通过管道固定连接炉渣缓冲罐4进料口，炉渣缓冲罐4侧壁固定连接第一氮气进气阀13，炉渣缓冲罐4出料口固定装配炉渣下料自动阀5，炉渣下料自动阀5下端口通过管道固定连接炉渣水淬槽7，炉渣水淬槽7通过排水沟11固定连接渣浆储存池10，炉渣水淬槽7上部别设置有第一冲渣进水阀门6和废气排气阀12，炉渣水淬槽7侧壁固定安装第二冲渣进水阀门8，渣浆储存池10通过管道分别固定连接第一冲渣进水阀门6上端口和第二冲渣进水阀门8左端口，排水沟11进行防渗防腐处理。
第一排渣自动调节阀1、第二排渣自动调节阀3和炉渣下料自动阀5的材质选用Incon材质，具体为inconrl600，它是镍-铬-铁基固溶强化合金,具有良好的耐高温腐蚀和抗yang化性能、优良的冷热加工和焊接工艺性能,在700℃以下具有满意的热强性和高的塑性。合金可以通过冷加工得到强化,也可以用电阻焊、熔焊或钎焊连接。2.具有优良的耐腐蚀性:对于各种腐蚀介质都具有耐腐蚀性，它比目前国内其它厂家选用的耐热不锈钢有更大的优越性。
炉渣缓冲罐4是外壳为碳钢材质，内衬高铝耐火砖的耐高温缓冲罐，保证在炉渣的冲击和高温接触下，不会产生老化和破裂。
渣浆储存池10上部为敞开式设置，方便对渣浆储存池内部进行清洁和维修。
渣浆储存池10和第一冲渣进水阀门6连接管道上还设置有冲渣水泵9，通过冲渣水泵的流水带动，使得流水稳定的进入到炉渣水淬槽。
渣浆储存池10上部清液通过管路及冲渣水泵9返回炉渣水淬槽7中循环冲渣。
渣浆储存池10底部固体渣每一个月清理一次，捞出的固体渣烘干后返回沸腾氯化炉作为原料的补充继续使用。
同行业其他单位大多数采用的方法是停炉停氯，即停止加入高钛渣及石油焦混合料，将氯气切换为氮气，用氮气置换炉中的氯气同时可将炉中的废渣降温，然后再将炉渣排入渣罐中，运送至带有负压吸收装置的厂房内自然降温、吸收渣中的残氯、四氯化钛等废气，待废渣温度降至60℃以下、渣中无废气溢出时再做回收回用处理，采用大型沸腾氯化炉,产能20t/h四氯化钛；
针对于上述的使用，进行改进的操作为不停炉不需要停氯气，即在线排炉渣，同时排出的炉渣直接水淬。
效果对比为单炉产量对比
Figure BDA0003414762670000071
工作原理：它是利用安装在排炉渣管路上的三道特殊材质的自动调节阀及炉渣缓冲罐、炉渣水淬槽等，在氮气保护下，在正常沸腾氯化生产过程中不停炉不停氯直接排出沸腾氯化炉中的炉渣而不污染环境的一种工艺技术，并利用一定比例的工业水对所排出的炉渣进行水冲洗，所形成浆液排到渣浆储存池中的炉渣水淬技术。先打开炉底第一排渣自动调节阀1，通过管路2向沸腾氯化炉底部吹入一定压力的氮气，使沉积于沸腾氯化炉底部的废渣处于沸腾状态，便于排出炉外。然后打开第二排渣自动调节阀3，向炉渣缓冲罐4中排放炉渣，向炉渣缓冲罐4中排炉渣的同时打开炉渣缓冲罐4上的第一氮气进气阀13，向渣罐中通入一定压力的氮气，减少炉内氯气逸出，排渣约2min后关闭排渣管,2上第一排渣自动调节阀1，打开炉渣缓冲罐4通向炉渣水淬槽7的炉渣下料自动阀5，向已加入一定量工业水的炉渣水淬槽7中排渣同时启动冲渣水泵9向炉渣水淬槽7中加水对炉渣进行水淬，炉渣水淬槽7浆液通过已做防渗防腐处理的排水沟11排入渣浆储存池10中。通过降温后，渣浆储存池10上清液返回炉渣水淬槽7用水系统循环使用，渣浆储存池10底部的固体炉渣定期捞出、烘干后返回沸腾氯化炉作为原料的补充继续使用。炉渣缓冲罐4中的炉渣排空后重复第一次排渣动作直到排净炉渣。该工艺具有操作简便，不影响氯化炉正常生产，避免重复停、启炉，保证生产连续性，且具有排放炉渣过程无污染，冲渣废水重复利用等优点。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (8)

1.一种沸腾氯化不停炉不停氯排渣及炉渣水淬技术，其特征在于：是采用一种沸腾氯化不停炉不停氯排渣及炉渣水淬系统，所述系统包括依次相连的炉渣缓冲罐(4)、炉渣水淬槽(7)和渣浆储存池(10)，采用该系统进行一种沸腾氯化不停炉不停氯排渣及炉渣水淬方法，包括以下步骤：
S1、当沸腾氯化炉生产一段时间后需要排出炉内废渣时，向沸腾氯化炉中通入压力为0.6MPa，10-20Nm3/h的氮气；
S2、进入氯化炉中的氮气阻止氯化炉中的氯气溢出，向氮气缓冲罐(4)中通入压力为0.6MPa的氮气，通过管路再向炉渣缓冲罐(4)中排放高温炉渣；
S3、排渣约2分钟，向已存在5.0Nm3的炉渣水淬槽(7)中排放高温炉渣；
S4、对炉渣缓冲罐(4)中的炉渣排空，可继续向炉渣缓冲罐(4)中排炉渣，如此循环进行，完成沸腾氯化炉的排渣工作；
S5、边排炉渣边向已加5.0Nm3水的炉渣水淬槽(7)中再加水，对排下的高温炉渣进行水淬；
S6、流入渣浆存储池(10)中，炉渣排出时夹带的N2、CO、CO2及游离Cl、水淬过程中产生的HCl废气通过炉渣水淬槽(7)上部排放去四氯化钛项目的卫生排气淋洗系统进行处理。
2.根据权利要求1所述的一种沸腾氯化不停炉不停氯排渣及炉渣水淬技术，其特征在于：所述系统还包括第一排渣自动调节阀(1)、管路(2)、第二排渣自动调节阀(3)、炉渣下料自动阀(5)、第一冲渣进水阀门(6)、第二冲渣进水阀门(8)、排水沟(11)、废气排气阀(12)、第一氮气进气阀(13)和第二氮气进气阀(14)，所述第一排渣自动调节阀(1)上端口通过管道固定连接外部沸腾氯化炉底部，所述第一排渣自动调节阀(1)下端口通过管路(2)固定连接第二排渣自动调节阀(3)上端口，所述管路(2)侧壁固定连接第二氮气进气阀(14)，所述第二排渣自动调节阀(3)下端口通过管道固定连接炉渣缓冲罐(4)进料口，所述炉渣缓冲罐(4)侧壁固定连接第一氮气进气阀(13)，所述炉渣缓冲罐(4)出料口固定装配炉渣下料自动阀(5)，所述炉渣下料自动阀(5)下端口通过管道固定连接炉渣水淬槽(7)，所述炉渣水淬槽(7)通过排水沟(11)固定连接渣浆储存池(10)，所述炉渣水淬槽(7)上部别设置有第一冲渣进水阀门(6)和废气排气阀(12)，所述炉渣水淬槽(7)侧壁固定安装第二冲渣进水阀门(8)，所述所述渣浆储存池(10)通过管道分别固定连接第一冲渣进水阀门(6)上端口和第二冲渣进水阀门(8)左端口。
3.根据权利要求2所述的一种沸腾氯化不停炉不停氯排渣及炉渣水淬技术，其特征在于：所述第一排渣自动调节阀(1)、第二排渣自动调节阀(3)和炉渣下料自动阀(5)的材质选用Incon材质。
4.根据权利要求1所述的一种沸腾氯化不停炉不停氯排渣及炉渣水淬技术，其特征在于：所述炉渣缓冲罐(4)是碳钢材质外壳，内衬高铝耐火砖的缓冲罐。
5.根据权利要求1所述的一种沸腾氯化不停炉不停氯排渣及炉渣水淬技术，其特征在于：所述渣浆储存池(10)上部为敞开式设置。
6.根据权利要求2所述的一种沸腾氯化不停炉不停氯排渣及炉渣水淬技术，其特征在于：所述渣浆储存池(10)和第一冲渣进水阀门(6)连接管道上还设置有冲渣水泵(9)。
7.根据权利要求6所述的一种沸腾氯化不停炉不停氯排渣及炉渣水淬技术，其特征在于：渣浆储存池(10)上部清液通过管路及冲渣水泵(9)返回炉渣水淬槽(7)中循环冲渣。
8.根据权利要求1所述的一种沸腾氯化不停炉不停氯排渣及炉渣水淬技术，其特征在于：渣浆储存池(10)底部固体渣每个月清理一次，清出的固体渣烘干后返回沸腾氯化炉作为原料的补充继续使用。
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